張 哲(中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心遼寧總隊(duì),遼寧 沈陽 110004)
如果勘測的深基坑結(jié)構(gòu)是軟質(zhì)巖石,不能參照以往的勘測經(jīng)驗(yàn),因?yàn)檐涃|(zhì)巖石具有特殊性,它和普通的巖石存在很大的差異。需要對基坑支護(hù)和基坑側(cè)壁穩(wěn)定性進(jìn)行計(jì)算,才能夠獲得勘測的深度,經(jīng)過長期的實(shí)踐證明,軟質(zhì)巖石勘測深度相當(dāng)于基槽的1~2倍。
在勘測深基坑巖土?xí)r,勘測基坑的深度遠(yuǎn)不如勘測巖土層的深度深。當(dāng)基坑開挖工作結(jié)束后,在使用基坑時(shí),下方土層對基坑有非常大的影響。此外,在勘測軟質(zhì)巖石時(shí),基坑施工現(xiàn)場可能不滿足勘測條件,所勘測的現(xiàn)場面積如果較小,為了更加精準(zhǔn)地勘測巖土層,這時(shí)需要勘測場地外圍巖土,選取的外圍土質(zhì)和施工現(xiàn)場的土質(zhì)要保持一致,取土工作通常采用鉆探的方法,這樣可以提高勘測的準(zhǔn)確率,與此同時(shí),在鉆探取土?xí)r,不能影響施工進(jìn)度,選取專業(yè)的設(shè)備進(jìn)行檢測,確保數(shù)據(jù)真實(shí)準(zhǔn)確,為后期的深基坑工作提供可靠的數(shù)據(jù)。
勘察人員在工作過程中要依據(jù)地質(zhì)分布特征和地質(zhì)結(jié)構(gòu)特征,對巖土腐蝕性、巖土物理學(xué)指標(biāo)、施工水文條件以及地質(zhì)剖面進(jìn)行論證與分析,與此同時(shí)還要進(jìn)行內(nèi)力變形計(jì)算。巖土施工還要分析四周的環(huán)境,為了確定維護(hù)結(jié)構(gòu)位移大小,要選擇正確的基坑支護(hù)方案,以便提高基坑的安全系數(shù)和穩(wěn)定性??睖y深基坑巖土?xí)r,要了解巖層分布特征,還要對巖土的水文特點(diǎn)和土質(zhì)層的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,對土層的性質(zhì)進(jìn)行分析和了解后,在設(shè)計(jì)基坑支護(hù)方案,才能準(zhǔn)確判斷基坑的受力性能。
比如工作人員設(shè)計(jì)施工方案時(shí),要分析巖土施工內(nèi)部性質(zhì)、施工的工程特點(diǎn),同時(shí)還要判斷深基坑邊坡是否穩(wěn)定。除此之外,工作人員要考慮地下水對巖土的影響,還要分析基坑側(cè)面巖石受到風(fēng)力影響后會(huì)發(fā)生哪些變化,在此基礎(chǔ)上對巖土層的結(jié)構(gòu)展開詳細(xì)的調(diào)研。工作人員在進(jìn)行深基坑挖掘作業(yè)時(shí),一定要注重防護(hù)措施,最大限度地避免基坑邊坡產(chǎn)生滑坡塌方的情況,這就體現(xiàn)出基坑土自身質(zhì)量的重要性,基坑土質(zhì)量越高,基坑邊坡就會(huì)越穩(wěn)定,除此之外,土顆粒摩擦力也影響到邊坡的穩(wěn)定性,如果土顆粒摩擦力>邊坡土重力,就會(huì)減少邊坡滑坡現(xiàn)象的產(chǎn)生。如果邊坡處于不良的環(huán)境中,也有可能會(huì)發(fā)生塌方,這些都是影響邊坡穩(wěn)定性的因素。在雨季,邊坡受大量雨水的沖刷,會(huì)使得邊坡抗剪強(qiáng)度降低。如果邊坡土承受的力越來越大,很有可能會(huì)引發(fā)滑坡和塌方。為了提高施工效率,減少事故的發(fā)生,一定要在開挖前對深基坑的土體進(jìn)行詳細(xì)的分析和了解。
在進(jìn)行深基坑支護(hù)作業(yè)時(shí),一定要分析巖土施工實(shí)際情況,最常用的支護(hù)技術(shù)主要有三種,分別為地下土釘墻支護(hù)、連續(xù)墻支護(hù)、土錨施工支護(hù)。土釘墻支護(hù)原理是運(yùn)用特殊途徑對基坑邊坡起到支護(hù)作用,提高土體的強(qiáng)度,簡言之,是使得土體得到二次加固的效果,使得土體結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定。選擇土釘墻支護(hù)方法時(shí),有一點(diǎn)需要施工人員引起重視,在支護(hù)施工過程中,要保證土質(zhì)均勻,選擇高于地下水位及堅(jiān)硬的土質(zhì),這樣才能防止土釘被腐蝕,影響支護(hù)效果。如果土質(zhì)含水量較高,不適合應(yīng)用土釘墻支護(hù)技術(shù),比如在南方降水量很大的地方。
