陳良平
武漢地質(zhì)勘察基礎(chǔ)工程有限公司(滬) 上海 200063
深基坑樁基圍護(hù)技術(shù)通過使用先進(jìn)的工程機械和施工工藝,結(jié)合多種基坑支護(hù)形式,有效地解決了深基坑施工中的土體塌方、地面沉陷等問題,確保了施工安全與土地利用的最優(yōu)平衡。這一技術(shù)在高層建筑、地下交通、市政工程等領(lǐng)域的應(yīng)用不斷拓展,為城市的長期平穩(wěn)發(fā)展提供了有力支撐,推動了現(xiàn)代建筑工程的創(chuàng)新與進(jìn)步。
為確保施工的安全順利進(jìn)行,在開展深基坑樁基圍護(hù)工程前,選取合適的樁基類型是至關(guān)重要的。在選擇過程中,應(yīng)充分考慮實際施工場地的特點,以明確哪種樁基最適合。這樣的選擇有助于降低施工期間潛在的安全風(fēng)險,并為順利施工奠定牢固的基礎(chǔ)。荷載的類型、大小以及作用方向?qū)痘倪x擇有著直接影響。仔細(xì)分析結(jié)構(gòu)的使用情況和荷載特點,結(jié)合地質(zhì)數(shù)據(jù),可以確立合適的荷載設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),從而為樁基類型的選擇提供有力支撐。然后,施工條件也是影響決策的一大因素,施工手段、技術(shù)水平、工期等都影響著樁基的施工可行性。考慮施工條件能夠幫助選擇合適的樁基類型,以確保施工的高效進(jìn)行和工程質(zhì)量的穩(wěn)定保障。合理布局樁基,避免過于密集,以免相互之間的干擾降低了整體的承載能力。通過對樁的布置進(jìn)行優(yōu)化,能夠最大限度地發(fā)揮每個樁的作用。從長遠(yuǎn)角度看,綜合施工、材料、維護(hù)等方面的成本,找到在技術(shù)可行性和經(jīng)濟(jì)合理性之間的平衡點,是一個高水準(zhǔn)選型方案的具體體現(xiàn)。
嚴(yán)格把控樁基施工過程中樁的垂直度、水平度以及位置偏差等各項參數(shù),確保樁的準(zhǔn)確定位和穩(wěn)固性;對于混凝土樁,要確保混凝土的拌合比例準(zhǔn)確,施工過程中控制好澆筑質(zhì)量,以避免出現(xiàn)坍塌、松散等問題;對于鋼筋混凝土樁,鋼筋的布置要符合設(shè)計要求,保證鋼筋與混凝土之間的緊密結(jié)合[1];同時,施工現(xiàn)場應(yīng)保持干燥,防止泥漿、水等污染樁體;另外,施工中要注意振搗操作,確保混凝土的密實性和均勻性。并且要使用實時監(jiān)測設(shè)備對樁基的沉降、承載力等參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測,及時發(fā)現(xiàn)問題并進(jìn)行調(diào)整。
必須深入了解工程所處地區(qū)的水位變化規(guī)律、季節(jié)性波動等地下水位情況,收集歷史水位數(shù)據(jù)和進(jìn)行地下水位監(jiān)測,可以揭示水位的周期性變化,為合理施工提供依據(jù)。而且,對地下水的補給源頭和排泄途徑進(jìn)行研究,可以幫助預(yù)測水位變化趨勢,從而做出科學(xué)的工程設(shè)計。水文地質(zhì)分析也是不可或缺的一部分,需要對地層結(jié)構(gòu)、滲透性、含水層厚度等進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查與評估。地下水的流動性質(zhì)直接影響著基坑工程的穩(wěn)定性與施工方案的選擇。通過地下水流動模擬,可以預(yù)測在不同施工階段地下水位的變化,這樣就能制定出科學(xué)可行的排水方案。
