楊作青 甘肅西部巖土工程有限責任公司工程師,副總經(jīng)理
我國深基坑支護技術(shù)存在諸多問題,在施工階段出現(xiàn)了諸多弊端。在最初開挖階段,基本上都是采用人工方式,整體施工效率低下,加大了安全事故的發(fā)生概率。在基坑深度逐步加大的形勢下,該情況尤為顯著。所以,具體施工時決策者需要掌握該區(qū)域先前的成功實踐經(jīng)驗,并汲取失敗教訓,結(jié)合特定工程標準與條件實施全方位分析、考慮,在此基礎(chǔ)上制定經(jīng)濟、合理、可靠、安全和合理的支護體系。
深基坑支護形式類型繁多,通常運用鋼筋混凝土作為板樁,也可以選擇運用鋼板通過緊密的方法來予以排列,對于樁中出現(xiàn)的裂縫部位實施灌漿,以此來實現(xiàn)支撐作用。針對地下水位升高,土壤黏性的情況,通常運用鉆孔灌注樁混合水泥攪拌樁防滲墻來進行支護,以提高工程整體質(zhì)量。支柱支護技術(shù)通常運用在邊坡土壤情況相對較好、水位較低區(qū)域,而且可以選用打孔樁或者挖孔方式來支撐土拱。
鋼板樁實則就是合金鋼板樁支撐,合金鋼板是通過簡便聯(lián)合構(gòu)建而成的鋼板樁墻體,其在鋼板樁實際運用過程中,與其他支護方式相對,操作尤為簡便,并逐步得到大范圍的運用,取得了良好的運用成效。值得注意的是,合金鋼板樁在實際運用階段,地基基礎(chǔ)會發(fā)生凹陷變形的情況,而且施工作業(yè)期間會出現(xiàn)很大的噪聲,不宜在人口密集區(qū)域運用[1]。但是,深層快速攪拌支護技術(shù)在實際運用時,將軟土、水泥與生石灰攪拌混勻,可以顯著提高基坑工程的穩(wěn)固性。
結(jié)合先前有關(guān)調(diào)查可知,巖土工程深基坑支護作業(yè)存在的問題主要有以下三點。首先,前期勘查工作不科學。在進行深基坑支護方案設計之前,需要深入施工現(xiàn)場進行巖層結(jié)構(gòu)與水文環(huán)境的勘察工作,并進行土體取樣,為設計支護方案提供依據(jù)。事實上,一些企業(yè)在施工之前并未進行實地勘察,土體取樣也不具備代表性,導致支護方案設計質(zhì)量和后期作業(yè)施工水平大打折扣。其次,力學參數(shù)的精準性不足。在巖土深基坑施工階段,假使計算出來的力學參數(shù)不夠精準,易于引發(fā)后期支護結(jié)構(gòu)承載力喪失[2]。最后,施工技術(shù)水平不足。部分施工技術(shù)人員并未熟練應用深基坑支護技術(shù),直接影響了支護施工水平與質(zhì)量。
因此,支護結(jié)構(gòu)變形問題表現(xiàn)為兩個方面:水平變形和豎向變形。當基坑開挖較淺時,支擋結(jié)構(gòu)的變形主要為向基坑方向的水平變位,地表隨之變形,隨著開挖深度的增加、土體自重應力的釋放增加,地表變形的范圍增大,變位增大;支護結(jié)構(gòu)墻體有所上升或下沉,使插入坑底深度發(fā)生變化。支擋結(jié)構(gòu)水平變位的大小主要取決于基坑寬度、開挖深度、地層性質(zhì)、支擋結(jié)構(gòu)剛度和入土深度?;拥谋┞稌r間、設置錨桿的及時性和位置、錨桿施加預應力,對減少支擋結(jié)構(gòu)的變位起重要作用。
在具體實施深基坑支護作業(yè)施工之前,要將各項準備工作落到實處,預防后續(xù)施工出現(xiàn)安全隱患。首先,針對施工周邊環(huán)境實施全方位的勘察,并熟悉基層設施、管道與管線所預留的部位等且記錄在案,為之后的深基坑支護作業(yè)順利實施奠定基礎(chǔ)。此外,提取土樣時,需要選擇具有代表性的土壤進行樣品質(zhì)檢,依照質(zhì)檢成果來設計支護方案。其次,加強水文地質(zhì)勘查,從而深入了解深基坑所屬區(qū)域的水位變化、補給情況,從而使深基坑支護施工安全規(guī)范化。最后,做好施工區(qū)域的巖土勘察工作,并設置勘察點,落實各項檢測工作,從而使巖土工程深基坑施工得以井然有序?qū)嵤?/p>
另外,在支護樁施工階段,結(jié)合施工環(huán)境和巖土工程結(jié)構(gòu)情況,計算相應的力學參數(shù),從而設計出來相應的樁型,隨即將樁截面和長度計算出來,預防影響支護樁的正常使用,保障支護樁的承載力達標[3]。值得注意的是,需要嚴格依照巖土工程施工規(guī)范標準與支柱樁功能來實施,并嚴格依照經(jīng)濟實用性原則來科學規(guī)劃多邊形、矩形與圓形樁。