相比較而言,土錨施工技術(shù)效果略好一些,會(huì)提高深基坑支護(hù)作用,需要運(yùn)用錨桿鉆機(jī)進(jìn)行作業(yè)。在應(yīng)用錨桿支護(hù)技術(shù)前,要全面分析和調(diào)查鉆孔周圍的地形,還要綜合分析建筑物和地下水位等要素,其目的在于對施工環(huán)境有全面的了解,唯有如此才能設(shè)計(jì)合理的施工方案,避免發(fā)生各種施工問題,保障深基坑支護(hù)的施工效果。在土錨支護(hù)鉆孔施工過程中,必須嚴(yán)格按照有關(guān)要求和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行鉆孔施工工藝和注漿漿液的設(shè)計(jì),以保證施工的順利進(jìn)行和施工質(zhì)量安全。
在巖土工程深基坑支護(hù)的設(shè)計(jì)和施工中,另一種常用的支護(hù)方式是地下連續(xù)墻支護(hù),通過地下連續(xù)墻的組合來滿足支護(hù)需求。該支護(hù)方法具有良好的剛度效應(yīng)和較小的噪聲沖擊,在住宅樓深基坑支護(hù)施工中具有明顯的適用性,尤其在高層和超高層建筑基坑支護(hù)施工中受到追捧。隨時(shí)間推移,有效防止其他土體、垃圾影響,使得地下連續(xù)墻互相之間形成支撐作用,地下連續(xù)墻整體抗壓性相對較好,支護(hù)效果比其他技術(shù)更加明顯。
在設(shè)計(jì)深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí),要綜合分析土體力學(xué)指標(biāo),這就要求工作人員要保證土體力學(xué)指標(biāo)的準(zhǔn)確性,具體措施則是保證取樣過程的規(guī)范化,使得支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作可以獲得真實(shí)精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)支撐。在進(jìn)行深基坑開挖作業(yè)時(shí),一旦地質(zhì)情況出現(xiàn)異常,要終止作業(yè),同時(shí)補(bǔ)充勘察工作,以便需要變更設(shè)計(jì)時(shí)能夠有充足的數(shù)據(jù)支持。
設(shè)計(jì)人員在正式開始巖土工程中的深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)工作之前,需要加強(qiáng)準(zhǔn)備工作。設(shè)計(jì)人員需要進(jìn)行資料的收集,具體包括場地現(xiàn)狀地形圖、地質(zhì)勘察報(bào)告、建筑總平面圖、地下室平面(剖面)圖、建筑基礎(chǔ)及基礎(chǔ)底板結(jié)構(gòu)圖,周邊若有建(構(gòu))筑物或地下管線的還要收集場地周邊建(構(gòu))筑物的地基基礎(chǔ)圖(包括基礎(chǔ)形式、埋深、平面布置等)以及地下管線的布置圖等,在完成以上資料的收集后,設(shè)計(jì)人員需要對其進(jìn)行分析和理解。首先設(shè)計(jì)人員要了解基坑開挖深度,其次要仔細(xì)研讀地質(zhì)勘查報(bào)告,以便初步了解場地的地質(zhì)分布情況。在此環(huán)節(jié)中,設(shè)計(jì)人員要了解基巖深度、土層的軟硬程度以及土層中是否存在砂層,如果存在砂層、土層較軟弱等情況,這時(shí)就要綜合分析巖土的力學(xué)性質(zhì)。與此同時(shí),設(shè)計(jì)人員還要分析管線資料,掌握管線分布情況,尤其對于1.5~2.0倍的深坑。
