張志勇
城市人口的快速增長加劇了城市建筑土地資源的稀缺程度。這種現(xiàn)象在經濟發(fā)達城市更加嚴重。為了滿足人們在居住、活動等方面的需求,城市中的高層建筑、超高層建筑數(shù)量變得越來越多。建筑高度及施工環(huán)境的特殊性對建筑基礎的穩(wěn)定性提出了較高的要求。對此,可將深基坑支護技術用于高層建筑及超高層建筑的實際施工中。
城市狹窄空間敏感環(huán)境深基坑支護施工的難度主要體現(xiàn)在以下幾方面:
城市狹窄空間敏感環(huán)境是指,工程項目所處區(qū)域周邊配套設施較為成熟,既有建筑物、道路密集,項目周圍的預留空間較為狹窄,且地質環(huán)境相對復雜。在深基坑支護施工過程中,場地的狹窄尺寸及特殊地質條件不利于施工的順利展開,且難以保障施工安全。
與其他工程項目相比,深基坑支護施工中的基坑開挖環(huán)節(jié)更容易威脅周圍建筑物基礎的穩(wěn)定性,其導致周圍建筑物損壞的風險相對較高。而對于施工單位而言,周圍建筑物一旦遭到破壞,可能引發(fā)極大的經濟損失。
這里主要從以下幾方面入手,對城市狹窄空間敏感環(huán)境下深基坑支護技術的應用流程進行分析:
基于城市狹窄空間敏感環(huán)境下的深基坑支護施工的前期測量主要包含布設平面控制網及高程測量2項工程。其中,平面控制網的布設應遵循高精度控制低精度原則,先從整體角度做好基本工作,然后逐一對平面控制網內部的各個要點進行布設。
例如,某基于城市狹窄空間敏感環(huán)境的深基坑支護工程采用如下方法開展平面控制網的布設工作:第一,初級控制法。于建設中路、平安街之間的施工現(xiàn)場區(qū)域共設定20個控制點,作為整個工程項目觀測深基坑變形、沉降的依據(jù)。第二,二級控制法。在初級控制網等的基礎上,以穩(wěn)定性為敏感環(huán)境施工現(xiàn)場的控制點選擇標準,并判斷所選控制點的精度是否符合平面控制網的布設要求。最終選出63個二級平面控制點,建立深基坑支護的二級平面控制網。
在深基坑支護工程中,高程點多由業(yè)主提供。但高程點復核工作無法滿足深基坑支護施工的便捷性要求,因此在實際施工過程中,施工單位通常需要對高程點進行引測。例如,某超高層深基坑支護工程按照如下流程開展高程引測:首先,對所有高程點進行聯(lián)測,確認施工現(xiàn)場的水準點是否出現(xiàn)變化。其次,運用DSZ2型號水準儀向深基坑內傳遞,按照3~5個水準點/開挖層的方式逐步完成水準點的傳遞工作。傳遞完成后,利用專業(yè)校驗工具進行校核,確保工程三點較差<3mm。標高基準點取平均值。最后,保持鋼尺零端處于下方,將其懸掛于施工現(xiàn)場,以測量標高參數(shù)。本工程基坑開挖大面開挖深度為15.2m,按照65m/個的頻率于現(xiàn)場護坡上設置高程點,并以寬150mm、高300mm的豎直混凝土平面標記各處標高點。
土方開挖是深基坑支護施工的基礎環(huán)節(jié),同時也是城市狹窄空間敏感環(huán)境下施工的主要難點部分。
土方開挖施工主要包含以下幾個部分:
第一,坡道開挖施工。坡道是確保深基坑支護施工順利進行的基礎。通過對當前建筑工程施工的分析可知,坡道開挖施工多采用多坡道聯(lián)合模式。以某超高層建筑工程為例,其采用主坡道+護坡模式,主坡道有效程度7.2m,其兩邊護坡放坡比例為1∶1.25。坡體表面選用C30鋼筋混凝土及1200mm厚度的磚渣為鋪設材料。護坡采用C20混凝土及鋼筋作為坡面的保護材料。
第二,邊坡支護施工。目前深基坑支護施工中常用的邊坡支護形式以錨插鋼筋形式、坡道側坡形式為主。其中,錨插鋼筋法的施工流程為:事先于邊坡表面做出一定數(shù)量的孔洞,于成孔后將適宜尺寸的錨插筋錨入坡面土體中,并于橫向方向布設一定數(shù)量的錨插筋及圓鋼(壓筋)以提高邊坡的穩(wěn)定性。而坡道側坡法的施工流程則為:根據(jù)既定要求休整邊坡,錨插鋼筋后,妥善鋪設一定數(shù)量的鋼筋網片,進行隱檢,與坡面噴混凝土,經過一段時間的養(yǎng)護后方可驗收。
