復(fù)雜環(huán)境下建筑深基坑施工技術(shù)研究

黃權(quán)

(廣州珠江建設(shè)發(fā)展有限公司，廣東 廣州 510000)

在當(dāng)前的建筑工程施工過程中，受建筑工程周邊環(huán)境較為復(fù)雜的影響，工程施工的難度較大，現(xiàn)階段，為避免工程深基坑施工與周邊環(huán)境相互影響，因地制宜的應(yīng)用合適的深基坑施工技術(shù)，已經(jīng)成為在保證工程施工活動順利推進(jìn)，保證工程建設(shè)質(zhì)量安全的重點(diǎn)內(nèi)容之一。

1 復(fù)雜環(huán)境下建筑深基坑施工技術(shù)應(yīng)用特點(diǎn)

當(dāng)前大部分深基坑施工活動是在原有建筑的舊址上進(jìn)行新建的，原有建筑附近基礎(chǔ)設(shè)施的完善度相對較高，并且建筑密度、人流與車流量相對較大，在開展深基坑施工時，工程施工可能會對周邊交通、建筑、地下管線等結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的影響，若在工程施工過程中，選擇的深基坑施工技術(shù)無法切實(shí)滿足工程建設(shè)的需要，可能會導(dǎo)致工程施工或者在深基坑后續(xù)使用過程中，出現(xiàn)地面塌陷、建筑沉降等問題，對人們的正常生活甚至生命財(cái)產(chǎn)安全造成威脅。同時，據(jù)數(shù)據(jù)調(diào)查顯示，相較于簡單環(huán)境下的深基坑施工活動，復(fù)雜環(huán)境下的深基坑施工不僅需要開展深基坑開挖、支護(hù)等工作，還需要在作業(yè)前以及作業(yè)過程中對施工區(qū)域的樁基、管線等內(nèi)容進(jìn)行清理、保護(hù)，這種情況的出現(xiàn)使得在復(fù)雜環(huán)境下深基坑施工花費(fèi)的時間更長，約為簡單環(huán)境下深基坑施工活動所需時間的1.2倍。總之，在當(dāng)前的建筑工程施工過程中，復(fù)雜環(huán)境下深基坑施工技術(shù)存在施工難度較大、工程施工時間長、施工質(zhì)量控制難度大、可選施工技術(shù)方法較少、地下障礙物偏多、施工活動易受外界因素影響等特點(diǎn)。

2 復(fù)雜環(huán)境下建筑深基坑施工技術(shù)的影響因素

在當(dāng)前建筑深基坑施工技術(shù)應(yīng)用過程中，錨索成孔、護(hù)坡樁鋼筋籠不到位、等情況的出現(xiàn)，不僅會給正常的樁基施工工作造成不利影響，還會對工程后續(xù)施工質(zhì)量安全造成威脅。具體來說，第一，一般情況下，樁錨支護(hù)體系的錨孔直徑在150mm左右，一般情況下，樁錨支護(hù)體系的深度在15—16m的范圍內(nèi)，特殊情況下深度在20m以上，為降低后續(xù)注漿施工的難度，錨孔與水平方向上存在一定的夾角，這一情況的出現(xiàn)使得錨索穿越的土層性質(zhì)有著一定的差別，尤其是在復(fù)雜環(huán)境下，錨孔經(jīng)常會遇到、砂層、含水地層、砂卵石層等土層顆粒粒徑不一致的情況，并且在穿越不同土層時，受土層粒徑不同的影響，錨索鉆孔軌跡可能會出現(xiàn)一定的偏差，不僅導(dǎo)致部分區(qū)域鉆孔工作難度增加，還可能導(dǎo)致塌陷問題的出現(xiàn)，進(jìn)而給后續(xù)鋼絞線下放、注漿施工工作造成一定的阻礙。第二，在建筑深基坑施工過程中，盡管相較于其他施工方式，長螺旋鉆機(jī)鉆孔與混凝土灌注工作的開展，可以為后續(xù)鋼筋籠施工活動提供一定的便利，但若是在施工過程中，樁孔內(nèi)的鋼筋籠放置不符合施工規(guī)范的要求，那么即便為了提升鋼筋籠下方位置的準(zhǔn)確度，采用振動錘沉放法，鋼筋籠也無法達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高。導(dǎo)致這一問題出現(xiàn)的原因包括鋼筋籠強(qiáng)度不足、鋼筋籠綁扎效果無法滿足樁質(zhì)量的需要、鋼筋籠放置角度出現(xiàn)偏差等。

