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摘要:為了提升城市復雜環(huán)境條件下深基坑施工質(zhì)量水平,要結(jié)合施工技術(shù)要點落實精細化施工操作,全面分析城市復雜地質(zhì)情況,按照地質(zhì)勘察分析、技術(shù)交底等流程提高施工技術(shù)統(tǒng)籌效果,從而優(yōu)化工程施工整體質(zhì)量。本文簡要介紹了城市深基坑施工技術(shù)要點,并結(jié)合案例對具體工程施工技術(shù)方案展開討論。
關鍵詞:城市復雜環(huán)境;深基坑施工;工程方案
伴隨著城市建設進程的不斷推進,深基坑施工項目的質(zhì)量水平受到了更多的關注,要充分了解城市復雜地質(zhì)環(huán)境特點,匹配精細化水平較好的施工流程,打造安全、科學、可靠的施工方案,促進工程可持續(xù)發(fā)展。
1城市深基坑施工技術(shù)要點
第一,深基坑工程施工前,要充分了解城市復雜地質(zhì)形態(tài),明確基坑周邊地表水、地下水等基礎情況,并且了解排放方式等,有效結(jié)合實際情況落實更加精準的控制方案,落實“預防為主”的管理原則,維持基坑施工的綜合安全水平。第二,要了解基坑周邊建筑物的基礎型和埋深參數(shù)、上部結(jié)構(gòu)情況等,從而明確基坑施工的要點,保證基坑施工不會對周圍環(huán)境以及建筑物的使用安全產(chǎn)生影響。第三,要結(jié)合實際勘測信息和數(shù)據(jù)進行施工方案的編制工作,保證施工方案的細節(jié)更加明確和清晰,并且制訂切實有效的管理流程,針對可能存在的問題予以預估,制訂相應的處理對策,從而維持整體應用控制的規(guī)范效果。第四,若是降水環(huán)境施工,則需要選取1~2個具有代表性的井進行抽水試驗分析,校準水文地質(zhì)參數(shù),并且保證降水井施工效果滿足規(guī)范要求。第五,要嚴格控制基坑土方開挖量,避免超挖等問題對工程工況產(chǎn)生的影響。
2城市復雜環(huán)境條件下深基坑工程方案
在城市深基坑工程施工項目方案確定過程中,要充分結(jié)合城市地下復雜的環(huán)境特點,落實更加科學合理的工程方案,從而維持施工規(guī)范性和科學性,最大程度上實現(xiàn)工程項目綜合管理的目標,實現(xiàn)經(jīng)濟效益和社會效益的和諧統(tǒng)一。
2.1工程案例
本文以天津某工程項目為例,工程項目占地面積為5679m2,建筑26層,總建筑高度為94.7m,結(jié)合工程項目詳細的勘察結(jié)果可知,工程項目場地內(nèi)地層分別為“粉質(zhì)粘土、粉土、粘土、雜填土”,結(jié)合鉆探揭露的情況,場地內(nèi)的土層具體情況見表1。
2.2工程難點
依據(jù)工程項目的實際情況,確定基坑位置的周長是540m,平均開挖深度15.75m,最大開挖深度為19.7m,并且,土層滲透系數(shù)較小,土層中粉砂層占比較大,對基坑降水和開挖會產(chǎn)生相應的影響。依據(jù)基坑周邊情況確定支護方案,采取灌注樁、水泥攪拌樁止水帷幕和地連墻等綜合方式完成支護處理。與此同時,結(jié)合工程項目不同區(qū)段的情況以及地上結(jié)構(gòu)特點、荷載參數(shù),完成不同直徑、不同配筋以及不同高度支護樁的處理,從而最大程度上維持應用效果。
2.2.1初步方案設計
