王富國
(遼寧陸海基礎工程有限公司,遼寧 大連 116000)
基坑工程是建設工程中投資多、難度大、風險大的關鍵性工程項目,是控制工程質量、安全、進度、造價的重要組成部分。合理的支護結構選擇與設計,不僅能確保工程進度和施工安全,更能節約資金,減少資源浪費。
當前我國的城鎮化建設正日益增加,對土地的利用率也在不斷的增加,兩個工程之間的距離也特別近,所以在對深基坑的邊坡支護時,必須要考慮到許多的可能影響施工的因素,在較短的時間內做出最理想的舉措。針對工程的特點制定工程的質地報告,還要與現場的勘探結果相結合,參考相關的文件。首先在施工之前,必須要對周邊的建筑類型進行有效的了解,對建筑的分布大致的了解,對地面的設施進行了解的遠遠不夠的。同時要對地下的管道的交錯及設置進行查明,在保證施工完成的條件下,還要對場地的土樣進行分析。設計相應的圖紙。對相關的技術人員,進行組織,對設計的圖紙有大致的了解。其次要對基坑的邊坡的高度、及土地的具體類型進行分析,對其安全性和經濟都要全面考慮,并且在工地的現場必須要總結地下的水層情況,然后在進行制定的步驟進行施工,通常在第一階段按照鋼管樁進行施工,其次是對該施工的土方進行挖掘、噴混凝土、錨桿。而在其中可以穿插使用的是噴錨和挖土方,而挖開的土方要嚴格按照要求進行施工,因為土方挖的多少是可以直接影響到噴錨的。在施工的過程中,如果遇到較差的土質,可以直接跳過,噴錨也是個技術活,其施工馬上在開挖的任務后,保持坑壁的原樣,減少外界影響的因素,為了保證對施工的管理,要隨時對工地的情況進行監控和對出現的問題進行處理,也要隨時對土層的土質進行監控,對出現的變化進行有效的處理。
基坑支護結構的選擇是否合理,考慮的因素是否全面,對基坑支護工程起到決定性作用。基坑支護圍護及撐錨方法較多,每一種方法都有其獨特的優點,有的速度快,有的經濟,有的噪音小,有的用電量小等,可結合現場具體的情況來確定。
1)工程用地紅線圖,建筑平面布置總圖以及相鄰建筑物的平、立、剖面和基礎圖等;基坑的尺寸,基坑場地的形狀、深度和寬度等。基坑支護結構所受的荷載。
2)場地和邊坡的工程地質和水文地質勘察資料。
3)邊坡環境資料;對基坑支護結構施工(噪音、振動、地面污染)的要求。
4)施工技術、設備性能、施工經驗和施工條件等資料。
支護結構應根據基坑周邊環境、開挖深度、工程地質與水文地質、施工作業設備和施工季節等條件綜合考慮,做到因地制宜,因時制宜,合理設計,嚴格控制,使方案具有創造性和靈活性。
1)粘性土顆粒較細,具有一定粘聚力,強度隨含水量可能變化。在多數情況下,地下水位深,不需要采用防水、降水措施。如果場地開闊,可選擇放坡、懸臂式、樁錨式、錨拉式支護結構;如場地狹窄,可選擇排樁、地下連續墻加錨桿的支撐方案。基礎開挖后,開挖深度不大可采用懸臂式支護或土釘墻;開挖深度較大時,可考慮多層錨桿或多層支撐。假如土質情況較好,可考慮土釘或噴錨支護。土質較差,可用樁、地下連續墻加錨桿或支撐支護方案。
2)軟土具有強度低、壓縮性大、滲透性小、荷載作用變形大等特點,且周圍環境復雜,故軟土地區深基坑開挖,應注意安全。如基坑周圍場地開闊,上部采用分臺階放坡,下部采用擋土墻支護,或懸臂式、樁錨式、錨拉式支護結構;如場地狹窄,則必須采用能夠相應控制地面位移與沉降的支持結構,并且做好防水處理。基礎開挖深度均較大,可設置排樁、地下連續墻或其它支護結構加防水帷幕。較大范圍開挖時,也可采用復合式支護結構,排樁及單、多層錨桿支護結構加防水帷幕。
3)硬質地基基坑開挖一般是止水性支護結構和非止水性支護結構并行使用。因為硬質地基地層具有緊密、承載能力高和壓縮性低等特點,一般不致引起開挖面隆起、沙涌出及因降水而導致周圍地面沉降水現象發生,從設計安全性、施工可行性和造價經濟性等方面綜合考慮,在硬質地基埋藏較淺的地區,采用非止水性支護結構往往更合理。如地表與硬質土層中有一層較厚的軟土層,且地下水位較高時,則應才用止水性支護結構。
深基坑邊坡支護中常用的幾種方法有,深層攪拌水泥土圍護墻、土釘墻、排樁支護、鋼板樁、SMW工法、地下連續墻等,下面分別對其支護方法及適用性進行分析。
深層攪拌水泥土圍護墻是采用深層攪拌機就地將土和輸入的水泥漿強行攪拌,形成連續搭接的水泥土柱狀加固體擋墻。水泥土圍護墻優點,由于一般坑內無支撐,便于機械化快速挖土;具有擋土、止水的雙重功能;一般情況下較經濟;施工中無振動、無噪音、污染少、擠土輕微,因此在鬧市區內施工更顯出優越性。
土釘墻是一種邊坡穩定式的支護,其作用與被動的具備擋土作用的圍護墻不同,它是起主動嵌固作用,增加邊坡的穩定性,使基坑開挖后坡面保持穩定。采用土釘墻的一般要求,首先,土釘墻可適用于塑。不塑或堅硬的粘性土;其次,在有地下水的土層中,土釘支護應該在充分降排水的前提下采用;最后,土釘墻容易引起土體位移,采用土釘墻支護應慎重考慮,墻體變形對周圍環境的影響。
坑開挖時,對不能放坡或由于場地限制不能采用攪拌樁支護。開挖深度在6-10m左右時,即可采用排樁圍護。排樁可采用鉆孔灌注樁、人工挖孔樁、預制鋼筋混凝土板樁或鋼板樁等。
按其成孔方法不同,可分為鉆孔灌注樁,沉管灌注樁、人工挖孔和挖孔擴底灌注樁等。鉆孔灌注樁是指利用鉆孔機械鉆出樁孔。并在孔中澆筑混凝土(或先在孔中吊放鋼筋籠)而成的樁。根據工程的不同性質、地下水位情況及工程土質性質,鉆孔灌注樁有沖擊鉆成孔灌注樁、回轉鉆成孔灌注樁、潛水電鉆成孔灌注樁及鉆孔壓漿灌注樁等。
通常連續墻的厚度為 600mm、800mm、1000mm,也有厚達1200mm的。地下連續墻剛度大,止水效果好,是支護結構中最強的支護型式,適用于地質條件差和復雜,基坑深度大,周邊環境要求較高的基坑,但是造價較高,施工要求專用設備。
深基坑支護工程是近二十年來隨著城市高層建筑發展而發展的一門新的實踐工程學,涉及到工程地質、水文地質、工程結構、施工工藝和施工管理等幾門學科的綜合技術。隨著科學技術的發展和計算機的應用,在巖土工作者和工程技術人員的共同努力下,深基坑支護技術方面一定會有新的突破。
[1]石峰.深基坑邊坡支護工程技術[J].建材與裝飾(中旬刊),2008(06).
[2]楊更平,劉鐵.深基坑支護設計與施工方法的探討[J].寧波工程學院學報,2009(01).