在地質(zhì)勘察過程中,需要充分了解地質(zhì)構(gòu)造、地層分布及巖土性質(zhì)等方面的信息,以便準(zhǔn)確預(yù)測施工過程中可能遇到的地質(zhì)問題。同時,針對深基坑樁基施工的特點,應(yīng)特別關(guān)注地下水位情況,了解地下水的涌出壓力和水位變化規(guī)律,以便合理設(shè)計排水系統(tǒng)。在勘察過程中,還需詳細(xì)了解地下管線、地下障礙物等情況,以避免施工過程中的意外事故。并基于地質(zhì)勘察結(jié)果,選擇合適的施工方法和樁型。根據(jù)地質(zhì)條件和樁基荷載要求,確定使用哪種類型的樁基礎(chǔ),確保樁基穩(wěn)定且符合工程需求。此外,根據(jù)地下水位和土層性質(zhì),還需合理設(shè)計樁基的防水措施,確保施工過程中不受地下水的干擾[2]。
2.2.1 鋼筋混凝土樁。在進(jìn)行鋼筋混凝土樁施工時,首先需要根據(jù)地質(zhì)勘察結(jié)果和工程荷載要求,確定樁的直徑、長度和間距等參數(shù)。操作人員應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)你@具,按照設(shè)計要求進(jìn)行孔徑的鉆探,同時注意控制鉆孔的傾斜度,以保證樁孔的垂直度。在完成鉆孔后,要進(jìn)行充分的清理,確??椎谉o雜物和污水,為后續(xù)的灌注工作做好準(zhǔn)備。根據(jù)設(shè)計要求,在樁孔內(nèi)布置好縱向和橫向的鋼筋,確保樁體的受力性能。然后,開始進(jìn)行混凝土的灌注工作,注意控制灌注的速度和均勻性,避免空隙和氣泡的產(chǎn)生。在灌注過程中,還需注意控制灌注壓力,避免樁筒變形或爆裂。完成混凝土灌注后,需要進(jìn)行樁頭的處理,在樁頭部分加設(shè)加固筋,以增強樁的承載能力并在樁頭部分進(jìn)行修整。
2.2.2 鉆孔灌注樁。鉆孔灌注樁是一種常用于建筑和土木工程中的基礎(chǔ)支撐結(jié)構(gòu),其原理是通過在地面預(yù)先鉆孔,然后將混凝土灌注至孔中,形成堅固的樁體來分散建筑物或結(jié)構(gòu)的重量。這種基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的主要特點是能夠承受垂直和水平方向的荷載,因此在需要抵御地震、風(fēng)力等外部力量影響的地區(qū)得到廣泛應(yīng)用[3]。鉆孔灌注樁的施工過程通常分為幾個關(guān)鍵步驟。首先,需要使用鉆機在地面上鉆孔,孔的直徑和深度根據(jù)工程的要求而定。然后,在孔內(nèi)安裝鋼筋籠,以增強樁體的抗拉和抗彎能力。接下來,通過特殊的管道將混凝土注入孔中,同時鋼筋籠會隨著混凝土的灌注逐漸沉入孔底。這種施工方法確保了樁體的一致性和均勻性,使其能夠在受力時表現(xiàn)出更好的性能。由于樁體是預(yù)制的,施工過程不受氣候條件的限制,可以在各種環(huán)境下進(jìn)行。鉆孔灌注樁適用于各種不同的地質(zhì)條件,無論是軟土、砂礫還是巖石,都能夠提供穩(wěn)定的基礎(chǔ)支撐。此外,由于樁體間距和直徑可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整,因此在不同工程中具有很強的靈活性。
2.2.3 擠密灌注樁。其通過在地下形成一種堅固的支撐體系,用以分散建筑物或結(jié)構(gòu)物的荷載,以此來提高地基的穩(wěn)定性和承載能力。該技術(shù)的施工過程相對簡單,需要在施工地點鉆孔,孔深一般根據(jù)土層的情況而定。接下來將預(yù)制的灌注樁管插入孔中,管子底部通常為封閉狀態(tài),以防止?jié){液流失。隨后,通過管道將高壓漿液注入管子中擠出管底,充實周圍土層并形成灌注樁。這類型的樁基礎(chǔ)在施工過程中不需要挖土運走,因此不會對施工現(xiàn)場造成太大破壞。與傳統(tǒng)的地基處理方法相比,擠密灌注樁的施工周期較短,適用于一些需要快速建設(shè)的項目。此外,該技術(shù)還適用于各種土壤條件,包括軟土、淤泥和砂礫等。
