試論建筑工程基坑支護(hù)型式與施工質(zhì)量控制

陳增松

在現(xiàn)代社會(huì)中,城市的高層建筑發(fā)展的速度越來(lái)越快,而高層建筑埋深、地下的停車場(chǎng)以及人防等都需要在高層建筑中建立地下室。不過(guò),在城市中,諸如管線、已建建筑或者是各種交通要道等構(gòu)筑物經(jīng)常把開(kāi)挖的基坑包圍了起來(lái)。所以,設(shè)計(jì)基坑的前提條件是保證周圍其他構(gòu)筑物不受損害。大多數(shù)情況下,基坑支護(hù)都不是長(zhǎng)久存在的,所以過(guò)多的投入建設(shè)會(huì)導(dǎo)致不必要的浪費(fèi),但是如果投入過(guò)少,其安全性能得不到保證。因此,要完成一個(gè)合理的基坑設(shè)計(jì)就要在保證基坑的安全的基礎(chǔ)之上,盡量投入少,取得性價(jià)比最高的基坑設(shè)計(jì)方案。

1基坑支護(hù)型式及其適用范圍

目前基坑支護(hù)型式主要有以下幾種。

(1)放坡開(kāi)挖。

基坑周邊比較開(kāi)闊、能夠?qū)Ρ容^大范圍的移動(dòng)周邊的土體、放坡條件得到滿足、沒(méi)有地下水存在開(kāi)外面以上,或者即使有也作了降水處理;這幾種情況的基坑就可以采取放坡開(kāi)挖。但是如果有水卻沒(méi)進(jìn)行降水或者是開(kāi)外面比低于地下水或有流塑土層或淤泥的基坑不適合于是用這種型式。

(2)土釘墻。

在以下環(huán)境中適用:①能在較大范圍內(nèi)移動(dòng)基坑周邊的土體;②小于12m的開(kāi)挖深度;有較好的巖土條件;③巖土進(jìn)行了止水或降水處理;④沙土、粉土、粉質(zhì)粘土或粘土處于地下水位之上。在以下環(huán)境中不適用:①有地下管線、建筑物和構(gòu)筑物等位移控制很嚴(yán)格的包圍在基坑旁邊;②特殊土層:比如說(shuō)膨脹土;③均沒(méi)有做降水處理的含水沙土層以及地下水豐富的巖土層。

(3)水泥土墻。

適用范圍:小于等于7m的基坑開(kāi)挖深度;小于等于20kPa的坡頂;包含有可塑流塑粘性土、粉細(xì)砂、填土、松散中的粗砂以及粉土等的土層;不適用范圍:位移控制受到非常嚴(yán)的限制的地下管線、建筑物和構(gòu)筑物等存在于基坑的周邊;施工的地方不夠?qū)?含有豐富的有機(jī)質(zhì)的淤泥存在墻深度范圍內(nèi)。

(4)排樁支護(hù)。

懸臂式常用于8m以內(nèi)的基坑深度。樁錨有必須要滿足以下條件:①必須要在基坑的邊壁流出地下空間用于設(shè)置錨桿;②位移的控制相當(dāng)嚴(yán)的地下管線、構(gòu)筑物和建筑物存在于基坑的周邊;③需要深度開(kāi)挖的小場(chǎng)地。滿足內(nèi)撐的條件是:在基坑周邊、周邊環(huán)境以及場(chǎng)地都不能進(jìn)行施工錨桿。人工挖孔樁和鉆孔樁是排樁的兩大樁型。

(5)地下連續(xù)墻。

適用范圍:①基坑支護(hù)工程的周邊環(huán)境相當(dāng)?shù)膹?fù)雜;②支護(hù)工程的土層非常復(fù)雜或者是止水要求相當(dāng)嚴(yán)格。不適用范圍:位移控制相當(dāng)嚴(yán)的地下管線、構(gòu)筑物和建筑物存在于基坑周邊的情況。尤其注意的是,在聯(lián)合使用錨桿和地下連續(xù)墻的時(shí)候不能在基坑周邊進(jìn)行施工錨桿,只能在土質(zhì)較差的軟土層或者是淤泥中對(duì)錨固段進(jìn)行錨固。

