馬 東
(中鐵十六局集團第二工程有限公司,天津 300162)
深基坑是為了滿足房建工程項目地下基礎工程施工需求而采取的施工工藝。深基坑屬于后形成的工程結構,主要是在施工區域地面開挖的大型地下結構,因此,深基坑支護屬于臨時結構,大多并不具備比較強的結構強度,容易因坍塌而出現施工安全事故,甚至造成更為嚴重的人員傷亡。因此,在房建工程項目的施工過程中,往往會對深基坑支護技術提出較高應用要求,并進行全面落實動態監測管理,確保能夠及時發現深基坑支護存在的安全隱患。
深基坑的橫向寬度以及縱向深度都比較大,很多超大型高層建筑工程項目在建設過程需要的深基坑規格更大,這就對施工區域的環境提出了比較嚴苛的要求。深基坑對于施工周圍環境要求比較高,不僅涉及到土壤結構、土質類型、地下水情況等多個方面,還涉及到周邊建筑物以及其他地下基礎工程項目的布局。很多情況下,房建工程項目的周邊都有較多已經建成的建筑物,地下也有很多電力系統、通信系統、給排水系統等領域的基礎設施。因此,在對深基坑進行開挖以及支護處理時,不僅要確保深基坑自身的結構穩定性與安全性,還需要充分考慮到施工現場的實際環境條件,確保不會對已經建成的建筑物以及其他基礎設施造成不利影響[1]。
本文就深基坑支護施工的7項技術進行分析,并介紹施工中的質量控制要點。
鋼板樁支護技術是目前房建工程領域應用比較廣泛的技術,由于其施工技術簡便、工藝簡單并且施工成本比較低,已經成為房建工程領域業內人士非常青睞的支護技術。大多情況下,鋼板樁支護技術適應于軟地層,并且基坑的深度在5m以上。鋼板樁支護技術以型鋼為主要施工材料,型鋼材料必須具備足夠高的結構強度,而且,為了提升擋土、擋水能力,防止出現坍塌情況,最好使用“梯形”的熱軋鋼型鋼材料,不允許出現形變情況。
施工過程中,施工人員先進行測量定位,確定每個型鋼材料的具體位置,然后完成定位樁的施工與固定。將大量型鋼進行連接,最終形成鋼板墻,在型鋼材料連接過程中應當采取“正反”的連接方式,即先安裝一個正向的型鋼材料,然后再緊貼安裝一個反向的型鋼材料。
如果房建工程項目的施工區域地質環境條件較為惡劣,地下環境比較復雜,則通常會選擇使用地下連續墻支護技術,這種深基坑支護技術施工速度比較快、施工噪音小,整體支護結構強度更高、穩定性更強,而且還具備突出的防水能力和防沖擊能力。從實際應用效果來看,地下連續墻支護技術非常適合砂土土壤和軟黏土類型的房建工程項目的地質類型,另外,如果地下水位相對較高,則也比較適合采取這種深基坑支護技術。
地下連續墻主要采取的是現澆鋼筋混凝土,這種工藝在當前的房建工程深基坑項目中應用最為廣泛。先完成地下連續墻槽段的施工,隨后完成鋼筋籠的下放,然后進行混凝土澆筑。地下連續墻支護技術非常適合在基坑深度達到10m的房建工程項目,也多用于施工現場地基條件比較復雜的深基坑施工項目。
這種深基坑支護技術是利用排列式的方式,形成人工挖孔樁、鉆孔灌注樁等鋼筋混凝土樁基結構,也有部分工程項目選擇使用預應力管樁。在排樁支護技術中,鋼筋混凝土是最為主要的施工材料,具有施工操作簡便,施工成本低、施工速度快等突出優勢,而且適合多種復雜條件下的地質環境,尤其是針對軟弱地基以及地下水位較高的施工區域,排樁支護技術不僅能夠擋土,還可以起到擋水效果。此外,排樁支護整體結構穩定性較高,抗沖擊、抗彎能力突出,而且在施工過程中并不會對周圍環境造成較為嚴重的負面影響,整體工期較短。通常情況下,排樁支護技術被廣泛應用于基坑深度在7m-15m的房建工程項目中,利用鋼筋混凝土構建堅固、穩定的排樁擋墻。
在排樁支護施工過程中,為了保證支護結構施工質量,必須要做好放線定位處理,嚴格控制樁孔的成型質量,尤其是樁孔的大小和垂直度。除此之外,施工人員必須要確保混凝土澆筑施工質量,加強對混凝土材料的質量監管。排樁支護結構類型較多,可以根據房建工程項目的實際需求靈活進行選擇。
水泥攪拌樁支護技術非常適合應用于軟弱地基,尤其是黏性土壤、淤泥土質的房建工程施工現場。為了增強深基坑支護結構穩定性,可以考慮使用水泥攪拌樁支護技術。水泥攪拌樁支護技術在當前的房建工程深基坑支護領域應用非常廣泛,但整體操作技術水平和工藝水平要求較高。
水泥攪拌樁支護技術是將混凝土材料作為加固劑,使用深土層攪拌機完成樁基的鉆設,一邊向土層下方鉆設,一邊向土層內部注入事先制備好的混凝土材料,然后讓混凝土材料和原有的土壤充分結合,形成新的基坑支護結構。水泥攪拌樁支護結構整體支護結構強度較高,具有擋土隔水的作用,而且施工成本較低,施工工期較短且施工效率較高。而且,在施工過程中不會對周圍環境造成不利影響,施工噪音較小。此外,如果為了進一步提升深基坑支護結構穩定性,可以考慮向混凝土材料中加入適量的粉煤灰[2]。
