包 森
(西北師范大學(xué),甘肅 蘭州 730030)
通過(guò)應(yīng)用深基坑支護(hù)施工技術(shù),能夠提高工程基礎(chǔ)的穩(wěn)定性和安全性,為建筑工程后續(xù)施工環(huán)節(jié)的順利進(jìn)行打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ),保證建筑工程建設(shè)品質(zhì)。所以,施工單位需要嚴(yán)格按照深基坑支護(hù)施工技術(shù)要點(diǎn)開展施工作業(yè),保證施工的規(guī)范性、標(biāo)準(zhǔn)化以及安排性,減少安全事故的發(fā)生,推動(dòng)建筑工程可持續(xù)發(fā)展。
本基坑工程位于西北師范大學(xué)校本部西北角,北鄰安寧東路,西鄰水掛莊街道,東面是文科實(shí)訓(xùn)樓,南側(cè)是學(xué)校的學(xué)生發(fā)展中心,東南側(cè)為學(xué)校的室外球場(chǎng)。基坑開挖深度為9~10 m,且周圍無(wú)重要保護(hù)對(duì)象,屬于二級(jí)基坑。結(jié)合現(xiàn)有基坑開挖邊線,本基坑工程開挖深度范圍內(nèi)土層自上而下主要為:①雜填土,②粉土,③卵石。開挖深度以下部分為卵石及泥質(zhì)砂巖,主要采取土釘墻支護(hù)方式?;又ёo(hù)結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為二級(jí),重要性系數(shù)1.0,安全性系數(shù)1.35,支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限為一年,超過(guò)一年需進(jìn)行安全評(píng)估。
近年來(lái),建筑行業(yè)蓬勃發(fā)展,建筑工程持續(xù)擴(kuò)大投資規(guī)模和建設(shè)規(guī)模,涌現(xiàn)了很多中高層建筑和超高層建筑,為了充分利用地上空間和地下空間,建筑工程深基坑施工隨之產(chǎn)生。地質(zhì)條件、建筑物高度會(huì)對(duì)基坑深度產(chǎn)生直接影響,如果處于較差的地質(zhì)條件,或者建筑物高度較高,就會(huì)加深基坑深度。目前,很多工建筑工程都是在2~3 層的基礎(chǔ)上進(jìn)行,其開挖深度一般為6~20 m。就本基坑工程來(lái)說(shuō),基坑開挖深度達(dá)到了9~10 m。隨著基坑開挖深度的增加,施工面臨的危險(xiǎn)系數(shù)更大,在實(shí)際施工過(guò)程中必須采取相應(yīng)的保護(hù)措施和應(yīng)急管理方案,有力保障施工人員的生命安全。
基坑支護(hù)施工具有較強(qiáng)的復(fù)雜性,主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面:①地質(zhì)地形環(huán)境復(fù)雜。施工區(qū)域不同,地形地貌、土質(zhì)條件、水文條件、地下水文情況都會(huì)存在差異性,基坑支護(hù)施工前期必須開展實(shí)地勘察工作,掌握了解施工區(qū)域的實(shí)際情況,才能制定科學(xué)合理的施工方案,明確施工技術(shù)運(yùn)用。就本基坑工程來(lái)說(shuō),周邊建筑較多,其中場(chǎng)地北側(cè)為安寧東路,基坑?xùn)|面是文科實(shí)訓(xùn)樓,基坑西側(cè)為水掛莊街,南側(cè)是學(xué)校的學(xué)生發(fā)展中心,東南側(cè)為學(xué)校的室外球場(chǎng),這就加大了施工環(huán)境的復(fù)雜性。同時(shí),本基坑工程場(chǎng)地的地質(zhì)條件較為復(fù)雜,不僅含有雜填土和粉土,還含有卵石和泥質(zhì)砂巖,這就給正常施工帶來(lái)極大的干擾,必須對(duì)其進(jìn)行正確處理后才能開展后續(xù)施工。②施工工藝復(fù)雜,涉及的技術(shù)面較廣?;庸こ滩⒉皇且豁?xiàng)簡(jiǎn)單的工程,涉及到眾多的施工工藝、施工工序以及施工技術(shù),由多個(gè)施工環(huán)節(jié)集合構(gòu)成。比如,本基坑工程綜合運(yùn)用了降水井施工工藝、樁間支護(hù)施工工藝、邊坡施工工藝以及土釘墻支護(hù)技術(shù)。
深基坑工程主要是在地下進(jìn)行施工作業(yè),極易受到多種因素的影響,無(wú)論是地質(zhì)條件、周邊建筑物,還是地下水位、地下管道管線,都會(huì)給基坑施工安全帶來(lái)不同程度的影響。在本基坑工程中,施工區(qū)域周圍存在過(guò)多的建筑物,場(chǎng)地地質(zhì)條件不佳,地下水水位達(dá)到7 m,在制定基坑支護(hù)施工方案時(shí),施工單位綜合考慮了這些影響因素,采用了管井降水、土釘墻支護(hù)等一系列的優(yōu)化措施,以最大限度降低不良影響。
