摘 要： 建筑工程中的深基坑支護(hù)技術(shù)十分重要,其關(guān)系著主體工程的穩(wěn)定性,關(guān)系著施工過程中的安全性,關(guān)系著工程成本控制的高低。我國(guó)城市化建設(shè)對(duì)高層建筑的需求量越來(lái)越大,也帶動(dòng)了深基坑技術(shù)的跨越式發(fā)展。將結(jié)合目前深基坑最常用的技術(shù)工藝方法,探討在施工中需要注意的要素,為行業(yè)規(guī)范合理化發(fā)展提供指導(dǎo)性意見。
關(guān)鍵詞： 土建基礎(chǔ); 施工技術(shù); 深基坑; 工藝;
0、 引言
隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的加快,近年來(lái)高層建筑在城市建設(shè)中的數(shù)量越來(lái)越大,也使得我國(guó)土木建筑工程行業(yè)迎來(lái)了一個(gè)非常好的發(fā)展階段。作為土建基礎(chǔ)施工中最基本的技術(shù)方法,深基坑的支護(hù)在主體項(xiàng)目工程施工中保障項(xiàng)目安全性、耐久性和穩(wěn)定性具有重要的作用。如果深基坑支護(hù)施工存在質(zhì)量問題,將導(dǎo)致工程容易出現(xiàn)移位和滑坡等安全事故,會(huì)造成巨大的生命財(cái)產(chǎn)損失。因此,要結(jié)合國(guó)家規(guī)范,吸收先進(jìn)的技術(shù)和管理理念,實(shí)現(xiàn)我國(guó)深基坑支護(hù)技術(shù)工藝從粗放型的人為控制到安全規(guī)范、合理有序的機(jī)械化、智能化操作,才能實(shí)現(xiàn)土建工程項(xiàng)目低碳節(jié)能,安全順利地進(jìn)行。
1、 深基坑支護(hù)技術(shù)概念
深基坑支護(hù)是指為了保證地下建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,以及基坑周邊環(huán)境的安全性,對(duì)深基坑側(cè)壁及所屬施工影響范圍內(nèi)的環(huán)境(比如建筑物、建筑廢料、建筑設(shè)備、建筑輔助工具)進(jìn)行支檔、加固與保護(hù)的措施[1]。
2、 我國(guó)深基坑支護(hù)常用技術(shù)與工藝分析
2.1、 復(fù)合土釘墻支護(hù)技術(shù)
該技術(shù)主要由土釘墻基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的單項(xiàng)輕型支護(hù)技術(shù)或截水技術(shù),其主要構(gòu)成要素為土釘、截水帷幕、樹根樁、掛網(wǎng)噴射混凝土面層、原位土體等。施工工藝順序?yàn)?測(cè)量定位-施作截水帷幕或微型樁-分層開挖-噴射混凝土面-安裝土釘及預(yù)應(yīng)力錨桿并注射漿體-掛網(wǎng)噴射第二層混凝土面-等待24 h之后繼續(xù)分層開挖-布置預(yù)應(yīng)力錨桿,并促使?jié){體強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求,確定其將錨桿鎖定之后繼續(xù)分層開挖(見圖1)。
圖1 復(fù)合土釘墻組合類型
在施工過程中要注意土方開挖與土釘噴射混凝土工藝的緊密配合是確保土釘墻施工順利的關(guān)鍵。要根據(jù)地下水位來(lái)合理選擇土釘,地下水位以上,穩(wěn)定性強(qiáng)的地層可以選擇鋼筋土釘或鋼管土釘;地下水位以下,軟弱土層、砂質(zhì)土層必須采用鋼管土釘來(lái)達(dá)到穩(wěn)定之目的。
2.2、 組合內(nèi)支撐技術(shù)
該技術(shù)主要適用于建筑物密集、施工場(chǎng)地面積狹小、復(fù)雜地質(zhì)土層等施工環(huán)境中,具有施工方便快捷,成本投入小產(chǎn)出大的優(yōu)勢(shì)。其主要施工順序?yàn)?鋼支撐結(jié)構(gòu)體的吊裝、就位、焊接工作-鋼支撐施加預(yù)應(yīng)力-安裝斜撐、縱向系桿-安裝臨時(shí)鋼立柱。