第一,支護樁結(jié)構(gòu)的頂部設置了連續(xù)冠梁結(jié)構(gòu),冠梁的高度維持在800mm左右,對應的寬度和支護樁樁徑尺寸一致,長度則是沿著基坑周長延續(xù),約為540m,確保連續(xù)冠梁和支護樁結(jié)構(gòu)在平面排架共同作用下維持一致。第二,邊坡位置利用的是80mm厚C20噴射混凝土,作為整體結(jié)構(gòu)的擋土板予以覆蓋。第三,結(jié)合工程特征和土質(zhì)情況,止水帷幕采取的是水泥攪拌樁圍基槽一圈形成封閉狀模式,樁徑為700mm,并且在基槽的東側(cè)、西側(cè)和北側(cè)分別設置單排水泥攪拌樁。支護結(jié)構(gòu)則采取單排混凝土灌注樁,樁徑分別為800mm或者是1000mm,樁長設置為17.7~23.6m,利用S12抗?jié)B混凝土,有效提升防水止水效果。第四,工程預應力錨索是借助樁結(jié)構(gòu)成孔直接與錨具、鋼板連接的方式予以自護處理,預應力錨索采取的是尺寸為Ф15.2mm的預應力鋼絞線,在計算分析后,確定錨索和水平夾角為15°,支護樁錨固段的長度為3.5~5.0m。第五,地連墻質(zhì)量保障機制,槽段開挖操作開始前,要進行現(xiàn)澆混凝土導墻處理,深度設置為2m,導墻位置彈出地界線,并且設定中線控制點、標高控制點,以保證鋼筋籠位置的合理性,挖槽處理要隨時進行檢測,減少超挖等問題。并且,槽段開挖工作后要進行槽底的清理,置換泥漿,保證泥漿比重<1.2,沉淀物淤積厚度<200mm,鋼筋籠槽段的接縫位置要采取“E”型止水鋼板,維持焊縫的嚴密性,避免漏水問題。
2.2.2復雜地質(zhì)環(huán)境
第一,因為工程項目位于商務核心區(qū),地塊組成較多,規(guī)劃中區(qū)內(nèi)市政中環(huán)地下交通環(huán)廊種類較多,加之各個地塊預留分車道和支管廊較多,這就使得地下環(huán)廊對基坑施工產(chǎn)生了一定程度上的影響。另外,環(huán)廊設計地下為2層,一層為停車場,一層為管線鋪設層,設計埋深為8.0~12.5m。第二,對于整個工程項目而言,環(huán)廊結(jié)構(gòu)在基坑北半環(huán)位置,結(jié)構(gòu)距離本基坑設計支護樁2.4m,因為環(huán)廊結(jié)構(gòu)是在基坑施工項目開始前落實,因此,施工地下結(jié)構(gòu)操作中采取的是放坡開挖的模式,因為周邊地塊還處于未動工的狀態(tài),使得基坑放坡參數(shù)并沒有非常明確,多數(shù)基坑放坡上口線都在本地塊的紅線范圍內(nèi),甚至侵入設計基坑邊線2~3m。依據(jù)當?shù)匕踩O(jiān)督部門的相關標準,若是兩側(cè)均具有基坑施工環(huán)境,則支護系統(tǒng)后方要避免三角形小段土方影響整體工程質(zhì)量,減少垮塌造成的安全意外和事故。結(jié)合現(xiàn)場環(huán)廊基坑結(jié)構(gòu)放坡狀態(tài)可知,原設計結(jié)構(gòu)要結(jié)合現(xiàn)場情況進行實時性調(diào)控,結(jié)合回填時間對其進行設計整改,從而針對可暫不回填的結(jié)構(gòu)予以施工支護樁處理,維持回填標高調(diào)整效果。需要注意的是,回填土是松軟且不密實的土質(zhì)結(jié)構(gòu),這就使得支護樁成孔處理和操作過程受限,甚至會出現(xiàn)塌孔等安全事故。所以,要結(jié)合不同的回填區(qū)域深度利用鋼護筒輔助的方式完成機械成孔,并且利用16mm厚鋼板制作模式,護筒內(nèi)徑達到D+200mm以上,D表示設計樁徑,護筒高度要結(jié)合回填區(qū)厚度予以設計處理,保證回填土厚度護筒高度在2~5m之間。第三,環(huán)廊結(jié)構(gòu)設計中主要結(jié)構(gòu)是支管廊,預留的分車道以及疏散通道等,作為環(huán)廊結(jié)構(gòu)的末端,會進入到地下室外墻。也使得支護結(jié)構(gòu)修筑空間較小,最窄的位置凈距甚至低于1.2m。因此,原有設計方案中設計的1.2m直徑樁無法落實有效施工,需要借助增加配筋的方式設置預應力錨索,有效補償樁徑的損失,從而確保整體設計效果的合理性。除此之外,要保證整體施工的合理性就要適當減少樁徑尺寸,借助配筋增加的方式維持預應力錨索補償樁徑損失的方案,要想維持成孔機械的施工作業(yè)面,就要對地下室外墻進行單邊支模施工處理,最大程度上維持應用效果。第四,施工區(qū)域外墻防水是在外墻施工支護結(jié)構(gòu)施工后,結(jié)合支護樁和分車道接駁口進行支護處理,維持支護樁的應用效果。
