文/龔自勇 湖南金輝建設(shè)集團有限公司 湖南長沙 410000
建筑基坑支護工程施工的特點,主要表現(xiàn)在以下2方面:
在進行基坑支護工程施工的時候,應(yīng)根據(jù)實際情況選擇適宜的基坑支護方式,以提高建筑工程整體施工的安全性?;又ёo工程的質(zhì)量和效果,直接影響之后不同工程的施工結(jié)果?;又ёo工程容易受天氣因素的影響,若是陰雨天氣進行施工,難以保證基坑的質(zhì)量,會影響整體施工效果。而且實際施工過程中,也會受地質(zhì)天氣的影響,若想要保證建筑工程的穩(wěn)定性,就必須進一步提高建筑基坑支護工程施工水平。
建筑基坑支護施工中所需要面對的地質(zhì)條件較為復(fù)雜,容易受到該因素的影響。在進行施工之前,應(yīng)當先實施全面的實地勘察工作,以掌握施工現(xiàn)場的地質(zhì)條件,然后根據(jù)實際勘察結(jié)果來選擇適宜的基坑支護施工方式,需要把控好地下水情況,結(jié)合土層結(jié)構(gòu)特征來進行充分考慮。若在基坑支護工程施工中,碰到了過于復(fù)雜的地質(zhì),則會加大支護施工的難度。
在進行建筑基坑支護安全設(shè)計的時候,為保障設(shè)計工作的順利開展,應(yīng)選擇適宜的、具有較高資質(zhì)的設(shè)計單位進行科學(xué)設(shè)計。應(yīng)對設(shè)計單位進行全面考察,判斷其實際專業(yè)能力,確保其所制定的設(shè)計方案具有科學(xué)性、安全性。基坑支護結(jié)構(gòu)設(shè)計,需要考慮多項因素和水文地質(zhì)等自然因素有著密切關(guān)聯(lián),因此在實際設(shè)計過程中必須遵循因地制宜原則,做到具體問題具體分析,不可脫離當?shù)氐膶嶋H情況。與此同時,還應(yīng)結(jié)合過往經(jīng)驗,基于施工條件、氣候因素對基坑支護結(jié)構(gòu)設(shè)計進行優(yōu)化,使其更加合理?;又ёo具有較強的實踐性,支護結(jié)構(gòu)是一項臨時工程,因此要在保證基坑支護施工質(zhì)量和安全的前提下,盡量減少施工成本。
建筑基坑支護設(shè)計類型,主要有以下幾種:
(1)放坡開挖。若是施工現(xiàn)場具有較好的土質(zhì),而且地下水位較深,有著較為開闊的施工場地,則可使用放坡方式進行基坑支護施工,其不會影響周圍建筑物,也不會損傷地下管線;若是地下水位低于基坑底面,土質(zhì)較為均勻,那么在進行基坑施工開挖的時候,一定要控制好垂直方向開挖的深度,黃土限值應(yīng)為2.5m,堅硬黏土限值為2m,可隨性黏土、碎石類土質(zhì)的限值為1.5m,需將可塑粉土、粉質(zhì)黏土、碎石類土質(zhì)控制為1.25m,軟土控制為0.75m。
在進行邊坡土質(zhì)開挖的時候,不可超過邊坡坡度允許值,坡高的差異性會致使坡度允許值有所不同。比如說坡高不超過5m,其坡度允許值為1:0.5-1:0.75;坡高若在5m-10m范圍內(nèi),那么其坡度允許值為1:0.75-1:1.5。在實際施工過程中,如果遇到碎石土,那么在確定坡度的時候,還需要充分考慮密度因素。
