農其
(廣西建工集團基礎建設有限公司 廣西南寧 530000)
如今,工程項目的基坑深度越來越大,這樣既增大了施工難度,又對深基坑支護提出了更高的要求。在施工中為保證施工質量與安全,需要采用合理可行的技術措施進行支護,其中最常用且有效的方法為采用樁基礎。
某高層建筑總高度為104m,由主樓和裙樓組成。工程基坑長度與寬度分別為180m和72m,主、裙樓基坑深度分別為9.2m和6.75m。基坑的北側有一條市政道路,與基坑邊緣相距11m,基坑西北側為橋梁,橋臺和基坑邊緣相距25m,基坑西側為河流,與基坑邊緣相距8m。
經地質勘查,場地范圍內地層情況復雜,主要力學參數為:①素填土,層厚為 4.1m,r值為 18.6kN/m,c值為 18.8kPa,內摩擦角為 13.4°;②淤泥質土,層厚為 1.1m,r值為 18.0kN/m,c值為9kPa,內摩擦角為 5°;③粉土,層厚為 4.0m,r值為 18.8kN/m,c值為27.4kPa,內摩擦角為 31.8°;④粉砂夾粉土,層厚為14.35m,r值為19kN/m,c值為15.8kPa,內摩擦角為27.4°。從工程實際情況看,深基坑周圍存在既有建(構)筑物,且地層情況復雜,深基坑的開挖與支護可能對周圍既有建(構)筑物造成影響,從而引起安全問題,所以必須做好協(xié)調安排,保證施工安全。
根據現場實際環(huán)境,對場地范圍內地層進行深入分析,經研究決定采用樁基技術對深基坑進行支護,即“高懸臂鉆孔灌注樁+雙排深層攪拌樁”。同時,為縮短懸臂的實際長度,樁頂部降低到地面下部2m,懸臂長度確定為7.2m?;訓|側與西側的場地較為寬闊,通過雙排深層攪拌樁的應用,能與南、北兩側形成可靠的密封,同時進行二級放坡,在邊坡的表面輔以噴錨混凝土[1]。
因所用支護結構體系的懸臂長度為7.2m,而基坑的深度為9.2m,所以在進行結構設計時,需要對以下方面進行充分考慮:
(1)因基坑南、北側5m外有車輛行駛,故在破壞棱體長度范圍內的地面荷載按照均布荷載進行計算,其中,勻布荷載的取值為15kPa。
(2)對于支護工程,根據土壓力平衡基本原理來設計和計算。對于土壓力與水壓力,均采用合算的方法。
(3)按照相關資料,在有效降水區(qū)域內,內摩擦角能提升10%左右,在土體固結情況下,充分考慮支護結構和土體側摩阻力之間的影響,C值也能提升10%左右。
(4)對被動土壓力予以修正,修正系數取0.5。結構設計過程中的計算與驗算內容包括:土壓力改進計算、樁長計算、樁強度計算、允許位移量計算、通過驗算確定基坑底部滲透穩(wěn)定性[2]。
按照以上深基坑支護與樁基礎施工技術路線,實際施工過程中,為保證施工質量,需要編制嚴格且具體的質量標準及控制措施。
在深基坑工程中,鉆孔灌注樁用于承受樁側范圍內的土壓力,在施工過程中應重點考慮下列幾個方面:
(1)沿基坑邊緣布置的鉆孔樁,其樁位直線最大偏差應控制在50mm以內。
(2)在施工中切實做好各項控制工作,通過有效的控制杜絕縮頸與塌孔,并確保樁身垂直度的最大偏差在1%以內。
(3)樁基施工過程中采用每間隔一個樁位進行跳打的方法。
(4)對鋼筋籠實際安裝高度與具體鋼筋布置方向進行嚴格控制。
(5)對樁身混凝土實際澆筑施工進行嚴格控制,保證澆筑施工的連續(xù)性,以免發(fā)生斷樁等施工質量問題和事故[3]。
(6)對成樁樁頂的實際標高進行嚴格控制,為樁頂連系梁施工作業(yè)奠定良好基礎。
在深基坑工程中,深層攪拌樁作用在于止水,效果顯著,完成處理后可成樁、成墻。如果地下水具有一定侵蝕性,施工前應通過試驗來確定該施工方法是否具有適用性與可行性,此外,在冬季施工中,還應特別注意低溫可能造成的影響,并采取合理可行的處理措施,以保證最終的施工效果能夠達到預期。
在施工過程中應重點考慮下列幾個方面:
