鈕 扣 (阜陽市建筑業監督管理處,安徽 阜陽 236034)
深基坑支護設計和支護形式密切相關,合理且科學的支護形式需要依據工程地質狀況、地貌地形和周邊環境、工程預算等參數進行制定。如果工程地質較好、周邊環境條件要求較低,則盡可能采用柔性支護形式,如土釘墻;如果周邊環境條件要求較高,可使用剛性支護形式,如使用地下連續墻和排樁等,將深基坑水平位置控制在合理范圍內[2]。因此,深基坑支護對建筑工程有著重要影響,是保證施工管理工作有序開展、工程保質保量的關鍵,也是建筑行業需要重點研究的對象。
在多數建設工程中均會涉及到基坑開挖施工方面,需要充分考慮地基維穩方法,其用在地質施工條件較差、地下施工環境復雜多變,或水深超過五米及以上的工程中,這是由于深基坑支護技術和基坑開挖深度具有一定關聯性。針對這些情況,基礎施工中應當先在地基四周設有垂直擋土防護構造,再以樁、墻、支撐等多種形式合理抵抗地基內部環境的土體沖擊,以便于實現合理傳遞和擴散壓強的目的,并確保地基和周圍設備、建(構)筑物等的安全。其中,建造方法和工藝類型相當多樣,盡管只是一個臨時建筑圍護結構。目前,阜陽市施工中使用較多的類型有重力型防護擋墻、錨桿支護結構及其各種樁支護型式。實際操作中,建筑施工必須充分考慮不同工程所處于工程建設區的地質環境、地層狀況以及地下管道布置情況等要求,并根據地工程主要支護結構的安全等級設計、基坑的深度、支護方案的可行性和經濟效益等因素制定最佳支護施工方法。
本基坑工程,總占地面積154495m2,基坑長度287.6m,基坑寬度185.8m,基坑開挖深度10.7m,地下層數,負1層-負2層。項目位于安徽省阜陽市潁州區王店鎮,合肥大道南側,阜焦路東側,規劃朝陽街西側。基坑周邊環境良好,場地較為開闊。基坑北側西段大部分為二期建設用地,東段基坑距在建科教中心樓71.6m;基坑東側為規劃朝陽街,基坑東側北段距路邊最近30.1m,基坑東側南段距路邊最近87.6m;基坑南側臨規劃翡翠湖路,基坑距路邊最近42.3m;基坑西側為阜焦路,基坑距路邊59.3m。本工程在基坑外側設置6m寬環形道路,環形道路內側距基坑上口開挖線最近處2m。在基坑內設置7臺塔吊。基坑降水采取在坡腳外側500mm處設置300×400mm排水溝及集水井,在環形道路內側設置300×400mm排水溝,排水溝坡度2%,坡頂排水溝沿環路布設,坡頂排水溝每隔100m處設置1000×1000×1000mm三級沉淀池。依據該基坑的建筑、地質狀況和周圍環境,可以判斷基坑側壁的安全性技術等級:地下兩層為兩級,地下一層為三層。本支護項目屬于臨時性建筑措施,基坑的支護時間約為十二個月。而根據住建部第37號令《危險性較大的分部分項工程安全管理規定》中的相關要求,開挖深度超過5m(含5m)的基坑(槽)的土方開挖、支護、降水工程屬于超過一定規模的危險性較大的分部分項工程,本項目在此范圍內,因此需進行專家論證[1]。
第一,在開工前的準備期間,應由相關人員對地基的設計有一個大概的掌握,并且為了確保施工安全以及對基坑水文狀況等的控制,需要對基坑有盡可能多的了解。
第二,相關施工人員需要根據本項目實際情況制定地基處理預案,從而對地基進行控制,按照夯擊能進行設計,同時對整體基巖、填土的厚度進行合理把控。在方案制定上,如果維持設計夯擊能不變,則應適當提高夯點數,若與設計夯擊能的有效處理深度存在一定差距,則應適當增加或降低單擊夯擊能,以保證有效處理深度達到設計要求。
同時,在深基坑開挖工程中仍有些常見問題,一是對于排水的處理,施工人員如果在實際情況中注意到主體結構若無法具備抗浮條件時,需要及時進行降排水工序;相關施工人員如果在實際情況中采用的是管井井點降水,則要及時布置出井管并提供安全保護裝置以及安全標志[3]。第二,需做好防傾斜處理,具體操作為在鎖扣內涂上潤滑油并減少鎖扣的外阻摩擦力,以此防止沉入時泥沙堵塞在鎖孔;在較扎實的地質上插入鋼板樁后,應把樁尖截成相應的位置并借助其反力,以使已傾倒的鋼板樁逐漸回復原樣。最后,應對基坑土體進行處理,合理控制好土體含水量,避免土體在實際施工中出現質量問題,比如以軟土基礎為例,在深基坑開挖軟土基層的時候就很容易出現下滑、沉土等情況發生。