(2)土釘支護類型。若是在進行基坑施工的時候,其四周均無法實施放坡施工,且地下水位相對來說偏低,可使用土釘支護類型。或基坑的外部存在降水條件,周圍并沒有臨近的建筑物、地下管線,則也可以使用土釘支護方式來加固基坑土體??衫孟嚓P(guān)數(shù)值來進行土釘墻水平位移的計算,并結(jié)合相關(guān)經(jīng)驗確定最終的數(shù)值。在實際設(shè)計過程中,應(yīng)采取有效措施來避免墻體發(fā)生變形,對其進行有效的把控:(1)要盡量減少分層作業(yè),分段作業(yè)的深度、長度都要控制在一定范圍內(nèi),適當?shù)乩_開挖施工、支護施工工序間的間隔;(2)要把控好土釘?shù)拈L度、密度,降低土釘傾角。開挖施工之前,要沿著基坑邊緣設(shè)置豎向微型樁。
圖1 土釘支護類型
(3)排樁支護類型。指的是采取人工挖空灌注樁、沉管灌注樁、沖孔灌注樁的方式來實施支護作業(yè),可根據(jù)實際情況來進行支護類型的選擇。常見的有懸臂式支護、錨拉式支護。
圖2 雙排灌注樁
在建筑基坑支護施工過程中,承擔土壓力的大小,將直接影響著深基坑支護工程的安全。建筑基坑支護工程本身就具有一定的復(fù)雜性,要確保其計量數(shù)量的準確性,應(yīng)重視土體物理參數(shù)的選擇。這并不是一項簡單的工作,具有一定的復(fù)雜性。在實施基坑支護開挖施工后,需要關(guān)注3方面數(shù)字的可變值:(1)內(nèi)摩擦角參數(shù),(2)含水率參數(shù),(3)粘聚力參數(shù)。這3個參數(shù)具有可變性,可以此來計算基坑支護結(jié)構(gòu)的實際受力。實際施工過程中,若是未實施有效的土體物理學(xué)參數(shù)值取值工作,則會影響最終的設(shè)計結(jié)果。相關(guān)實驗數(shù)據(jù)表明若是內(nèi)摩擦角的相差度達到一定值以上,土壓力會隨之而變化,若物理力學(xué)參數(shù)未進行科學(xué)的選擇,則會影響基坑支護工程質(zhì)量。
在進行深基坑支護結(jié)構(gòu)設(shè)計之前,應(yīng)對地基土層進行取樣分析,以全面了解其物理力學(xué)指標,據(jù)此來科學(xué)設(shè)計支護結(jié)構(gòu),使之更加合理。在進行深基坑開挖的時候,要按照我國相關(guān)標準來實施取樣工作。在實際施工過程中,需要有效把控鉆孔工序,旨在不影響施工質(zhì)量的前提下,降低施工工作量,減少施工成本。基于此,所采取的基坑土樣具有一定的不完全性。面對多變而復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造,在獲取土樣之后,并不能真實反映出目標土層的實際情況,與實際設(shè)計存在一定的偏差。
根據(jù)大量的數(shù)據(jù)資料,可發(fā)現(xiàn)基坑周邊向基坑內(nèi)位移,會呈現(xiàn)出中間大、兩邊曉得特征。針對邊坡失穩(wěn)的狀況來看,一般情況下都出現(xiàn)于長邊的中間位置,則說明基坑開挖作業(yè)有著鮮明的空間特征。傳統(tǒng)的基坑支護設(shè)計,采用平面應(yīng)變方式,當基坑屬于細長類型的時候,平面應(yīng)變假設(shè)與實際相符合;但若采取的是長方形基坑,則存在較大差異。基于此,若未能有效處理空間問題,基于假設(shè)條件進行基坑支護結(jié)構(gòu)設(shè)計,則需要進行有效調(diào)整,需滿足空間開挖效應(yīng)。