3 復(fù)雜環(huán)境下建筑深基坑施工技術(shù)應(yīng)用方法

在城市化進(jìn)程不斷推進(jìn)的過程中，城市建筑用地面積的不斷縮小與現(xiàn)代化建設(shè)工作推進(jìn)間的矛盾越發(fā)明顯，現(xiàn)階段，為滿足人們對建筑工程的實(shí)際需要，越來越多的建筑工程開始提升對地下空間利用工作的重視度，在此過程中，為保證工程在基坑開挖深度不斷增加的背景下，能夠取得良好的工程施工效果，在選擇合適的深基坑施工技術(shù)前，需要明確深基坑施工工作的特點(diǎn)，然后選擇適合的施工技術(shù)方法，以便為后續(xù)工程施工活動的推進(jìn)提供依據(jù)。

3.1 土方開挖

3.1.1 方法介紹

在復(fù)雜環(huán)境下，開展基坑深挖施工時，土方開挖工作屬于基礎(chǔ)性工作，并且為保證土方開挖工作的穩(wěn)定推進(jìn)，在土方開挖工作開展前，需要明確復(fù)雜環(huán)境的實(shí)際情況，然后以復(fù)雜環(huán)境的基礎(chǔ)特征為基礎(chǔ)，選擇合適的開挖方式。首先，在建筑工程前期設(shè)計(jì)階段，應(yīng)當(dāng)明確深基坑開挖的具體位置，并通過在開挖工程開始前，確定類似電梯井這類建筑結(jié)構(gòu)位置，并完成相應(yīng)定位施工的方式，降低重復(fù)作業(yè)情況出現(xiàn)的可能性。其次。現(xiàn)階段，在復(fù)雜環(huán)境下較為常用的土方開挖方式為分層開挖，通過對土層應(yīng)力進(jìn)行逐層卸載的方式，避免對周邊環(huán)境造成嚴(yán)重的擾動，保證施工區(qū)域及周邊區(qū)域土層在開挖過程中的穩(wěn)定性。一般情況下，分層開挖過程中每層土層的開挖深度應(yīng)在1.5m以下，并且結(jié)合施工區(qū)域地下樁基、管線等情況，對這一深度進(jìn)行調(diào)整。同時，在土方開挖時，為避免原有樁基結(jié)構(gòu)對后續(xù)深基坑施工活動造成不利影響，可以先用風(fēng)鎬破壞原本的樁基結(jié)構(gòu)，再利用切割器清除其中的鋼筋，并且在雜物清理干凈后，可以利用混凝土對墊層結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固，然后再進(jìn)行后續(xù)工程施工活動(若施工活動處于新建區(qū)，地下不存在樁基結(jié)構(gòu)，則可以忽略本步驟)。最后，在土方開挖工作達(dá)到預(yù)定標(biāo)高后，可以在基坑周邊進(jìn)行明溝開挖工作，并且在地勢偏低的區(qū)域設(shè)置水井，通過對施工過程中的雨水進(jìn)行收集，并將沉淀后的雨水應(yīng)用到施工活動中的方式，在改善施工區(qū)域作業(yè)環(huán)境的同時，實(shí)現(xiàn)節(jié)約用水，為綠色、低碳城市建設(shè)活動的推進(jìn)提供支持。

3.1.2 工程概況

某醫(yī)院位于市中心，與十字交叉路口間的距離極短，并且，該醫(yī)院周邊環(huán)境極為復(fù)雜，在進(jìn)行某醫(yī)院綜合樓建筑工程施工過程中，除了道路一側(cè)地下存在少量管線外，其余地段并未發(fā)現(xiàn)管線。地下室共兩層、基坑面積約為5730.1m，周長在332.5m左右，土方與石方的體積分別為78000m與6000m，并且地下室基坑開挖深度要按照筏板墊層底標(biāo)高-13.20～-14.40進(jìn)行控制，基坑周邊場地的標(biāo)高為19.00～21.00，基坑開挖深度在12.20～15.40m的范圍內(nèi)，并且坑中坑的開挖深度約為18.10m。同時，由于周邊建筑與該醫(yī)院綜合樓之間的距離較近，并且基坑邊坡總體穩(wěn)定性較差，這使得基坑開挖工作會對周邊產(chǎn)生一定的影響，面對這種情況，在進(jìn)行該基坑支護(hù)時，支護(hù)結(jié)構(gòu)采用排樁+2道內(nèi)支撐支護(hù)，并且在標(biāo)高為±0.000、-3.0m處，設(shè)置腰梁與內(nèi)支撐，冠梁上坡面與基坑開挖面設(shè)置了掛網(wǎng)噴射混凝土防護(hù)，水平內(nèi)支撐有26根600×600mm的型鋼格構(gòu)柱。