①材料、設(shè)備準(zhǔn)備。本基坑工程施工前,施工單位精心組織、周密安排,根據(jù)工程規(guī)模制定材料和機(jī)械設(shè)備計(jì)劃表,合理安排材料、設(shè)備的入場(chǎng)時(shí)間,保證材料設(shè)備提前到位,避免出現(xiàn)施工待料情況。并且安排有經(jīng)驗(yàn)的機(jī)修人員對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行維修保養(yǎng),保證施工設(shè)備的完好率,避免因機(jī)械設(shè)備原因造成窩工及工期延誤。用于本工程的原材料、半成品、成品等均需具備出廠合格證,尺寸、規(guī)格應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求,并按規(guī)范要求進(jìn)行抽樣檢測(cè),砼、砂漿等應(yīng)進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。②人員準(zhǔn)備工作。根據(jù)施工方案和施工進(jìn)度計(jì)劃合理安排各專業(yè)工種的施工人員有序進(jìn)場(chǎng),根據(jù)各個(gè)施工環(huán)節(jié)的施工特點(diǎn)和復(fù)雜程度合理確定人選和名額,確保后續(xù)施工作業(yè)井然有序、密切協(xié)作。針對(duì)所有的入場(chǎng)人員開展安全教育培訓(xùn)和專業(yè)技能培訓(xùn),定期學(xué)習(xí)安全法規(guī),確保所有施工人員嚴(yán)格執(zhí)行各項(xiàng)管理制度和安全操作規(guī)程,嚴(yán)格按照技術(shù)規(guī)范實(shí)施作業(yè)。③技術(shù)準(zhǔn)備。施工前期,認(rèn)真審查施工圖紙和施工方案,確認(rèn)無(wú)誤后組織全體施工人員開展施工技術(shù)交底,詳細(xì)闡述基坑支護(hù)施工方案的各項(xiàng)內(nèi)容,包括施工流程、施工工藝、施工技術(shù)要點(diǎn)、安全注意事項(xiàng)、安全操作規(guī)程、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)等等。同時(shí),根據(jù)建筑工程項(xiàng)目的施工工期合理編制施工進(jìn)度計(jì)劃,明確各個(gè)施工環(huán)節(jié)的施工內(nèi)容、完成時(shí)間以及責(zé)任人員,確?;又ёo(hù)工程在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完工。
建筑工程項(xiàng)目施工過(guò)程中,常見(jiàn)的深基坑支護(hù)施工技術(shù)包括地下連續(xù)墻支護(hù)技術(shù)、土釘墻施工技術(shù)、混凝土灌注樁施工技術(shù)等,具體如下。①地下連續(xù)墻支護(hù)技術(shù)。地下連續(xù)墻支護(hù)技術(shù)主要是在深基坑內(nèi)部,使用挖溝機(jī)械設(shè)備進(jìn)行溝槽開挖工作,然后在溝槽中有序放入鋼筋,對(duì)其進(jìn)行灌漿處理,從而在地表形成一條具有承重、擋土、防滲、截水作用的鋼筋混凝土墻。②土釘墻施工技術(shù)。土釘墻施工技術(shù)有機(jī)結(jié)合了土釘與噴射混凝土板,采用自然土壤構(gòu)造與重力式圍護(hù)結(jié)構(gòu)相似的支護(hù)結(jié)構(gòu),從而有效抵抗墻后土體的應(yīng)力,保證開挖面安全穩(wěn)定。③混凝土灌注樁施工技術(shù)?;炷凉嘧妒┕ぜ夹g(shù)主要是將混凝土灌注在鉆孔中,形成能夠承擔(dān)較大荷載的樁體。
由于基坑支護(hù)施工技術(shù)的適用條件不同,施工方式不同,施工技術(shù)運(yùn)用以及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)也存在很大的差異性。所以,施工企業(yè)要綜合考慮施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)條件、水文條件、地下水等因素,選擇合適的深基坑支護(hù)技術(shù),制定科學(xué)合理的深基坑支護(hù)施工方案,以保證基坑支護(hù)施工作業(yè)的順利進(jìn)行。本建筑工程項(xiàng)目基坑開挖深度范圍內(nèi)主要為雜填土、粉土及卵石,為了增強(qiáng)開挖面的穩(wěn)定性,確保深基坑工程安全,因此主要采用土釘墻的方式進(jìn)行支護(hù)施工,并根據(jù)場(chǎng)地條件采用二級(jí)放坡。具體支護(hù)施工操作如下,基坑開挖深度約為10 m,以場(chǎng)平標(biāo)高向下開挖5.5 m,采用土釘墻支護(hù),土釘墻坡比位1 ∶0.6,再向下開挖4.5 m,土釘墻坡比位1 ∶0.4。土釘桿體采用 HRB400 級(jí)鋼筋加工,采用直螺紋套筒連接、搭接焊、幫條焊連接等方式。