2.3解決方案
在全面分析施工現(xiàn)場實際情況后,結(jié)合相鄰深基坑情況進行對應的處理,維持整體施工效果,確保綜合施工效率的最優(yōu)化。本地塊東側(cè)是環(huán)廊出地面車道,車道中心線設定為紅線,車道的東側(cè)設定為15m深基坑,因此,在施工工程項目操作開始前,要對基坑地下室底板施工情況進行匯總,確保基坑支護結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)間距16~17.5m之間,依據(jù)支護體系進行排樁加錨拉噴錨支護處理,維持整體應用效果。與此同時,預應力錨索是樁間錨固控制模式,借助工字鋼腰梁錨拉支護樁進行處理,因此距離較近,保證基坑預應力錨索支護線應用控制的合理性。第一,支護樁成孔區(qū)域和土方開挖過程,要確保預應力錨索的穩(wěn)定性和安全性,并且維持側(cè)支護體系的安全效果。本側(cè)錨索長度若是超出對側(cè)基坑線長度,在錨索成孔后要避免打穿對側(cè)支護造成支護體系損害無法注漿。第二,施工操作開始前,施工人員要對側(cè)支護體系進行綜合分析和細節(jié)管理,調(diào)控本側(cè)支護體系的具體結(jié)構(gòu),并且避免相鄰基坑之間施工產(chǎn)生的影響,維持施工的安全性。基于此,施工部門要與基坑設計單位等進行技術(shù)交底,精確分析圖紙中相關信息,并且完成放樣分析管理工作。經(jīng)過放樣分析后可知,本側(cè)錨索設計長度為19m,傾斜15°后可滿足側(cè)支護樁內(nèi)側(cè)應用要求,要想避免穿孔問題對整體施工產(chǎn)生的影響,決定在支護樁樁間設置結(jié)構(gòu),及時分析側(cè)基坑情況,一旦出現(xiàn)異常立刻停止。
2.4后續(xù)跟蹤
因為工程項目處于特殊環(huán)境條件下,因此,在施工結(jié)束后要聘請第三方單位進行變形監(jiān)測,結(jié)合監(jiān)測方案、動態(tài)數(shù)據(jù)以及監(jiān)測報告等匯總,以保證業(yè)主、設計方以及施工方能全面控制安全操作流程,確保支護結(jié)構(gòu)應用效果滿足整體設計方案。最后認定,支護結(jié)構(gòu)頂部最大水平位置要控制在0.3%H以下,H表示的是相應開挖深度,且數(shù)值若是超出標準,就要配合對應的加固處理工序。另外,周邊相鄰基坑關系設計要滿足標準(見圖2),將相關數(shù)值控制在允許范圍內(nèi)。以下為控制數(shù)值和報警數(shù)值:(1)基坑支護樁水平位置累積數(shù)值30mm、速率為2mm/d;(2)基坑支護樁豎直位移累積數(shù)值為30mm、速率為2mm/d;(3)建筑物垂直位移累積數(shù)值為30mm,速率為2mm/d。除此之外,要對基坑平面位移、周邊建筑物基坑開挖前觀測等基準點予以控制,維持合理可控的監(jiān)測頻率,最大程度上提高整體施工效率,保證施工質(zhì)量滿足預期。
3結(jié)語
總之,城市復雜地質(zhì)環(huán)境會對工程項目整體過程產(chǎn)生影響,要想提升工程質(zhì)量水平,就要明確工程技術(shù)要點,充分結(jié)合工程基坑實際施工環(huán)境和條件,落實更加科學的協(xié)調(diào)機制,保證各部門都能按照變更要求展開相應工作,提高基坑工程施工質(zhì)量和安全,為建筑工程可持續(xù)進步奠定堅實基礎。
作者:穆鳳麟 單位:天津市住房和城鄉(xiāng)建設綜合行政執(zhí)法總隊