在進行建筑基坑支護工程設(shè)計的時候,主要以極限平衡理論為主。其并不是單純受力,具有一定的復(fù)雜性。從極限平衡理論方面來說,支護結(jié)構(gòu)采用的是靜態(tài)設(shè)計方式,但由于開挖土體后,土體呈現(xiàn)出動態(tài)平衡狀態(tài)。隨著時間的發(fā)展,土地強度可能發(fā)生變化,也可能產(chǎn)生變形狀況,若未充分考慮這一點,那么在進行受力計算的時候會出現(xiàn)偏差。
在進行建筑基坑支護工程施工的時候,需要在實施開挖作業(yè)后,于邊坡周圍設(shè)置圍護,圍護設(shè)施的立桿高度為1.5m,圍護和圍護之間要保持一定的間隔距離,一般在2m左右。上、下都要設(shè)置護手,可用色標來進行警示,還應(yīng)設(shè)置登高護梯,為開挖施工提供重要的安全保障。應(yīng)進行日常監(jiān)督和管理工作,需要嚴格檢查支撐是否穩(wěn)定,尤其在雨天,必須檢查每一個細節(jié)。確定安全之后繼續(xù)進行施工。挖出的土、或是其他砌件不可堆在支撐上,施工人員也不可在支撐下方通行,以免出現(xiàn)坍塌,導(dǎo)致人員受傷。與此同時,在啟動機械設(shè)備來進行挖土,要做好設(shè)備檢查工作,確定離合器無障礙,進行空車試運轉(zhuǎn)并且正常之后,才能進行施工作業(yè)。操作機械設(shè)備的時候,挖掘的深度不可過深,在提升的時候要控制好速度,不可太猛。機械停車后,需停放至地基上,若地基基礎(chǔ)較為薄弱,那么可以利用走道板來加固地基,使之更加穩(wěn)定。在使用運土車輛的時候,不可使之靠近基坑周邊,以免出現(xiàn)坍方,導(dǎo)致運土車輛翻車。
為保障建筑基坑支護工程施工質(zhì)量,應(yīng)建立健全的安全監(jiān)測體系,可從以下幾個方面著手:
(1)觀測深層土體位移狀況。一般是利用深埋管來監(jiān)測深層土體位移,測量每一個深度位置的傾斜角度,然后輸出相應(yīng)的電壓信號,通過分析電壓信號,來獲取傾斜角度函數(shù)??衫眠m宜型號的位移計儀器設(shè)備,在測斜管中伸入側(cè)頭,將其緩慢下放至孔底的位置,可以先測量出可能存在的最大位移方向。再由孔底開始進行測量,自下而上再次測讀,若存在問題,則要加以補充和改進。
(2)要監(jiān)測水位。在實施基坑支護工程施工的時候,要做好地下水位監(jiān)測工作,其作用在于掌握基坑周圍地下水的實際情況,以免基坑降水,致使四周地下水位下降幅度增大??沙浞职l(fā)揮水計的作用,實施有效的監(jiān)測。利用鉆孔使水計深入到地下,將水阻接觸點安裝在探頭內(nèi)部。當接觸點和水面相接觸后,系統(tǒng)便會接通。實際測量中,可通過移動水位計探頭、電纜在導(dǎo)管中的位置,來明確水位的刻度。
在建筑基坑支護工程施工過程中,想要提高其技術(shù)的安全性,保障最終的施工成效,應(yīng)當優(yōu)化安全管理組織架構(gòu),為建筑基坑支護工程施工的安全開展奠定扎實基礎(chǔ)。在施工之前,項目經(jīng)理應(yīng)當發(fā)揮自身主觀能動性,履行自己的職責(zé)和義務(wù),帶領(lǐng)各相關(guān)人員成立專門的施工安全管理小組,由項目經(jīng)理擔任組長,定期對施工現(xiàn)場實施全面檢查,可以“季”為單位。檢查人員應(yīng)當涵蓋各方面的專業(yè)人員,如技術(shù)部人員、質(zhì)安部人員等,小組成員要嚴格按照相關(guān)規(guī)定執(zhí)行安全管理工作。對于建筑基坑支護施工中的重點環(huán)節(jié)要予以重點監(jiān)控,做好檢查工作,如檢查腳手架是否穩(wěn)定,檢查施工用電是否安全,檢查井字架、塔吊等機械設(shè)備是否正常等。在全面貫徹落實檢查工作之后,便可以開始進行施工,各個檢查項目都要簽字確認。