本基坑工程最深部分基底標(biāo)高約為1 524.3 m,地下水近距離坑底1.96~2.38 m,雖然水位較低,但是卵石滲透系數(shù)較大。因此,基坑開挖施工前,必須要使用管井降水施工工藝對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行降水處理。降水井施工工藝流程為井測(cè)量定位→挖井口、安裝護(hù)筒→鉆機(jī)就位→鉆井→吊放井筒→回填井管與孔壁之間的砂礫過(guò)濾層→井管內(nèi)下設(shè)水泵、安裝抽水控制電路→實(shí)驗(yàn)抽水→降水正常工作→降水完畢拔井管→封井。
應(yīng)用降水井施工工藝時(shí),需要注意以下要點(diǎn):①在井口開挖作業(yè)中,當(dāng)井口開挖完成后,必須立即安裝好護(hù)筒,避免井口周圍的雜填土掉落至井內(nèi)影響下一道施工工序的順利進(jìn)行。②鉆井時(shí)要連續(xù)均勻鉆進(jìn),根據(jù)不同地層控制好鉆進(jìn)速度,確??讖酱笮【鶆?,并控制好井底標(biāo)高。③鉆井完成后,必須馬上進(jìn)行吊放井筒作業(yè),吊裝井管時(shí)要控制好垂直度,且要保證各個(gè)井管緊密連接,使其自下而上成為一個(gè)整體。④對(duì)井管與孔壁之間的砂礫過(guò)濾層進(jìn)行回填處理時(shí),需要根據(jù)施工要求合理選擇砂石料等級(jí),嚴(yán)格控制粒徑和含泥量。⑤抽水過(guò)程中,水泵是保證降水效果的關(guān)鍵,一定要確保所使用的水泵正常運(yùn)作,不能存在任何故障問(wèn)題。同時(shí),要安排專人定時(shí)觀測(cè)水位情況,一旦發(fā)現(xiàn)問(wèn)題就需要及時(shí)檢修。⑥當(dāng)降水作業(yè)完成后,必須及時(shí)封堵停止抽水的井,這是不可忽視的作業(yè)要點(diǎn),避免因小失大,影響整體的降水成效。
土方開挖是基坑支護(hù)施工中的關(guān)鍵性工序,會(huì)直接影響基坑支護(hù)施工質(zhì)量和效果。進(jìn)行建筑工程項(xiàng)目深基坑支護(hù)施工時(shí),必須對(duì)土方開挖提高重視度,夯實(shí)安全保障,提升基坑穩(wěn)定性。該基坑工程的土質(zhì)條件不佳,而且基坑開挖施工要與基坑排水、基坑支護(hù)保持密切配合,必須要基于全局角度嚴(yán)密組織,制定安全可靠的基坑開挖措施。土方開挖施工要點(diǎn)如下:①土方開挖前,詳細(xì)勘查施工場(chǎng)地,確認(rèn)施工場(chǎng)地內(nèi)是否存在地下管線,如果無(wú)地下管線就可以直接按照施工方案進(jìn)行。如果存在地下管線則需要謹(jǐn)慎開挖,不能盲目進(jìn)行。同時(shí),開展定位放線工作,精準(zhǔn)確定基坑土方開挖界線,為了避免開挖界線模糊可以撒上石灰。此外,對(duì)施工場(chǎng)地的高程進(jìn)行精準(zhǔn)測(cè)量,根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)繪制測(cè)量圖,以此為參考依據(jù)科學(xué)計(jì)算土方開挖深度。②實(shí)際開挖中采取分層開挖方式,使得土體向前的擠壓力大大降低。根據(jù)實(shí)際挖掘過(guò)程中的土質(zhì)情況和周邊環(huán)境合理確定分層開挖深度,而且嚴(yán)格控制上一層與下一層間的開挖距離,一般保持在8~12 m。③土方開挖過(guò)程中密切關(guān)注天氣狀況,如果遇到暴雨天氣,降雨量過(guò)大,就需要停止施工,避免土體含水量增加發(fā)生倒塌事故,威脅施工人員的生命安全。④土方開挖完成后,立即進(jìn)行上部基礎(chǔ)施工。一旦基坑長(zhǎng)期暴露滲水,就會(huì)軟化土體,進(jìn)而導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)、塌方事故的發(fā)生,給工程施工帶來(lái)巨大損失。