在深基坑支護技術(shù)高速發(fā)展的形勢下,深基坑支護施工數(shù)據(jù)的搜集水平得到顯著提升,并逐漸找到了支護結(jié)構(gòu)的受力規(guī)律,為進一步優(yōu)化深基坑支護結(jié)構(gòu)設計理念奠定了堅實的基礎(chǔ)。所以,解決深基坑支護結(jié)構(gòu)設計問題時,設計人員務必要樹立全新、先進的設計理念,施工單位需要構(gòu)建健全的信息化反饋機制,運用先進的設計方式來保障深基坑支護結(jié)構(gòu)的設計水平,為后續(xù)施工打下堅實的基礎(chǔ)。
委派專人檢測邊坡情況,一旦發(fā)現(xiàn)偏差,需及時糾正。施工單位要實時管控施工現(xiàn)場的具體情況,預防發(fā)生欠挖或超挖現(xiàn)象。施工現(xiàn)場管理務必要做到面面俱到,一旦出現(xiàn)問題,及時予以解決。例如,對于邊坡變形問題,要及時矯正變形部位,一般糾正變形部位要通過人工方式來實施,校正后立即檢測邊坡質(zhì)量,達標后再進行后續(xù)施工。
施工單位要強化施工現(xiàn)場人員的培訓,以提升現(xiàn)場作業(yè)人員的綜合水平。施工人員要重視混凝土澆筑質(zhì)量,混凝土澆筑時間不同,會影響工程施工質(zhì)量。澆筑混凝土時,如果氣溫過高,會使得內(nèi)部結(jié)構(gòu)在短期內(nèi)不能凝固,表面會由于濕水不夠而出現(xiàn)變形,所以在條件允許的情況下,要選擇在低溫或者陰天進行澆筑,預防因為不合規(guī)操作而使得質(zhì)量大打折扣[4]。此外,設計人員需要不斷積累施工實踐經(jīng)驗,以保障設計出來的支護結(jié)構(gòu)更具實用性。
為了進一步確保巖土工程深基坑支護的安全可靠性,來維持巖土工程支護樁身結(jié)構(gòu)的完整性,要注重樁身混凝土結(jié)構(gòu)的密實性,科學灌注樁。在具體施工中,優(yōu)先選擇質(zhì)量、綜合性能好的混凝土原材料,以便管控后期施工,最終保障樁身混凝土結(jié)構(gòu)的荷載、彈性與強度。樁身混凝土加固技術(shù)方式主要有間接、直接加固法,后者涵蓋黏貼纖維增強塑料、粘結(jié)鋼板與混凝土截面等。擴大混凝土截面施工方式的適應能力強、施工工序簡單,可以通過適當加大混凝土界面來提高混凝土結(jié)構(gòu)的密實性。
黏結(jié)鋼板也會被應用在靜力樁中,其施工速度相對較快,而且樁身外觀不會受到任何影響[5]。粘貼纖維增強塑料適宜運用各類受力性質(zhì)的混凝土,以顯著提升樁身結(jié)構(gòu)等級。前者主要是在使用時運用預應力、加大支撐的方法,其中預應力加固的效果最優(yōu),可以顯著降低加固構(gòu)件的應力,來調(diào)整樁身混凝土結(jié)構(gòu)的承載能力。
在巖土工程中,施工單位需要強化全面管理,監(jiān)控并協(xié)調(diào)好施工階段的各項工作,指導施工隊伍施工規(guī)范合理化,預防由于疏忽而引發(fā)安全事故的出現(xiàn)。此外,為了從根本上避免土層變形問題,施工單位必須全方位監(jiān)測施工周邊土層變形的實際情況,一旦周邊土層存在變形的情況,需要及時運用行之有效的對策來進行相應解決。具體運用深基坑支護技術(shù)時,施工人員需要嚴格依照規(guī)范標準來有條不紊地予以實施[6]。
變形觀測在工程發(fā)展的過程中一直發(fā)揮著重要的作用,其中基坑邊坡變形觀測、周圍建筑變形觀測和其他觀測方式都發(fā)揮著重要的作用。在實際施工過程中,大家可以通過監(jiān)測數(shù)據(jù)來了解土方開挖和深基坑支護的具體情況,這樣也就能在第一時間分析產(chǎn)生變形的原因。
如果遇到復雜的大型工程,大家需先采用專業(yè)的論證方式進行研究,并為降低工程造價提出有效的策略。排樁支護為最常用的支護方式,其操作簡單,而且不需要耗費很多成本,一般被應用于7 ~15 m的深基坑工程中。采用該方式,不僅工程剛度較大,而且使用過程中有較強的抗彎能力,也不會在使用過程中出現(xiàn)擠土現(xiàn)象,最終不會對周圍環(huán)境產(chǎn)生影響。
要想確保巖土工程深基坑支護施工的安全可靠性,確保樁基礎(chǔ)施工水平與質(zhì)量,要進行必要的施工勘查工作,精準計算力學參數(shù),設計完善的施工方案,并做好深基坑開挖施工,全面優(yōu)化支護施工技術(shù),并嚴格管理控制支護樁施工作業(yè)。