(6)半逆作法或逆作法。

這種方法一般用于有嚴(yán)格要求的周邊變形。該方法的特點(diǎn)是:不用單獨(dú)做支撐,支撐體系是樓板并且剛度大,一般支護(hù)結(jié)構(gòu)有很小的水平位移,擋土結(jié)構(gòu)是連續(xù)墻。牛做法是指,在施工中,下部土方和上部結(jié)構(gòu)同時(shí)進(jìn)行。而在上部結(jié)構(gòu)的可懸臂范圍之內(nèi),可以先懸臂對(duì)一層或一部分進(jìn)行明挖,接下來(lái)再逆作,這就是半逆作法。

(7)復(fù)合型:為節(jié)省造價(jià),垂直支護(hù)的頂部可放坡1m～2m,當(dāng)基坑周邊地質(zhì)條件不同時(shí),周邊不同的地段也可采用不同的支護(hù)型式。

(8)拱圈墻和逆作墻:逆作墻為現(xiàn)澆連續(xù)墻,采用分層分塊垂直開(kāi)挖,利用垂直開(kāi)挖的土坡作內(nèi)模,外側(cè)作模板,中間現(xiàn)澆連續(xù)墻,對(duì)澆好的連續(xù)墻設(shè)置支撐,然后做下一層的施工。當(dāng)連續(xù)墻為一拱形結(jié)構(gòu)時(shí),可利用其拱的空間效應(yīng),減少支撐。這種支護(hù)方式一般在土質(zhì)較好,能直立開(kāi)挖的場(chǎng)地。對(duì)于軟土和砂土的場(chǎng)地一般不宜直接開(kāi)挖,要預(yù)先設(shè)置臨時(shí)支護(hù)才能進(jìn)行垂直開(kāi)挖。

(9)鋼板樁:鋼板樁一般其抗彎剛度小,變形大,施工快,一般需要加支撐。鋼板樁一般較適用于小規(guī)模、對(duì)變形要求不高或土質(zhì)較松軟的基坑工程,如市政的管溝等。

(10)支撐體系:支撐的選擇根據(jù)地質(zhì)條件而定,如上海軟土較多,缺乏錨固的巖土體,主要以撐為主。而廣州一些土質(zhì)較好或巖層埋深較淺的場(chǎng)地則采用錨桿。撐和錨各有優(yōu)點(diǎn),撐一般影響施工空間,而錨桿則方便土方的大開(kāi)挖,但錨桿通常入侵紅線以外的場(chǎng)地。支撐體系一般有型鋼或鋼管、混凝土梁支撐、錨桿支撐,或支撐與錨桿結(jié)合,如在基坑邊中部用錨桿,角部用角撐。

2施工質(zhì)量控制

要想設(shè)計(jì)出因地制宜的實(shí)施辦法和支護(hù)結(jié)構(gòu)方案,只能讓基坑支護(hù)工程把周圍環(huán)境情況與擬建場(chǎng)地的土質(zhì)相結(jié)合才能實(shí)現(xiàn)。管理并改善一下幾個(gè)方面可以避免發(fā)生事故。

(1)施工質(zhì)量問(wèn)題。

在施工的時(shí)候,在搞清楚設(shè)計(jì)意圖的情況下,對(duì)施工方案進(jìn)行嚴(yán)格審查。要清楚環(huán)境因素和地質(zhì)情況。要嚴(yán)格控制鋼筋籠制作、成孔質(zhì)量和圍護(hù)樁樁位。為便于讓樁體長(zhǎng)度滿足設(shè)計(jì)要求,不予在樁架上做好旋噴樁機(jī)和水泥攪拌樁機(jī)的高度標(biāo)志。對(duì)各個(gè)處于旋噴樁和攪拌樁之上的計(jì)量?jī)x表上壓力值進(jìn)行查看,對(duì)每米進(jìn)深水泥摻量、總用量和單樁用量進(jìn)行控制,讓樁的質(zhì)量得到保證。

