市政深基坑工程施工技術(shù)

陳儀生

中鐵十二局集團(tuán)第七工程有限公司 湖南 長沙 410004

目前，各個(gè)城市都在積極完善市政基礎(chǔ)設(shè)施，面向群眾提供更為優(yōu)質(zhì)的市政服務(wù)。從推進(jìn)市政工程建設(shè)的角度分析，必須要做好安全與質(zhì)量的控制，實(shí)現(xiàn)工程的社會(huì)價(jià)值。由于建造需求和環(huán)境條件等因素的影響，常需要進(jìn)行深基坑工程施工，工程面臨很多安全挑戰(zhàn)與風(fēng)險(xiǎn)，做好深基坑施工技術(shù)應(yīng)用研究，創(chuàng)新深基坑施工技術(shù)的應(yīng)用方法和管控措施，具有重要意義。

1 深基坑施工管理要求

市政深基坑工程施工管理，關(guān)鍵點(diǎn)為質(zhì)量與安全。在質(zhì)量管理方面必須要嚴(yán)格按照技術(shù)規(guī)范和要求，做好基坑挖掘和支護(hù)等施工管理，標(biāo)準(zhǔn)化開展施工作業(yè)，保障作業(yè)的質(zhì)量和效果。市政深基坑工程施工作業(yè)期間安全為控制的重點(diǎn)，必須要做好深基坑工程作業(yè)現(xiàn)場的嚴(yán)格控制，根據(jù)設(shè)計(jì)的深基坑工程施工方案開展施工，不可隨意更改深基坑工程施工方案，若由于設(shè)計(jì)或者結(jié)構(gòu)等需進(jìn)行修改，則要執(zhí)行變更程序。作業(yè)期間的天氣如何或者人員業(yè)務(wù)能力如何等因素都會(huì)影響工程施工安全，因此要制定完善的管理方案以及應(yīng)急搶險(xiǎn)預(yù)案，做好深基坑的實(shí)時(shí)化監(jiān)測，當(dāng)發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常突變的情況，則立即組織專家力量開展安全情況的研判與分析，提出應(yīng)對措施，避免產(chǎn)生安全問題或者其他問題。若發(fā)生基坑涌砂滲水、或者邊坡失穩(wěn)、或者圍護(hù)位移過大等情況，則立即停止深基坑施工作業(yè)，啟動(dòng)應(yīng)急處理預(yù)案做好相應(yīng)的處理。若發(fā)生危及人員安全的情況，必須要先組織人員撤離現(xiàn)場，并且按照要求組織開展應(yīng)急救援。

2 基于實(shí)例分析市政深基坑工程技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)

2.1 案例概述

以某市政工程項(xiàng)目為例，建設(shè)地北側(cè)有1條大道；南側(cè)存在建筑物，設(shè)計(jì)為沖孔樁基礎(chǔ)且建設(shè)了地下室，距離地下室外墻大約14m；東側(cè)存在建筑物（建筑物為PHC樁基礎(chǔ)，設(shè)置了地下室，距離地下室外墻大約26m）和服務(wù)中心。按照設(shè)計(jì)方案，人行地下通道穿越北側(cè)的大道，平面設(shè)計(jì)為L型。其中，一端和地下商業(yè)連接；另外一端在大道的北側(cè)。擬建現(xiàn)場是空地，整個(gè)地勢呈緩坡地，現(xiàn)場南西側(cè)地勢很高，北東側(cè)相對較低，高程為13.480-21.330 m。社會(huì)停車場設(shè)置二層地下室，筏板厚度為1200 mm，基坑開挖深度范圍為7.0-11.322 m；人行地下通道底板墊層底的高程為6.200-12.750 m，深基坑開挖到底板墊層底板的深度范圍為2.750-9.300 m?，F(xiàn)場地下水是孔隙裂隙水，穩(wěn)定水的埋深大約為0.20-3.00 m。基坑的安全等級為一級，工程重要性系數(shù)選擇V-1.10?，F(xiàn)結(jié)合項(xiàng)目實(shí)踐，分析市政深基坑工程技術(shù)的具體應(yīng)用。

2.2 基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)方案

支護(hù)形式。此項(xiàng)目基坑的西北側(cè)靠近大道位置，設(shè)計(jì)采用排樁+預(yù)應(yīng)力錨索支護(hù)方案。排樁使用的是沖孔灌注樁，設(shè)計(jì)的樁直徑為Φ800mm，樁中心距為1.20m，樁長度為3.3-16.0m。沖孔樁之間設(shè)計(jì)使用高壓旋噴樁擋土止水，按照方案高壓旋噴樁樁徑大小為Φ500m，樁中心距為1.20m，長度為8.0-10.0m。設(shè)計(jì)的預(yù)應(yīng)力錨索方案，選擇的是可回收式預(yù)應(yīng)力錨索，按照要求成孔直徑必須要大于180mm。項(xiàng)目基坑的南側(cè)和東側(cè)靠近建筑的位置，設(shè)計(jì)使用土釘墻進(jìn)行支護(hù)?；?xùn)|側(cè)和服務(wù)中心基坑接壤位置不需要進(jìn)行支護(hù)。