錨桿支護技術也是目前深基坑支護領域應用非常廣泛的技術之一,具有結構強度大、穩定性高、安全性突出等優勢,能夠顯著提升地層土壤結構整體穩定性,而且施工成本相對較低、施工速度較快。在應用深基坑錨桿支護技術時,為了確保施工質量,必須要做好施工現場的地質勘察工作,尤其確定土壤結構、土壤類型以及地下水條件。在施工過程中,需要嚴格控制鉆孔以及成孔質量,下放鋼筋時還需要做好鋼筋與注漿管的綁扎,確保鋼筋長度合理。在注漿過程中需要采取多次注漿施工工藝,嚴格控制每次注漿時的注漿量以及注漿壓力。此外,還需要做好錨桿的防腐、防銹蝕處理,避免由于過度腐蝕而降低支護結構穩定性。
復合式土釘墻支護技術也是目前房建工程領域應用非常廣泛的深基坑支護技術,尤其適合基坑深度在7-15m的房建施工項目。復合式土釘墻支護技術應用范圍非常廣泛,很多土壤類型屬于黏性土和人工填土的房建工程深基坑,都適合運用這種深基坑支護技術,不僅整體結構穩定性比較高、承載力和抗沖擊能力較強,而且施工效率較高,施工工藝簡便,對施工現場的周圍環境影響較小。
在施工過程中,需要在原有的土壤上安裝大量土釘,然后鋪裝一層鋼絲網,最后再噴射一層混凝土材料,這樣便能夠形成比較穩固的支護結構。為了確保支護結構強度符合施工標準,需要做好土釘的裝設,必要時可以考慮加裝鋼筋提高穩定性和結構強度。在鉆孔時應當嚴格控制鉆孔位置以及鉆孔深度,并且設計好錨索的鎖定力。在噴射混凝土時,應當采取分段噴射的施工工藝,通常情況下會選擇由下而上的噴射順序。此外,還需要做好混凝土材料的質量控制,必要時可以在混凝土中加入適量的速凝劑,從而縮短混凝土面的凝固時間。在混凝土面凝固后要及時對其進行養護處理,確保支護結構具備較高穩定性和承載力[3]。
旋噴樁墻支護技術非常適合應用在軟弱地基的深基坑支護項目中,比如,淤泥、淤泥質土、粉土、砂土等土壤類型。這種深基坑支護技術具有安全性高、穩定性好、承載力強等突出優勢,在新時期的房建工程項目中得到了廣泛應用。
在施工過程中使用鉆機將注漿管帶入到土壤深處,然后使用高壓泵將事先制備好的混凝土材料注入到鉆孔深處,完成對土壤整體結構的穩定和加固處理,使混凝土材料和原有土壤形成新的加固結構。這種深基坑支護技術能夠在地下形成一道止水帷幕。為了確保施工質量,必須要做好孔洞鉆設的質量管理,確保孔洞鉆設位置以及規格符合工程項目的質量標準。在注漿前需要檢查漿液材料質量,確保水灰比的合理性,做好進漿比重以及回漿比重的管理。在旋轉之前需要確認噴射管的連接穩定性,嚴格控制提升速度以及旋轉噴射速度。如果出現了冒漿情況,則需要對冒漿的原因進行分析,并采取相應的處理措施。此外,在施工過程中需要嚴格控制垂直度、壓力、注漿量以及轉速等施工工藝參數[4]。
在開展深基坑支護項目的施工之前,必須要做好施工工藝設計,并且制定科學完善的施工流程。設計人員需要親自到房建工程項目的現場,對地質類型、地質結構、地下水條件等方面進行確認,并結合工程項目的實際情況,選擇最為合適的深基坑支護技術,避免由于深基坑支護技術選擇不合理而產生施工安全事故。此外,施工單位應當做好施工流程的設計與管理,一方面保證深基坑施工質量,另一方面有助于保證施工工期不受影響。
為了確保深基坑支護施工質量,必須要在施工全過程進行質量監管,避免在某個施工環節或者隱蔽性工程項目中,出現不必要的質量問題或者安全隱患。為此,施工單位應當加強對各個施工環節的質量監管,及時處理暴露出來的施工質量問題,這樣一方面能夠確保深基坑支護結構發揮出應有的作用,另一方面能夠避免出現施工安全事故。除此之外,施工企業還需要加強對支護結構變化的監測,一旦發現支護結構的實際參數與設計方案出現了偏差,則應當及時對其進行調整。為了避免出現質量問題和安全問題,在施工過程中需要保護好周邊土壤環境,尤其及時封堵水源,防止地表水和地下水流入深基坑[5]。
深基坑支護作為房建工程項目中的重要組成部分,必須要對其施工質量管理有比較高的關注度,尤其要根據房建工程項目特點,結合施工現場的地質環境和土壤結構,選擇最合適的深基坑支護技術。為了保證深基坑支護技術的應用效果,無論選擇哪種深基坑支護技術類型,都要嚴格按照施工技術和施工工藝流程進行操作,做好施工材料的質量管理。另外,為了進一步提升深基坑支護技術的應用效果,還應當在現有技術的基礎上,不斷開發和優化創新出新的支護技術,進而推動深基坑支護技術的優質發展。