許井順
(商洛華龍房地產開發有限公司,陜西 商洛 726000)
深基坑工程坑中坑指的是在進行基礎施工作業過程中,基坑地板在電梯井、承臺以及集水井等上部結構的荷載作用下而出現的局部深落區域。坑中坑的支護形式多種多樣,施工單位的施工人員可以依據實際項目建設情況,對坑中坑支護形式進行選用。與此同時,如果坑中坑支護形式選用的不合理,就可能給工程項目的后期施工作業帶來負面影響和安全隱患,因此,深基坑的坑中坑支護問題分析具有重要的工程實際意義。本文對某深基坑工程坑中坑支護施工問題進行探討,并提出了幾點針對性建議。
該工程項目位于某城市市區之中,項目底板的標高為5.5m。現階段,該項目正處于前期土方開挖時期,其標高約為6.3m-7.2m,該工程項目中存在著坑中坑,坑中坑位于外基坑支護的西南角,其深度約為4.3m-6.4m,基坑的底端持力層結構為全風化的花崗巖,其南側同西側同原始基坑之間的間距約為12.0m。
1)水文條件:該坑中坑項目地區所在地的地下水,主要作用為填補和賦存中砂空隙、殘積砂質黏性土以及填土的孔隙和裂隙。這一類地下水條件可以反映出,該項目所在地的原始土壤以粘性土為主,其滲透性能一般,屬于弱透水層。因此,這樣的水文條件給坑中坑的支護施工作業提出了新的挑戰,選擇合理的坑中坑支護形式顯得尤為重要。2)地質條件:該項目整處于土方開挖階段,坑中坑的底部持力層為全風化的花崗巖結構。初始的巖體結構特征十分明顯,其韌性較差、干強度較低,在對其進行采樣和實際測定以后,發現其標準貫入基數小于30次擊實,和中等壓縮性土的力學特征近似。其整體風化程度自上而下逐漸遞減,力學強度較高,標準貫入基數不斷遞增。但遇水容易發生崩解,從而帶來強度的迅速損失。
該項目建設過程中,由于坑中坑現階段正處于土方開挖時期,所以在初始設計圖紙之中未進行坑中坑結構的考慮,在初始施工設計方案的制定過程中,采用了土釘墻和管井降水聯合法進行基坑支護。土釘墻和管井降水的基坑支護形式,具有阻水能力優異、施工周期短以及建設成本低廉的顯著優點,因此同其他常見的基坑支護形式相比,可以有效縮短基坑支護工程的施工周期和建設成本,從而有效的提升建設效益。但是土釘墻和管井降水支護法也存在著一些不足,即在地質條件不佳的場地條件下難以發揮較好的支護效果。在正式施工作業進行之前,已經在項目周圍設置了3-4個直徑為360mm左右的管井進行排水,其單井日排水量約為200-220t。坑中坑取土施工,以45°放坡,然后以C20規格的混凝土進行厚度為60mm的噴射。
原始設計施工方案在實際施工過程中出現了一系列的施工質量問題。首先,放坡坡底的殘積砂質粘性土在水力沖刷作用下出現了一定量的流失,并且隨著流失量的不斷增加,有可能在工程樁之間形成一定尺寸的孔洞。其次,排水管井的設置妨礙了其他施工機具的正常施工作業,因此為了滿足施工機具的正常施工要求,將部分管井進行了提前拆除,因此使基坑內部的排水能力突降,從而在坑內存在著一定深度的積水。同時,伴隨著一定量的土體崩塌現象出現,混凝土澆筑作業已經完成的地下室部分墊板結構出現了裂縫,從而坡體穩定性進一步下降。基于此類情況,施工作業推進暫時停止,為了解決施工過程中的各類問題,施工單位決定對基坑的支護形式進行重新考慮,并重新回填土進行壓實。
通過對初始設計施工方案的問題分析,我們可以得知,初始基坑支護形式的選用存在一定缺陷。該項目的坑中坑區域主要土質組成為厚度均勻不一和分布范圍廣泛的殘積砂質黏性土,這一類土質雖然透水性同一般的土質相比并不強,但是其局部張性裂隙發育,水量豐富的可能性十分大。因此,充分考慮本次工程項目的水文地質條件以及初始施工方案帶來的問題后,本文建議從型鋼樁加鋼對撐圍護、鋼板樁鋼對撐支護以及灌注樁加鋼對撐支護這三種坑中坑支護方案中進行合理的選用。首先,型鋼樁加鋼對撐圍護形式自適應能力較強,對于大多數工況有較好的支護效果,施工周期短,不易受到全風化花崗巖地質條件的影響。其次,鋼板樁鋼架對撐圍護止水作用較好,但對于所應用地區的地質條件和水文條件有一定的要求,施工周期也較短,故不宜選用。灌注樁加鋼對撐支護的穩定性和可靠性十分強,但是施工周期較長,同時建設成本較高,因此應當考慮建設成本選用。綜上,本次坑中坑支護選用型鋼樁加鋼對撐圍護。
1)施工設備選用:施工設備的選用是支護前期準備工作的重要一環,現場施工人員應當充分結合現場的實際工況進行施工設備的選用,從而最大程度上節約施工時間,縮短施工周期,保障項目整體建設的施工質量。在本次項目的施工機具選用中,施工單位選用了質量較輕、移動速度較快以及施工效率較高的液壓履帶式打拔機,同時液壓履帶式打拔機安全性能較高,能夠滿足施工現場全天候施工的要求。
2)放線定位:為了給型鋼樁加鋼對撐圍護留出施工作業面,以設計施工圖紙為放線依據,從結構線每側引出一定尺寸的線,線的長度控制在2.0-3.0m,放線過程力爭準確,在放出精確度較高的結構灰線之后,施工人員沿著線的方向進行打樁施工即可。與此同時,為了使樁的打入過程中始終處于同一直線之上,還應當在方向線的外側開挖一定尺寸的溝槽,從而為實際打樁施工作業創造更良好的施工條件。
3)型鋼樁體的打入施工:本次深基坑坑中坑的支護打樁施工作業中,型鋼形式選用了H型鋼,型鋼尺寸長度為12m,滿足鋼樁尺寸與該項目的施工建設要求。打樁施工中,型鋼鋼樁進場后應當布設于距離打樁機5米的范圍之內,由打樁機進行吊起并置于先前放置的結構灰線之上,同時施工人員應當對打拔機的方向進行必要的調整,此過程可以借助一定的輔助工具進行。與此同時,在進行型鋼鋼樁的儲存和運輸過程時,應當對型鋼采取一定的保護固定措施,從而避免由于運輸過程的位移和保存過程引起一定的形變,最終影響支護工程的施工質量水平。
4)型鋼樁加鋼對撐圍護支護效果:本次型鋼樁加鋼對撐圍護支護形式,是根據項目建設的實際工況以及原始設計施工方案施工過程中出現的問題而選用的,因此在實際項目建設之中,坑中坑項目應用型鋼樁加鋼對撐圍護,使坑中坑施工作業的安全性大大提升。同時根據施工單位的建設數據也可知,型鋼樁加鋼對撐圍護不但使項目建設整體施工周期縮短、施工作業成本降低,同時也取得了良好的施工效益,提升了項目建設的整體社會效益和經濟效益。
綜上所述,本文以某一工程案例中深基坑坑中坑支護形式的合理選用為案例,綜合分析了原始施工方案中存在的問題,同時討論了幾種常用的深基坑坑中坑支護形式的應用優缺點,并針對工程具體工況進行了支護形式選用,最終取得了良好效果,充分保證了施工安全、縮短了施工周期和提升了工程建設社會效益和經濟效益。