在進行建筑深基坑支護工程施工的時候,應(yīng)當做好基坑失穩(wěn)、傾斜預(yù)防工作,需做到以下幾點:
(1)實施錨桿支護措施。實施土層錨桿支護,有利于提高建筑的安全性,而且也可增強支護主體強度。實際施工過程中,相關(guān)人員應(yīng)加強對土層錨桿安裝作業(yè)的管理,需要先對錨桿進行測量,確定好鉆孔的位置,減少鉆孔過程中的誤差,以保障后續(xù)工作的順利開展,取得較好地支護效果。
(2)實施支護樁支護措施。在建筑深基坑支護工程施工過程中,需要根據(jù)實際土質(zhì)特征來科學(xué)規(guī)劃灌注樁,需保證施工的可行性。在進行支護樁灌注的時候,要嚴格按照施工要求來執(zhí)行作業(yè),應(yīng)當滿足施工現(xiàn)場的實際要求,提高支護作業(yè)的合理性。
(3)應(yīng)做好排水工作。對于大部分的基坑來說,都會存在地下水問題,若不對其進行有效的處理,很容易出現(xiàn)滲水狀況。一旦滲水便會影響基坑的整體穩(wěn)定性,若是滲水嚴重,還可能導(dǎo)致基坑失穩(wěn),出現(xiàn)坍塌?;诖耍趯嶋H施工之前,應(yīng)先做好實地勘察工作,了解實際的水文、地質(zhì)情況,然后設(shè)置相應(yīng)的排水系統(tǒng)來處理地下水問題。
(4)要做好排樁支護工作。排樁支護是主要的支護結(jié)構(gòu),需要充分發(fā)揮鋼筋混凝土的作用,有效應(yīng)用鉆孔灌注樁。施工人員需要合理把控樁和樁之間的間隔距離,間距過大,會削弱擋土的實際效果;間距過小,則會造成鋼筋混凝土的浪費,增加施工成本。可利用連梁的方式來處理樁和樁之間過于稀疏的問題,也可采用高壓注漿法、攪拌樁來加固,避免出現(xiàn)滲水現(xiàn)象。
(5)使用地下連續(xù)墻技術(shù)。地下連續(xù)墻技術(shù)剛度較大,有著不錯的支護能力,而且能夠起到較好的滲漏效果。將其應(yīng)用于地下水位中,可取得不錯的成效,尤其適用于一些含水量較高的土層中,也能夠在沙土層中取得較好的支護效果。
在建筑基坑支護工程施工過程中,應(yīng)充分發(fā)揮現(xiàn)代信息技術(shù)的作用,實施高效的安全信息化管理工作??衫眯畔⒎答伡夹g(shù)推動建筑工程的發(fā)展。信息反饋是指在實際施工過程中,獲取有關(guān)于土體開挖、地質(zhì)等信息,反饋其實際情況。有效應(yīng)用信息技術(shù),了解邊坡位移的實際情況。技術(shù)人員必須熟悉施工流程,對土方力學(xué)有一定的了解,還需要掌握施工現(xiàn)場地質(zhì)構(gòu)造的實際情況,掌握與地質(zhì)信息相關(guān)的內(nèi)容,并根據(jù)所得到的信息數(shù)據(jù)做出相應(yīng)的反饋。需準確判別建筑工程是否可以開展基坑支護施工?;又ёo工程本身就較為復(fù)雜,屬于系統(tǒng)化工程,為保障其施工安全,不可只是依賴于經(jīng)營預(yù)測,還需要利用現(xiàn)代信息技術(shù)來采集和分析實時信息數(shù)據(jù),做出科學(xué)的監(jiān)測,以得出科學(xué)的結(jié)論,了解整個變化態(tài)勢,從而及時發(fā)現(xiàn)險情,進行預(yù)警,以便于實施針對性措施來加以解決,從而提高基坑支護工程施工安全。