這項技術可以有效提高施工中深基坑施工部分的穩定性,相關人員必須利用螺旋鉆機根據所設計的工作內容,進行與預定值相一致的鉆孔操作,在達成鉆孔的目標之后,再由孔底往上灌沖泥漿,直至泥漿到達穩定后才終止灌輸,然后再從中抽取鉆桿,并放入骨料和鋼筋等物料。在其間,相關人員還必須對孔洞進行反復的高壓補漿操作,使深基坑部分的護坡樁等基礎構件進一步進行強化,這樣形成有效樁的效率也就更高。這項技能因為操作較簡單,所以在地下建筑工程中進行了大范圍運用,相關技術人員在實際的操作過程中要嚴格地根據技術方案進行作業,并熟悉所有施工環節的要領,掌握施工的速度,以有效提高建筑物的品質[4]。
土層錨桿技術在具體的使用過程中,要結合工程項目實際狀況有針對性地開展實施。首先,需要采用鉆機達到一定深度,探后才能進行注漿,以便于達到加固的目的。同時土層錨桿技術也是深基坑支護的主要技術之一,具體應用流程如下。首先,要嚴格按照施工設計圖紙,對固定孔的深度以及具體位置進行測算,再結合實際測量數據和資料,確定固定的鉆孔位置,并對刃具傾斜度進行適當調整。針對鉆孔位置合理開展施工任務,為了保障深基坑整體穩定性,應當合理設置鉆孔的參數。按照自下而上的注漿原則,漿液溢出時,停止灌漿,和其他工藝方法相比,土層錨桿施工技術具有成本低、高效率、彈性高等優點,這些是傳統工藝方法所不能比的。需要注意的是在進行深基坑支護施工過程中,應當高度重視混凝土灌漿工藝作業環節,在注漿完成,工藝條件符合規范后才可以繼續進行工程建設。
該技術相對節省了建筑材料,最大程度地使用了原土還加入了固化劑,因此能夠合理減少材料使用,從而減少了材料成本,同時,由于該項技術既能擋土,又能截水,因此其支護效果也較好。該技術在實施過程中無震動,因此可以顯著減少噪聲污染。由于該技術對作業空間沒有很高的規定,在居民和建筑物相對密集的都市地區也可以較為良好地實施,尤其適合于軟性土體結構的支護施工。此外,該技術既有建筑的負面影響也較小,這是由于它能夠降低對地基土的側向擠壓,不易使軟弱下臥層產生附加沉降。但該技術的高要求是需要具備專業的設備,不僅包括攪拌設備,同時也包括固化劑。經過充分攪拌,實現材料、原土、固化劑更好地結合,從而有效改善原有的土體結構特點。所以,相關施工人員在施工過程中需要保證建筑材料品質、機械規格和穩定性符合施工要求。
深基坑部分的施工內容非常復雜且涉及范圍也更廣,許多施工環節中的細節都可能導致后期的施工問題。因此,建設方在管理深基坑施工技術的運用情況時就必須對具體技術的應用細節做出規范,并指導施工者嚴格遵守具體技術準則和設計規范進行。例如,在開挖土方時,應該首先調查研究施工附近的建筑物,收集有關信息,然后再制定具體的技術規范,使附近建筑物受的環境影響逐漸減小,逐步挖掘軟土層,以緩慢的速率開挖較小范圍的軟土層,而不要操之過急,以避免影響基坑土體的穩定性[5]。
阻礙基坑施工開展的原因也包括地下水位上漲和地下水滲透[6]。而地下水侵蝕則會降低建筑的穩定性和安全性,這是由于支護結構造成嚴重破壞,使土體因不均勻沉降而導致基坑變形失穩。施工方會根據現場情況科學選擇降水排水措施,從而減輕地下水對深基坑的不利影響。常見的有,當出現基坑底層結構滲透系數高或存在承壓水頭的情況時,可按照危害性和干擾范圍來增設止水帷幕,布置疏干井,或是采取井點降水、管井降水等措施。
深基坑工程施工是循序漸進的過程,施工單位應根據項目總體設計方案調整自身組織程序,以充分貫徹"邊施工邊監測""分層開挖""先撐后挖隨挖隨撐"的原則,為防止盲目施工或野蠻建設,還須進行深基坑的整體施工流程管理,保證工程項目的穩步施行。