3.1.3 施工方法

在進(jìn)行該綜合樓施工過程中，為便于建材、建筑垃圾的運(yùn)輸，在進(jìn)行基坑施工前，決定在工程施工區(qū)域附近設(shè)置施工便道，在便道選擇時，決定采用留設(shè)坡道并且通過加鋼板焊接棍肋防滑條、在坡道兩側(cè)安裝欄桿等方式，在降低便道設(shè)置難度與便道施工成本的同時，降低后續(xù)便道的拆除難度。

在基坑開挖工作開展時，為避免基坑開挖工作給周邊環(huán)境造成不利影響，在基坑內(nèi)設(shè)置2道內(nèi)支撐后，決定將開挖工作分成3部分，并且在開挖施工過程中，開挖整體順序?yàn)橛蓛啥讼蛑虚g推進(jìn)，在無支撐的部分，則是由中間向兩端開挖，并且為保證開挖工作的質(zhì)量符合工程施工需要，要提升開挖過程中分層、分段與相鄰高差之間關(guān)系的關(guān)注度。具體來說，首先，在開展第一層開挖工作時，應(yīng)當(dāng)以設(shè)計(jì)要求為基礎(chǔ)，進(jìn)行壓頂梁與第一道混凝土支撐墊層以上土方的開挖工作，該部分的土層厚度在4.0m左右，此層土方開挖的體積約為18000m，同時，為避免積水對開挖工作造成不利影響，需要保證基坑內(nèi)外排水滿足設(shè)計(jì)要求，并且在保證基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度達(dá)到80%左右設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，開展大面積開挖工作。其次，在進(jìn)行第二層土方開挖工作時，應(yīng)當(dāng)保證壓頂梁與第一道混凝土支撐強(qiáng)度達(dá)到了80%，然后進(jìn)行標(biāo)高為-4.0～-9.0m部分的土方開挖，在第二道混凝土質(zhì)層墊層開挖時，土方體積約為31000m，并且為降低開挖工作隊(duì)周邊環(huán)境涂層的擾動，可以將開挖厚度為5.0m土層分成2.5m、2.5m的兩層，分層進(jìn)行土方開挖工作，并且開挖時，應(yīng)當(dāng)控制開挖工作的順序是從兩端向中間，在部分無支撐梁的部分，開挖順序則是由中間向兩端推進(jìn)。再次，在開展第三層土方開挖時，由于基坑的開挖深度比較深，無法滿足放坡的工作要求，因此，在第三、四層土方開挖時，可以應(yīng)用為第一層填土修坡鋪設(shè)的鋼板便道，然后采用盆式、逆式、中心墩式進(jìn)行挖土操作，在此過程中，應(yīng)保證挖土方式的一致性。在第三層土方開挖時，開挖土方標(biāo)高為-9.0～-14.6m，土層厚度為5.6m，土方體積為35000m，為降低土方開挖工作的難度，在該部分土方開挖時，可以對其進(jìn)行分層處理，即將厚度為5.6m的土層分成2.0m、2.0m與1.6m厚的三部分，分層進(jìn)行開挖工作。最后，在進(jìn)行類似電梯井、集水井這類標(biāo)高為-18.1m的坑中坑開挖工作時，可以采用跳挖的方式，實(shí)現(xiàn)承臺井土方的開挖，并且保證內(nèi)支撐梁與底板間的凈距離為5.4m，為進(jìn)一步提升土方開挖的效率，可以修建施工鋼板便道，為坑底運(yùn)輸車輛運(yùn)輸內(nèi)支撐梁下方土提供便利。