(1)做好三通一平,查清場地范圍內地下管線具體位置,以免施工使其破壞。根據設計圖紙進行放線,準確確定每個攪拌樁的具體位置;樁位用竹片進行定位。若需改動位置,則應取得設計單位與監(jiān)理單位的審核認可,不可私自執(zhí)行。做好一切施工準備,如供水供電,臨時便道,材料、機具堆放等。施工中需要用到的材料必須提前進場,水泥和外加劑應有齊全的合格證明,水泥必須送試驗室檢驗確認合格后才能在施工中使用。
(2)施工中執(zhí)行好四攪與二噴工藝,確保水泥土的攪拌能達到均勻。對四攪與二噴工藝而言,它主要對應以下工藝流程:持續(xù)攪拌并下沉→持續(xù)注漿并攪拌提升→提升至孔口時第二次攪拌并下沉→第二次注漿并攪拌提升[4]。
(3)場地地表土性質較差,在淺層范圍內存在較多雜物,使深層攪拌樁實際施工有很大困難,易產生不同程度的機械設備故障,相鄰兩個樁身的施工有很長時間間隔,產生深層攪拌的接頭,無法形成穩(wěn)定可靠的止水帷幕。在施工過程中,如果有接頭產生,則應通過壓力灌漿來進行處理。
(4)對成樁的實際標高進行嚴格控制,為樁頂連系梁實際施工創(chuàng)造良好條件,做好施工檢查和記錄,及時發(fā)現與處理潛在的問題。
在施工中布置應力和位移檢測元件,對土體壓力及沉降進行實時觀測,為土壓力實際分布及樁身彎矩的研究提供理論依據。
(1)對支護方案參數選取是否可行進行驗證。通過實際測量可得,深度和土壓力為線性關系,同時按樁長范圍內土體性能指標,采用加權平均值直接取代土壓力強度。如果采用這一方法得出的土壓力結果和設計值之比為0.8與0.83,則可使用加權平均值取代分層土壓力。
(2)通過樁身內力與樁頂變位實際測試可知,樁身實際彎矩和樁身實際位移基本匹配。在部分地段,樁身實際變位可以達到121mm,此時使圈梁發(fā)生拉裂,縫寬在2mm以上。通過分析可知,根據變形裂縫控制基本要求,在使用鋼筋后縫寬將停止增加。如果產生裂縫,則說明支護結構可能產生失穩(wěn),樁身依然處在彈性狀態(tài)[6]。
(3)對周邊建(構)筑物實際沉降進行觀測。從實際觀測結果可知,在設有止水帷幕的深基坑當中,由于降水與開挖造成的沉降,不會對周邊環(huán)境造成影響和安全威脅。
(4)采用爆破的施工方法對樁頭進行截除時,對支護結構體系造成的影響。在土建施工過程中,需要對主樓深基坑范圍內的樁頭進行截除,施工方法為爆破法。通過現場觀測可知,爆破前,支護位移保持在3mm范圍內,在爆破之后,由于沖擊力作用,會使支護結構體系實際問題增加至67mm,大于設計值。在及時反饋后,停止了現場的爆破施工。在之后的截斷施工過程中,由人工采用空壓機的方法有效減小了變形,使施工過程中的結構位移總量始終沒有超出設計要求。
本深基坑工程采用“高懸臂鉆孔樁+雙排深層攪拌樁”的方法進行深基坑支護,通過實踐可知,工程所用深基坑支護方法合理可行,結構穩(wěn)定可靠,所用技術方法切實有效,具有良好的參考借鑒價值。
[1]薛翼騰.深基坑支護施工技術在土建基礎施工中的應用研究[J].建材與裝飾,2018(02):18~19.
[2]王慶森,付坤桃.巖土工程基礎施工中深基坑支護施工技術的應用探析[J].中小企業(yè)管理與科技(下旬刊),2016(11):73~74.
[3]劉繼濤.土建基礎施工中的深基坑支護施工技術及質控對策探究[J].江西建材,2016(15):119~120.
[4]梁松峰.土建基礎施工中的深基坑支護施工技術[J].中國高新技術企業(yè),2016(18):112~113.
[5]梁剛.巖土工程基礎施工中深基坑支護施工技術的應用探析[J].中國建材科技,2014,23(04):150~151.
[6]胡勛耀.土建基礎施工中深基坑支護施工技術的應用探析[J].中華民居(下旬刊),2014(03):290.