為了提高深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)效果,相關(guān)設(shè)計(jì)人員要科學(xué)制定支護(hù)方案,選擇合理的支護(hù)方法,提高巖土施工效率。這就要求設(shè)計(jì)人員不斷學(xué)習(xí)新型的設(shè)計(jì)理念,避免“拿來主義”,在借鑒其他類似支護(hù)方案時(shí),要結(jié)合實(shí)際施工現(xiàn)狀和巖土勘察數(shù)據(jù),逐步完善和調(diào)整設(shè)計(jì)方案。除此之外還要明確工程要求,對于巖土施工的意義和整體設(shè)計(jì)而言,支護(hù)設(shè)計(jì)是否合理有很大影響,相關(guān)設(shè)計(jì)人員要綜合分析實(shí)際施工情況,了解實(shí)際施工要求,在設(shè)計(jì)深基坑支護(hù)方案時(shí),要保證巖土施工的安全性和穩(wěn)定性,使得方案設(shè)計(jì)更加完善。
除此之外,設(shè)計(jì)人員在制定方案的過程中還要考慮巖土施工存在的不穩(wěn)定因素。為了提高基坑支護(hù)設(shè)計(jì)的可行性,設(shè)計(jì)人員要進(jìn)行相關(guān)的試驗(yàn),使得設(shè)計(jì)方案能夠保證巖土施工的可靠性與穩(wěn)定性。
在深基坑施工和支護(hù)設(shè)計(jì)過程中,管理責(zé)任制不完善也是重要影響因素之一,在施工和設(shè)計(jì)過程中,工作人員存在很大的隨機(jī)性,在設(shè)計(jì)和施工時(shí)沒有按照相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn),造成因?yàn)槿藶橐蛩囟a(chǎn)生了工程質(zhì)量。設(shè)計(jì)人員沒有正確計(jì)算支護(hù)工程數(shù)據(jù),使用的計(jì)算方法是粗糙甚至錯(cuò)誤的,得出的支護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力效應(yīng)缺乏準(zhǔn)確性,使得工程安全儲(chǔ)備不足。所以有必要用系統(tǒng)責(zé)任制對相關(guān)人員進(jìn)行約束,以便能夠提高施工管理效果,加強(qiáng)深基坑支護(hù)設(shè)計(jì),讓每一個(gè)人都明確自身在設(shè)計(jì)和施工過程中承擔(dān)的責(zé)任。
結(jié)合巖土施工深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)而言,有必要?jiǎng)?chuàng)新設(shè)計(jì)理念,不斷改進(jìn)支護(hù)設(shè)計(jì)技術(shù),以便使支護(hù)更加穩(wěn)定,設(shè)計(jì)師在進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)時(shí),要積極總結(jié)經(jīng)驗(yàn),拓展設(shè)計(jì)知識儲(chǔ)備,分析社會(huì)發(fā)展實(shí)情,在設(shè)計(jì)中引入先進(jìn)的技術(shù)方法,比如充分發(fā)揮BIM技術(shù)作用,以便能夠運(yùn)用可視化性能,實(shí)現(xiàn)仿真支護(hù)工程,這樣就會(huì)使得設(shè)計(jì)更加精準(zhǔn)。設(shè)計(jì)師要摒除傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念,不斷提高實(shí)踐技能,與此同時(shí)還要?jiǎng)?chuàng)新設(shè)計(jì)理念,設(shè)計(jì)師在施工當(dāng)中的作用至關(guān)重要,如果設(shè)計(jì)方案存在問題,施工人員要和設(shè)計(jì)人員一起協(xié)商,尋求最佳的施工方案。
本文分析了巖石施工的條件以及巖石勘察要點(diǎn)、深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)與施工要點(diǎn)等,希望能夠提高深基坑支護(hù)效果,使建筑質(zhì)量獲得有效保障。與此同時(shí),有必要用系統(tǒng)責(zé)任制對相關(guān)人員進(jìn)行約束,以便能夠提高施工管理效果,加強(qiáng)深基坑支護(hù)設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)師還要摒除傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念,不斷提高實(shí)踐技能。如果設(shè)計(jì)方案存在問題,施工人員要和設(shè)計(jì)人員一起協(xié)商,尋求最佳的施工方案。