(2)超挖問(wèn)題。

在基坑施工過(guò)程中,一定要避免超挖。在工程施工時(shí)要做到:不支護(hù)不開(kāi)挖,開(kāi)槽支撐、分層開(kāi)挖、先撐后挖以及嚴(yán)禁超挖。否則就會(huì)引起事故或險(xiǎn)情發(fā)生。把“限時(shí)、分塊分層、對(duì)稱和平衡”作為基坑開(kāi)挖的原則。開(kāi)挖時(shí)禁止出現(xiàn)一下情況:挖土機(jī)械在樁頂碾壓,碰撞機(jī)身、行走在支撐中。應(yīng)該做到:完成樁頂標(biāo)高的復(fù)核后立即截樁;為讓坑內(nèi)的施工條件良好,需提前兩周對(duì)坑內(nèi)降水處理;對(duì)諸如水位觀察孔的布點(diǎn)、深度、成孔的數(shù)量和質(zhì)量等深井打設(shè)質(zhì)量進(jìn)行檢查;在填土層護(hù)樁之間進(jìn)行堵水以確?；又胁粫?huì)滲入地表水。

(3)監(jiān)測(cè)方面。

設(shè)計(jì)理論的發(fā)展與正確性檢驗(yàn)的重要依據(jù)就是監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)主要有以下幾點(diǎn):①在基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)上作用的主(被)動(dòng)壓力;②基坑坑底降起;③來(lái)自于坑壁的土體所發(fā)生的變形;④地下水的變化;⑤孔隙水的壓力。在監(jiān)測(cè)支護(hù)結(jié)構(gòu)由于其他荷載而產(chǎn)生的位移和內(nèi)力以及土壓力時(shí),監(jiān)測(cè)方法和監(jiān)測(cè)內(nèi)容隨著支護(hù)結(jié)構(gòu)型式的差異而不同:監(jiān)測(cè)板樁和地下墻時(shí),主要監(jiān)測(cè)灌注樁和地下墻的應(yīng)變、應(yīng)力,支護(hù)結(jié)構(gòu)發(fā)生的變形,砼的應(yīng)力應(yīng)變,錨桿或支撐的變形及內(nèi)力。在施工時(shí),周邊環(huán)境由于處于城市密集區(qū)的基坑很多的緣故要受到影響,因此應(yīng)該嚴(yán)密監(jiān)測(cè)場(chǎng)地周圍環(huán)境。

3結(jié)語(yǔ)

設(shè)計(jì)、施工和監(jiān)測(cè)是基坑工程的不可分割的三個(gè)方面。根據(jù)工程特點(diǎn),設(shè)計(jì)方設(shè)計(jì)出的因地制宜的支護(hù)方案應(yīng)該考慮到合理的支出與基坑及周邊環(huán)境的安全兩方面。根據(jù)本工程在環(huán)境、水文、地質(zhì)等特點(diǎn),施工方應(yīng)該設(shè)計(jì)出詳細(xì)合理的施工方案,要在對(duì)設(shè)計(jì)意圖充分了解的基礎(chǔ)上制定出相應(yīng)的應(yīng)急措施,最大限度降低風(fēng)險(xiǎn)。檢測(cè)方不既有完善的監(jiān)測(cè)方案,還要對(duì)設(shè)計(jì)和施工中的不足和缺陷及時(shí)發(fā)現(xiàn)。三個(gè)相互配合,積極調(diào)整施工的進(jìn)度和步驟,避免出現(xiàn)嚴(yán)重后果。

參考文獻(xiàn)

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