2.2.4 螺旋樁。螺旋樁施工的第一步是設(shè)計位置鉆孔,形成預(yù)制孔洞。這些孔洞的直徑和深度將根據(jù)工程需求進(jìn)行精確控制,以確保螺旋樁的安裝穩(wěn)定性。接下來,螺旋樁被用專門的設(shè)備逐節(jié)地推入孔洞中。通過旋轉(zhuǎn)和施加壓力,螺旋樁逐漸沿著孔洞的方向插入地下,同時還能夠在插入過程中將周圍土壤擠壓開,形成一個穩(wěn)定的承載體系。在螺旋樁的安裝過程中,施工人員需要根據(jù)實際情況不斷調(diào)整推入的速度和方向,以應(yīng)對可能出現(xiàn)的地質(zhì)變化。一旦螺旋樁達(dá)到設(shè)計深度,接下來就是進(jìn)行樁頭的連接[4]。這通常涉及將螺旋樁與建筑結(jié)構(gòu)的梁或板相連接,以實現(xiàn)地基與上部結(jié)構(gòu)的有效傳遞載荷。
2.2.5 鋼管樁。鋼管樁作為一種常用的地基處理方法,通過將鋼管逐段打入地下,形成穩(wěn)定的樁墻結(jié)構(gòu),從而達(dá)到支護(hù)周圍土體的目的。這種技術(shù)在保證施工安全的同時,也能夠最大限度地節(jié)約空間,滿足現(xiàn)代城市建設(shè)的要求。鋼管樁技術(shù)的核心在于其施工的高效性和穩(wěn)定性,在施工過程中首先進(jìn)行鋼管的預(yù)制和準(zhǔn)確布置,然后采用振動錘等設(shè)備逐節(jié)將鋼管打入地下,直至達(dá)到設(shè)計的深度。通過鋼管與土壤的緊密結(jié)合,形成的樁墻能夠有效抵抗地下水壓力和周圍土體的側(cè)向力,保證基坑的穩(wěn)定性。此外,鋼管樁還可以根據(jù)實際施工情況進(jìn)行調(diào)整,適應(yīng)不同的土層條件,進(jìn)一步提高了施工的成功率。與傳統(tǒng)的基坑支護(hù)方法相比,鋼管樁技術(shù)具有多方面的優(yōu)勢。由于鋼管樁施工過程中無須大量臨時支撐結(jié)構(gòu),可以節(jié)省施工時間和成本,還能夠降低施工對周圍環(huán)境的影響,減少振動和噪音的產(chǎn)生,符合現(xiàn)代城市建設(shè)的環(huán)保要求。
2.2.6 攪拌樁。攪拌樁技術(shù)會在地下形成一系列的混凝土柱,以加固松軟地層或增加地基承載力。在施工過程中,首先使用攪拌斗將地下土壤與特定比例的水泥、砂漿混合物充分?jǐn)嚢?,形成攪拌漿。然后,將攪拌漿細(xì)密地注入地下,通過旋轉(zhuǎn)攪拌樁的方式將土壤與漿料混合,形成垂直于地面的混凝土柱。這些混凝土柱能夠有效地提升地基的整體強度和穩(wěn)定性。與傳統(tǒng)基礎(chǔ)加固方法相比,深基坑的攪拌樁技術(shù)具有多方面的優(yōu)勢。它能夠適應(yīng)松軟土層、淤泥地和填土地等各種地質(zhì)條件,施工過程中不需要挖掘大量土方,減少了對周圍環(huán)境的影響,降低了施工噪音和震動。攪拌樁還能夠有效地改善土壤的物理性質(zhì),提高其密實度和排水性能。這種技術(shù)還可以與其他基礎(chǔ)工程方法相結(jié)合,如土釘墻、擋土墻等,形成綜合性的基礎(chǔ)加固體系。