為保障建筑基坑支護工程施工的順利開展,保障其穩(wěn)定性,施工人員應(yīng)具備強烈的安全防范意識,要嚴格遵守施工規(guī)章制度,按照相應(yīng)的流程執(zhí)行作業(yè),約束自己的操作行為,不可只憑借經(jīng)驗進行施工,從而以降低安全事故的發(fā)生概率。實際施工過程中,若發(fā)現(xiàn)基坑護壁失效,那么要即刻停止開挖作業(yè),并進行回填,以免引發(fā)更多問題。
以某建筑工程為例,在對其進行基坑支護工程施工設(shè)計的時候,應(yīng)當先實施立樁作業(yè)。在完成該項工序之后,則要針對壓頂冠梁實施澆筑施工,其支撐系統(tǒng)設(shè)計達到80%之后,需要通過上下分區(qū)、分塊處理方式。當開挖作業(yè)完成到一定標高的時候,需要澆筑鋼筋混凝土支撐系統(tǒng),其強度要求達到80%后,再來實施分層、分區(qū)開挖,直至達到新的深度標高。之后再進行第二道鋼筋混凝土支撐系統(tǒng)澆筑作業(yè),循環(huán)上述施工工序,直至完成第三道鋼筋混凝土支撐系統(tǒng)澆筑施工。當?shù)谌冷摻罨炷林蜗到y(tǒng)的強度達到設(shè)計要求的80%之后,則需要繼續(xù)開挖,直至達到規(guī)定的開挖深度,再澆筑基礎(chǔ)底板和底下4層水平結(jié)構(gòu)。等到第4層水平結(jié)構(gòu)強度達標之后,則要逐步拆除水平支撐系統(tǒng),直至全部拆除頂冠梁水平支撐系統(tǒng)。
在實際施工過程中,需要嚴格按照施工順序執(zhí)行作業(yè)。先要開展圍護樁施工,然后做好土方開挖作業(yè),對邊坡坡面進行有效處理,實施錨桿鉆孔灌漿技術(shù),檢驗圍護樁,實施冠梁施工,之后要鎖定錨桿預(yù)應(yīng)力張拉,實施基坑土方開挖,進行基地混凝土墊層封底施工。與此同時,還需要做好防水工作。實際施工的時候一定要清理干凈積水部分,并且要在開挖土方的時候進行有效的防水??捎诨觾?nèi)部設(shè)置集水井或排水溝,以排除積水,避免積水過深滲透到底層中,這會大大影響基坑支護施工的質(zhì)量,帶來較大的危害。若基坑內(nèi)部容易積水,那么完成排水施工后還要重新復(fù)核設(shè)計規(guī)定,確定無誤后再來進行土方開挖作業(yè)。施工中應(yīng)遵循先設(shè)置支撐系統(tǒng),再進行土方開挖的原則。做到分區(qū)、分塊、分層。不可進行大面積開挖,針對不同的區(qū)域,要根據(jù)實際情況進行相應(yīng)調(diào)整,開挖至支撐標高后,需要再次澆筑支撐系統(tǒng)。除此之外,應(yīng)做好基坑邊緣施工,合理布置車輛、挖土機的行駛通道,以免出現(xiàn)坍塌導(dǎo)致翻車??上炔捎萌斯し绞絹硖幚眍A(yù)留的土層,對其進行修整,嚴格按照土方開挖的要求清除坑底異物。需加強安全管理工作,制定完善的安全管理制度,從而保障施工的順利開展。
在建筑基坑支護施工過程中,應(yīng)將安全放在第一位,運用科學(xué)的安全技術(shù),嚴格按照相關(guān)施工要求來執(zhí)行作業(yè),從而保障建筑基坑支護施工質(zhì)量。