為了確保深基坑支護(hù)施工安全,減少事故的發(fā)生,還需要做好深基坑支護(hù)變形、位移監(jiān)測(cè)工作。在此建筑工程項(xiàng)目中,由于基坑開挖深度范圍內(nèi)的土質(zhì)為雜填土、粉土、卵石以及泥質(zhì)砂巖,對(duì)支護(hù)樁的危害因素相對(duì)增大,這就要求施工單位加強(qiáng)變形監(jiān)測(cè),實(shí)時(shí)掌握基坑支護(hù)發(fā)展動(dòng)態(tài)。相關(guān)監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括深基坑水平位移和豎向位移監(jiān)測(cè)、地下水位監(jiān)測(cè)、地表沉降監(jiān)測(cè)、周邊建筑物變形監(jiān)測(cè)等,實(shí)際監(jiān)測(cè)工作開展采用儀器監(jiān)測(cè)和巡視檢查相結(jié)合的方式。①基坑支護(hù)豎向和水平位移監(jiān)測(cè)。沿著基坑周邊、陽(yáng)角處、周邊中部合理布置豎向監(jiān)測(cè)點(diǎn),水平監(jiān)測(cè)點(diǎn)和豎向位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)宜為共用點(diǎn),而且監(jiān)測(cè)點(diǎn)水平間距需控制在20 m 內(nèi),從而全面監(jiān)測(cè)圍護(hù)樁或基坑邊坡頂部的豎向、水平位移情況。技術(shù)人員需使用精密水準(zhǔn)儀開展實(shí)際監(jiān)測(cè)工作,嚴(yán)格遵循國(guó)家一級(jí)水準(zhǔn)要求,以附合或閉合路線在水準(zhǔn)路線上聯(lián)測(cè)各監(jiān)測(cè)點(diǎn),以水準(zhǔn)控制點(diǎn)為基準(zhǔn),科學(xué)測(cè)算出各監(jiān)測(cè)點(diǎn)標(biāo)高,同一測(cè)點(diǎn)相鄰兩次標(biāo)高差即為該監(jiān)測(cè)點(diǎn)的沉降量。②基坑外地下水位監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)前,需要按照監(jiān)測(cè)要點(diǎn)合理埋設(shè)水位管,然后將水位儀探頭自上而下慢慢往下放入水位管內(nèi),當(dāng)探頭接觸到水面,二次儀表上的蜂鳴器就會(huì)鳴叫,此時(shí)的深度即為水位值。③地表沉降監(jiān)測(cè)。地表沉降檢測(cè)采用精密水準(zhǔn)儀,按照國(guó)家一級(jí)水準(zhǔn)要求開展監(jiān)測(cè)工作。在水準(zhǔn)路線上以附合或閉合路線有效聯(lián)測(cè)各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn),以水準(zhǔn)控制點(diǎn)為基準(zhǔn),測(cè)算出各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的具體標(biāo)高,同一測(cè)點(diǎn)相鄰兩次標(biāo)高差即為該測(cè)點(diǎn)的沉降量。④周邊建筑物變形監(jiān)測(cè)。在此建筑工程項(xiàng)目中,深基坑的東側(cè)、北側(cè)、西側(cè)分布布有建筑物,為了有效監(jiān)測(cè)建筑物的變形情況,就可以在建筑物的四角及拐角處布置檢測(cè)點(diǎn),獲取全面、真實(shí)、準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。當(dāng)然,在深基坑支護(hù)工程施工和使用期內(nèi),還需要加強(qiáng)巡視檢查,詳細(xì)記錄自然條件、支護(hù)結(jié)構(gòu)、施工工況、周邊環(huán)境、監(jiān)測(cè)設(shè)施等數(shù)據(jù),進(jìn)而為儀器監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析提供有效參考。需要注意的是,基坑工程監(jiān)測(cè)工作需貫穿于基坑工程和地下工程施工全過(guò)程,從基坑工程施工前開始,直至地下工程完成為止。
綜上所述,在建筑工程項(xiàng)目中,深基坑支護(hù)作為不可或缺的基礎(chǔ)內(nèi)容,它的施工質(zhì)量會(huì)對(duì)整個(gè)建筑工程的建設(shè)質(zhì)量、使用壽命、使用安全性產(chǎn)生嚴(yán)重影響。所以,進(jìn)行建筑工程項(xiàng)目建設(shè)時(shí),必須加強(qiáng)應(yīng)用深基坑支護(hù)施工技術(shù),深度剖析施工技術(shù)要點(diǎn)以及施工注意事項(xiàng),嚴(yán)格管理施工技術(shù)運(yùn)用,從而有效控制地面和地下土體的變形、位移情況,進(jìn)一步夯實(shí)建筑工程建設(shè)基礎(chǔ),打造高標(biāo)準(zhǔn)、高品質(zhì)建筑工程。