測量人員利用全站儀等精密測量工具,按照設(shè)計要求在施工現(xiàn)場進(jìn)行放線。放線包括基坑的邊界線、墻體的定位線等,這些線的位置和角度直接影響著后續(xù)施工的準(zhǔn)確性。在進(jìn)行放線時,需要特別注意測量的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。為了確保放線的精度,測量人員應(yīng)遵循嚴(yán)格的操作規(guī)范,防止儀器誤差和人為失誤對測量結(jié)果造成影響。此外,放線過程中的氣候條件也需要考慮,避免大風(fēng)、雨雪等惡劣天氣對測量的干擾。同時,測量人員需要熟練掌握測量儀器的操作方法,確保測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確記錄和傳遞。測量放線的結(jié)果直接影響著后續(xù)施工的順利進(jìn)行。準(zhǔn)確的放線可以確保基坑的位置和形狀與設(shè)計一致,保證圍護(hù)結(jié)構(gòu)的精準(zhǔn)施工。如果放線不準(zhǔn)確,可能導(dǎo)致基坑位置偏移、墻體傾斜等問題,進(jìn)而影響整個圍護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。因此,在施工過程中,測量人員需要密切與設(shè)計、施工等各個環(huán)節(jié)的人員溝通,隨時調(diào)整和修正放線數(shù)據(jù),確?;訃o(hù)結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確施工。
溝槽開挖是指在基坑周邊的土地上,依據(jù)設(shè)計要求,逐步將土壤挖掘出來的過程。為了實現(xiàn)有效的溝槽開挖,施工人員需要根據(jù)土壤的性質(zhì)和特點,選擇合適的挖掘機械和施工方法。在軟土地區(qū),可以采用挖斗或挖機進(jìn)行機械化開挖;而在較硬的土壤中,可能需要使用鉆孔爆破等方法來破碎土層后再進(jìn)行挖掘[5]。在挖掘過程中,應(yīng)根據(jù)不同的土層情況及時調(diào)整挖掘機械的操作參數(shù),以避免因土壤塌方或坍塌等意外情況造成人員傷亡或設(shè)備損壞。此外,在挖掘的同時,還需進(jìn)行現(xiàn)場的土壤采樣和測試,以便及時了解土壤的物理特性和力學(xué)性能,為后續(xù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的施工提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持。溝槽開挖完成后,還需要對挖掘面進(jìn)行清理和整平,為后續(xù)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工創(chuàng)造良好的施工條件。清理工作包括將開挖過程中產(chǎn)生的雜物、殘渣等清除干凈,確保挖掘面平整。根據(jù)設(shè)計要求,還需要在挖掘面上設(shè)置相應(yīng)的支撐結(jié)構(gòu),以防止土坡坍塌和挖掘面塌方,保障施工人員和設(shè)備的安全。
操作人員需要根據(jù)施工圖紙和設(shè)計要求,精確控制樁機的位置和角度,以確保樁基能夠準(zhǔn)確地打入地下。在操作過程中,操作人員需要不斷地監(jiān)測樁機的狀態(tài),及時調(diào)整操作參數(shù),確保施工的順利進(jìn)行。
隨著建筑工程的發(fā)展和技術(shù)的不斷進(jìn)步,深基坑樁基圍護(hù)施工技術(shù)在安全性、效率性和環(huán)保性方面都得到了顯著的提升。從傳統(tǒng)的鋼筋混凝土樁到現(xiàn)代的螺旋樁、攪拌樁等多種樁型,施工技術(shù)的多樣性為基坑工程提供了更靈活的解決方案。然而,也要注意技術(shù)應(yīng)用過程中的風(fēng)險和挑戰(zhàn),不斷強化質(zhì)量控制、安全管理和環(huán)境保護(hù),確保工程能得到順利的發(fā)展。