為了保障深基坑支護施工安全,基于城市敏感環(huán)境狹窄空間的土方開挖施工應注意以下幾個問題:第一,秉承先撐后挖原則進行施工,以防出現(xiàn)土方坍塌,威脅周圍建筑物基礎的穩(wěn)定。第二,以盆式開挖法開展深基坑第一道支撐下的土方部分,確保深基坑周圍邊坡留土>10m。
敏感環(huán)境增加了深基坑支護降排水施工的難度。深基坑支護施工現(xiàn)場的降排水工作多借助降水井、疏干井、降水井、深水泵完成。
降水井作為其中的主要部分,其施工要點主要包含成井施工、降水井保護施工、維持施工以及封井施工。在成井施工中,施工單位需要根據(jù)既定的疏干降水深度目標(最大深度)制定施工流程,采用適宜的方法保障深基坑支護施工質量。例如,某施工單位將降水井成井施工流程設計為:第一,由鉆機于施工現(xiàn)場進行定位,初步布設現(xiàn)場降排水網絡。第二,沖擊成孔,并對濾水管進行包扎。第三,將井管布設于現(xiàn)場各個位置中,并向內填入粘土球及砂礫等物質,以確保降水井的穩(wěn)定。
目前深基坑支護施工多采用搭設燈籠架的方式,固定并保護降水井,以防深基坑支護施工現(xiàn)場水量過高影響施工。而降水井的維持工作則需安排專人負責。例如,某施工單位專門為降水井維持工作配置3名施工人員實施倒班管理,并按照每日3次的頻率,定期檢查現(xiàn)場各降水井的開啟狀況,以確保降水效果符合深基坑支護施工要求。
降水井封井施工的目的為:避免承壓水通過井壁涌出,阻礙深基坑支護施工的順利進行。常用的封井方法為混凝土聯(lián)合鋼管法,同時,為避免底板滲水,施工單位還應于二者之間設置止水帶,最后以鋼板封住管口。
為了保障深基坑支護施工的安全,城市狹窄空間敏感環(huán)境下的施工應注重監(jiān)測技術的應用:
監(jiān)測方法是指,利用施工現(xiàn)場預先布置好的各控制點及監(jiān)測設備,動態(tài)評估深基坑支護施工過程中各區(qū)域的沉降狀況及變形狀況,以保障施工安全。第二,現(xiàn)場巡視監(jiān)測。這種監(jiān)測方法屬于傳統(tǒng)監(jiān)測方法,其監(jiān)測區(qū)域以深基坑支護施工現(xiàn)狀、支護結構(評估是否存在管涌、邊坡滑移、止水帷幕滲水等)及現(xiàn)場周圍環(huán)境3種。第三,土體深層位移監(jiān)測。該方法監(jiān)測目的的實現(xiàn)主要通過測斜儀來完成,即按比例將現(xiàn)場土體不同深度(于水平方向)的位移轉化成變化曲線。第四,水平位移監(jiān)測。該監(jiān)測法多通過前方交會法完成。
城市狹窄空間敏感環(huán)境下的深基坑支護施工監(jiān)測要點主要包含以下幾種:
第一,深基坑周圍載荷監(jiān)測。如深基坑周圍載荷超限,將直接影響深基坑穩(wěn)定性。監(jiān)測內容包含:評估深基坑3m半徑范圍內是否存在重型車輛;基坑1m內是否停放車輛及相關物品;分別于雨天前后評估深基坑周邊土體狀況,嚴防坍塌。第二,深基坑周圍防護。為確保深基坑支護作用的正常發(fā)揮,可于深基坑周邊500m區(qū)域設置防護,并以適宜數(shù)量的橫桿、立桿進行防護。第三,深基坑支護現(xiàn)場防火。動態(tài)監(jiān)測工程木料堆場的環(huán)境狀況,嚴禁堆場使用明火或施工人員吸煙等。此外,為了預防火災的發(fā)生,相關部門還應該做好各類消防設施的采購及檢查工作,嚴格執(zhí)行施工現(xiàn)場的各項安全管理條例,全面杜絕火災的發(fā)生。
綜上所述,深基坑支護技術是保障城市狹窄空間敏感環(huán)境下高層施工安全進行的關鍵。為了保障建筑基礎的穩(wěn)定,施工單位應嚴格按照規(guī)范的施工流程,將深基坑支護技術用于實踐施工中,降低施工安全事故的發(fā)生率,并盡量縮減工程施工對現(xiàn)場周圍環(huán)境的影響。