該技術(shù)的施工過程中要注意土方開挖應(yīng)自上而下分層次有順序進(jìn)行,每層由中間向兩邊進(jìn)行開挖建設(shè)。支護(hù)體系施工中要注意嚴(yán)禁在鋼支撐上面放置重物,嚴(yán)禁施工人員在鋼支撐上行走。鋼支撐支護(hù)體系拆除中要按照自下而上的順序進(jìn)行,具體操作為先行拆除斜撐、縱向系桿、柱箍等水平構(gòu)建,再用千斤頂卸載主撐,撤除鋼楔塊,并用塔吊將鋼支撐吊出基坑。
2.3、 型鋼水泥土復(fù)合攪拌樁支護(hù)技術(shù)
該技術(shù)又叫SMW工法,也稱為加筋水泥地下連續(xù)墻工法。是在一排相互連續(xù)搭接的水泥土樁中加強(qiáng)芯材(型鋼)的一種地下連續(xù)墻施工技術(shù)。
該技術(shù)是用專門定制的攪拌機(jī)械設(shè)備,以水泥漿作為固化劑,再攪拌機(jī)械的強(qiáng)力作用下,讓水泥漿固化劑與土層中的軟土強(qiáng)行攪合一起形成堅(jiān)固致密的水泥土地下連續(xù)墻,按照固定的間隙在墻體中插入預(yù)受力型鋼,從而形成一種堅(jiān)固的圍護(hù)結(jié)構(gòu)(見圖2)[2]。
圖2 型鋼水泥土復(fù)合攪拌樁支護(hù)技術(shù)施工流程
在該技術(shù)施工中要注意,插入墻體的型鋼是可以回收重復(fù)利用的,因?yàn)檫@個(gè)直觀關(guān)系到施工成本支出的1/2左右。但是在拔出型鋼的時(shí)候要注意不要使其變得彎曲,不然就失去了重復(fù)利用的價(jià)值,還要注意拔出的過程中要防止出現(xiàn)用力過猛導(dǎo)致壓頂梁斷裂、壓碎甚至水泥土墻頂碎裂等次生問題。
2.4 凍結(jié)排樁法基坑支護(hù)技術(shù)
該技術(shù)是利用凍結(jié)施工技術(shù)與排樁支護(hù)技術(shù)相結(jié)合的特殊施工方法。該技術(shù)是以含水地層凍結(jié)形成凍土墻來(lái)形成隔斷含水底層和地下水的封水結(jié)構(gòu),以基內(nèi)排樁支撐系統(tǒng)來(lái)形成抗水土嚴(yán)厲的受力結(jié)構(gòu),從而一個(gè)具有長(zhǎng)、寬、深的三維空間結(jié)構(gòu),以滿足大基坑圍護(hù)的要求[3]。
人工冰結(jié)法因具有適應(yīng)性強(qiáng),綠色環(huán)保,保護(hù)地下水資源等優(yōu)勢(shì),越來(lái)越多地被應(yīng)用在深基坑支護(hù)工程中,基坑越深、開挖體積越大,凍結(jié)法施工越具優(yōu)越性。施工順序?yàn)?用鉆孔灌注沿著基坑四周打出一排灌注樁-用現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁把排樁頂端固定形成支撐結(jié)構(gòu)體系-在排樁外側(cè)設(shè)計(jì)一排凍結(jié)孔-在凍結(jié)孔外側(cè)中心位置布設(shè)多個(gè)卸壓孔-利用人工凍結(jié)技術(shù)形成凍土墻,與排樁支撐結(jié)構(gòu)體系一起形成臨時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)-進(jìn)行基坑開挖工作。
除了上述四種常見的基坑支護(hù)技術(shù),還有WSP技術(shù)、CRM技術(shù)、TRUST技術(shù)、制地下連續(xù)墻技術(shù)、排樁支護(hù)逆作法技術(shù)、緊鄰建筑物“零占位”基坑支護(hù)技術(shù),由于文章篇幅所限,不一一詳細(xì)敘述。建設(shè)單位要結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)、水文條件,集合自身工程機(jī)械設(shè)備和技術(shù)能力,以及工程規(guī)模大小,工程成本預(yù)算支出等各方面的因素,選取最復(fù)合天時(shí)地利人和的深基坑支護(hù)技術(shù)。
3、 深基坑支護(hù)技術(shù)工藝施工設(shè)計(jì)應(yīng)用需要注意的要素
3.1 、做到安全性、技術(shù)性與成本控制的平衡