3.2 基坑降水

一般情況下，深基坑開挖深度在5m以上，在復(fù)雜環(huán)境條件下，施工區(qū)域存在地下水、結(jié)合水的可能性相對較大，并且若地下水、結(jié)合水的水位在施工過程中不斷上升，不僅會對工程施工活動的開展產(chǎn)生影響，還會威脅工程施工人員的安全。現(xiàn)階段，為了保證深基坑開挖工作的順利進(jìn)行，避免對后續(xù)工程施工活動的開展產(chǎn)生不利影響，在工程施工過程中，提升對基坑降水工作的重視度，在正式施工前做好基坑降水工作，已經(jīng)成為切實(shí)滿足基坑作業(yè)需要的關(guān)鍵點(diǎn)之一。具體來說，在開展降水井作業(yè)時，可以使用旋挖鉆機(jī)在降水井內(nèi)鉆孔，并且在孔的深度達(dá)到預(yù)定標(biāo)高后，進(jìn)行清孔操作，盡量控制沉渣厚度小于5cm，然后在孔內(nèi)填充碎石、砂石等可以作為濾水體的材料，提升基坑內(nèi)水的質(zhì)量，之后用潛水泵將降水井內(nèi)的水引導(dǎo)外界環(huán)境中，在此過程中，可以將這部分水資源收集起來，作為工程施工過程中的降塵用水，降低工程施工對周邊環(huán)境的污染。此外，為保證排水工作的順利進(jìn)行，可以在施工過程中，在基坑附近設(shè)置盲溝，保證積水能夠順利排出，避免對工程后續(xù)施工活動的開展造成不利影響。

3.3 基坑支護(hù)

在深基坑施工過程中，基坑支護(hù)工作的質(zhì)量不僅與本次工程施工活動質(zhì)量間存在著直接的聯(lián)系，還與周邊環(huán)境、建筑、管線等方面的安全性之間存在著直接的聯(lián)系。在復(fù)雜環(huán)境下，為保證基坑支護(hù)工作質(zhì)量安全，需要在進(jìn)行支護(hù)施工前，明確工程施工地點(diǎn)及周邊的地質(zhì)、水文、建筑、施工設(shè)備等其情況，選擇合適的基坑支護(hù)方式，現(xiàn)階段，較為常見的深基坑支護(hù)方式包括鋼板樁支護(hù)、土釘墻支護(hù)、排樁支護(hù)、深層水?dāng)嚢铇吨ёo(hù)、地下連續(xù)墻支護(hù)等。舉例來說，某深基坑工程在施工前，對其周邊環(huán)境進(jìn)行了調(diào)查分析可以了解到，工程施工區(qū)域的東、南、北側(cè)都比較空曠，西側(cè)存在道路，在進(jìn)行支護(hù)施工時，為了在保證深基坑施工安全性的同時，盡量降低支護(hù)施工的成本，節(jié)約支護(hù)施工的時間，決定在工程東、南、北側(cè)應(yīng)用放坡開挖的施工方法，在西側(cè)采用開挖放坡與鋼板樁支護(hù)的結(jié)合方式，避免深基坑開挖工作對周邊環(huán)境造成嚴(yán)重影響。具體來說，在該工程施工過程中，鋼板樁的寬度為300mm，單根長度為10m，在進(jìn)行支護(hù)方案設(shè)計(jì)時，決定在建筑物西側(cè)外延外反2m處平行布置鋼板樁。在布置時，一方面，放好鋼板樁的位置通線，然后在通線上進(jìn)行土方開挖處理，控制土方開挖規(guī)格為1m×1m，然后，控制壓樁樁頂標(biāo)高為-3m，每隔400mm布置一根鋼板樁，在進(jìn)行壓裝處理時，要保證壓樁與壓樁標(biāo)高相同，并且壓樁在同一條線上。另一方面，在進(jìn)行鋼板樁頂部的中肋圓孔內(nèi)傳入48mm鋼管，再將鋼板樁縱向連接起來，使其構(gòu)成一個整體。再次，由于在開挖時，西側(cè)基坑邊緣與原有圍墻間的距離僅有3m，若現(xiàn)場鋼板樁準(zhǔn)備或者放坡工作存在問題，那么都可能導(dǎo)致薄弱部位擠壓鋼板樁，進(jìn)而導(dǎo)致鋼板樁支撐部分出現(xiàn)異常。面對這種情況，工作人員在提升對鋼板樁狀態(tài)監(jiān)管的基礎(chǔ)上，可以通過在鋼板樁外部進(jìn)行土方卸載的方式，保證鋼板樁支護(hù)質(zhì)量能夠切實(shí)滿足工程施工的需要。

3.4 布置監(jiān)測點(diǎn)

相較于簡單環(huán)境下的建筑工程施工，在復(fù)雜環(huán)境下開展建筑施工不僅延長工程施工時間，使工程施工成本有所增加，還會使工程施工難度大幅度上升，若在復(fù)雜環(huán)境開展建筑工程施工時，未能使用合適的工程施工技術(shù)方式，那么工程整體的質(zhì)量安全也將無法得到有效的保障。在當(dāng)前的建筑深基坑施工過程中，為保證工程施工質(zhì)量能夠滿足預(yù)期的施工目標(biāo)，應(yīng)用合適的工程施工技術(shù)，并且在施工過程中，通過布置監(jiān)測點(diǎn)的方式，加強(qiáng)對工程施工情況的監(jiān)管，成為了一項(xiàng)極為必要的工作。具體來說，在布置基坑監(jiān)測點(diǎn)時，首先，要保證選擇的監(jiān)測點(diǎn)位置有著良好的穩(wěn)定性，不會在后續(xù)工程施工過程中，出現(xiàn)明顯的沉降；其次，在監(jiān)測點(diǎn)布置工作完成后，需要加強(qiáng)對監(jiān)測點(diǎn)的保護(hù)，避免監(jiān)測點(diǎn)因施工而被掩埋，同時，若真的在施工過程中，監(jiān)測點(diǎn)出現(xiàn)了沉降、掩埋這類的問題，那么為保證數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性，需要選擇新的監(jiān)測點(diǎn)；再次，在復(fù)雜環(huán)境下開展深基坑施工時，應(yīng)保證監(jiān)測工作有著良好的連續(xù)性，并采用合適的技術(shù)方式，對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行整合分析，在發(fā)現(xiàn)潛在威脅時，及時進(jìn)行預(yù)警處理，以便營造良好的深基坑作業(yè)環(huán)境，為深基坑作業(yè)穩(wěn)定性的提升提供有效的支持。舉例來說，為保證基坑深挖工作的安全性，為后續(xù)工程施工活動的順利進(jìn)行提供支持，并且降低基坑深挖工作對周邊環(huán)境造成的影響，A建筑工程施工方在施工過程中，委托第三方B地質(zhì)工程勘測院對基坑深挖施工全過程進(jìn)行全面的信息化監(jiān)測，在監(jiān)測過程中，重點(diǎn)觀測周邊建筑、道路等部分的沉降情況，在保證沉降值在設(shè)計(jì)預(yù)警值內(nèi)，再進(jìn)行后續(xù)工程的施工。

3.5 注意事項(xiàng)

受施工區(qū)域周邊建筑物較為密集、管線分布密集、車流與人流量較大等因素的影響，當(dāng)前建筑工程深基坑施工活動推進(jìn)難度相對較大。現(xiàn)階段，為了在保證工程施工活動順利進(jìn)行的同時，不會對周邊建筑環(huán)境、人員生活等情況產(chǎn)生明顯的影響，在工程施工過程中，不僅需要對工程施工區(qū)域周邊環(huán)境進(jìn)行實(shí)地考察，做好基礎(chǔ)準(zhǔn)備工作、明確施工技術(shù)參數(shù)，還需要在工程施工過程中，加強(qiáng)對人員的配置管理，在保證工程順利進(jìn)行的同時，提升資源利用率。

4 結(jié)語

總而言之，在復(fù)雜環(huán)境下開展工程施工活動已經(jīng)成為一種較為常見的工程施工情景，盡管在當(dāng)前科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，我國深基坑施工技術(shù)得到了有效地發(fā)展，并積累了一定的工程施工經(jīng)驗(yàn)，但為保證工程施工質(zhì)量安全，在實(shí)際施工過程中，仍需要依據(jù)施工地點(diǎn)的實(shí)際情況，選擇合適的施工技術(shù)與保障措施，降低基坑塌陷、變形等問題的出現(xiàn)概率。