深基坑支護(hù)技術(shù)是一項(xiàng)復(fù)雜的工程系統(tǒng),現(xiàn)場(chǎng)人員的調(diào)配、設(shè)備的運(yùn)行、物資的分配都需要有一套可行性方案來(lái)進(jìn)行有計(jì)劃的指導(dǎo),除此之外工程也面臨著施工現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)環(huán)境、周圍客觀環(huán)境不可控、突發(fā)性因素的影響,會(huì)給項(xiàng)目進(jìn)展帶來(lái)一定的沖擊,這就需要具備專業(yè)素質(zhì)強(qiáng),管理經(jīng)驗(yàn)豐富的領(lǐng)導(dǎo)層,將整個(gè)項(xiàng)目控制在低成本、高安全系數(shù)和用技術(shù)提高施工效率的可控狀態(tài)下,方能確保項(xiàng)目的社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益的統(tǒng)一。
3.2 、施工中要遵循相應(yīng)原則
深基坑支護(hù)技術(shù)的主要目的就是為了保障在土方開挖過程中保證施工的安全,工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。基坑在挖掘過程中由于會(huì)對(duì)原狀土進(jìn)行破壞,從新用人工物資材料構(gòu)建新的力的平衡狀態(tài),在這個(gè)過程中就伴隨著安全事故風(fēng)險(xiǎn)。因此,基坑開挖前的方案設(shè)定一定要遵循土方開挖分層進(jìn)行,先撐后挖,開槽支撐,禁止超挖的原則(見圖3)。在開挖前的基坑支護(hù)技術(shù)的選擇關(guān)系著施工的安全性和可靠性,對(duì)足夠支撐到項(xiàng)目完成具有關(guān)鍵性的作用。所以,深基坑支護(hù)技術(shù)要結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際建筑需要,特別是要注重開挖深度的問題,按照國(guó)家規(guī)范標(biāo)準(zhǔn),來(lái)設(shè)置對(duì)應(yīng)的擋土、擋水、支撐系統(tǒng),從而讓現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境和條件在合理的計(jì)劃和有效的管理下按照既定的目標(biāo)執(zhí)行。
3.3 、對(duì)施工環(huán)境進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)測(cè)
深基坑的施工過程無(wú)時(shí)無(wú)刻不在對(duì)周邊的環(huán)境產(chǎn)生影響,尤其是氣候、地質(zhì)等客觀因素,稍有變化,便會(huì)對(duì)工程設(shè)計(jì)施工帶來(lái)未知的風(fēng)險(xiǎn)。因此,要在工程實(shí)施過程中,在基坑周圍建筑物上設(shè)置多個(gè)觀測(cè)點(diǎn),在工程開工前、施工中,竣工后,都要堅(jiān)持定時(shí)觀測(cè),以防觀測(cè)值出現(xiàn)異常,一旦出現(xiàn)就要進(jìn)行緊急應(yīng)對(duì)和解決。這樣,才能確�；庸こ痰馁|(zhì)量的穩(wěn)定性,以及對(duì)周邊環(huán)境具體的影響,已做好相應(yīng)的補(bǔ)救措施。
圖3 土方分層開發(fā)示意圖
4、 結(jié)語(yǔ)
當(dāng)前可用作深基坑支護(hù)技術(shù)工藝的方法選擇具有多樣化,在實(shí)際工作中,要理論聯(lián)系實(shí)際來(lái)進(jìn)行合理的運(yùn)用。建設(shè)單位也要加強(qiáng)人才隊(duì)伍的建設(shè),管理水平的提升和施工技術(shù)設(shè)備的迭代升級(jí),方能在硬件和軟件兩方面都能夠應(yīng)對(duì)深基坑支護(hù)技術(shù)帶來(lái)的各種施工挑戰(zhàn),從生產(chǎn)效率,安全風(fēng)險(xiǎn)管控來(lái)實(shí)現(xiàn)我國(guó)社會(huì)生產(chǎn)水平的提升。
參考文獻(xiàn)
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