沖孔灌注樁施工要求。從操作實(shí)踐分析，做好以下技術(shù)要點(diǎn)的控制：(1) 鋼筋籠制作與放置。按照設(shè)計(jì)方案和要求進(jìn)行鋼筋籠的制作，采取分段制作的方案進(jìn)行現(xiàn)場作業(yè)，現(xiàn)場可以雙面幫條焊，將焊縫的長度控制為大于5d，任一焊接中心到長度為鋼筋直徑d的35d并且不少于500mm的區(qū)段內(nèi)，需做好嚴(yán)格控制，相同一鋼筋不可以有兩個(gè)接頭在此，有接頭的受力鋼筋截面積不可以超過受力鋼筋總面積的一半，同時(shí)需要做好箍筋間距的控制，保證鋼筋籠的制作質(zhì)量。為了形成保護(hù)層，保護(hù)好鋼筋籠，需要在制作環(huán)節(jié)做好定位或者使用墊塊進(jìn)行處理，主筋保護(hù)層厚度控制為50mm。需要注意的是，鋼筋籠堆放和運(yùn)輸環(huán)節(jié)要格外小心，不可以出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)或者彎曲的情況。(2) 成孔和灌注要求。在進(jìn)行圍護(hù)樁施工操作時(shí)，例如護(hù)筒埋設(shè)和成孔等，都要遵循技術(shù)規(guī)范和規(guī)程操作，對于泥漿比重和粘稠度等技術(shù)指標(biāo)則要經(jīng)過試驗(yàn)室試配后確定。成孔操作時(shí)必須要防范塌孔或者斷樁等的發(fā)生，這需要事前編制應(yīng)對方案，若遇到突發(fā)情況可及時(shí)啟動(dòng)預(yù)案，保障工程的質(zhì)量。單個(gè)樁都需經(jīng)過二次清孔處理，完成后再進(jìn)行混凝土澆灌作業(yè)。(3) 現(xiàn)場檢驗(yàn)。深基坑支護(hù)施工作業(yè)前，組織全體參施人員，開展技術(shù)培訓(xùn)，提升人員的操作能力和素養(yǎng)，構(gòu)建構(gòu)建完善的質(zhì)量檢驗(yàn)制度。作業(yè)期間在現(xiàn)場必須要配置負(fù)責(zé)人，實(shí)施支護(hù)工程現(xiàn)場負(fù)責(zé)人制度，對每道工序和操作進(jìn)行檢查與驗(yàn)收。成孔后使用測孔器進(jìn)行樁位和樁頂標(biāo)高以及垂直度等進(jìn)行測量，獲得技術(shù)參數(shù)，研判工程施工的質(zhì)量。按照操作要求，鉆桿的垂直偏差從相互垂直的兩個(gè)方向要不超過0.5%。

高壓旋噴樁工程。結(jié)束圍護(hù)樁部分的施工作業(yè)后，在支護(hù)樁后側(cè)位置進(jìn)行溝槽制作，使得樁頭出露再進(jìn)行高壓旋噴樁的制作。按照工程設(shè)計(jì)，本次制作的高壓旋噴樁要求直徑超過Φ500mm。將旋噴樁設(shè)置在圍護(hù)樁的外側(cè)位置，兩圍護(hù)樁之間間距為1200mm。高壓旋噴樁使用的水泥材料為PO42.5R復(fù)合硅酸鹽水泥，水泥漿水灰比控制為1:1。作業(yè)時(shí)，攪拌頭動(dòng)力要求超過55kW，噴漿壓力控制為6.0-1.0MPa，攪拌旋轉(zhuǎn)速度控制為20-50r/min，提升速度控制為30-50cm/min。作業(yè)期間嚴(yán)格按照技術(shù)操作的標(biāo)準(zhǔn)和方法，組織開展高壓旋噴樁工程施工作業(yè)，保障工程的建造質(zhì)量。

可回收式預(yù)應(yīng)力錨索工程。為保證周圍的生態(tài)環(huán)境，本次工程選擇使用可回收式預(yù)應(yīng)力錨索，制作的錨固體直徑大小為Φ180。使用的預(yù)應(yīng)力錨索拉桿為鋼絞線，使用前要做好檢查。組織開展預(yù)應(yīng)力錨索工程施工作業(yè)，前期要完成定位和成孔作業(yè)，再進(jìn)行錨索的制作與清孔注漿，最后安裝鋼腰梁并且進(jìn)行預(yù)張拉鎖定。使用隔離架將拉桿鋼絞線進(jìn)行隔開處理，隔離架綁扎的間距控制為1000mm。完成鋼絞線拉桿作業(yè)后，組織開展注漿管通水試驗(yàn)，若沒有出現(xiàn)滲漏的情況，則可以置入錨索孔，否則要進(jìn)行返工處理。錨索運(yùn)用的二次注漿工藝，也就是在鋼絞線欄桿制作的同步插入注漿管。首次注漿為常壓注漿，再次注漿為純水泥漿注漿，水灰比設(shè)置為0.5:1，注漿壓力控制為2-3MPa。

圍護(hù)樁+預(yù)應(yīng)力錨索。按照工程施工設(shè)計(jì)，進(jìn)行圍護(hù)樁和高壓旋噴樁施工作業(yè)。表層土方開挖到冠梁墊層底，同時(shí)坡面土釘墻支護(hù)或者素噴，并且需要清除樁孔內(nèi)部的雜物。嚴(yán)格遵循技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，組織開展工程施工作業(yè)[1]。

2.3 基坑排水與降水

深基坑工程施工作業(yè)期間，合理設(shè)置坡面排水系統(tǒng)，使用Φ75的泄水管，長度為50cm，埋設(shè)間距控制為2m。在坡頂位置設(shè)置截水溝，選擇坡腳位置布置排水溝和集水井?？紤]到現(xiàn)場的情況，建議將排水溝與集水井設(shè)置在建筑基礎(chǔ)邊凈距0.4m外，選擇基坑四角設(shè)置集水井，使用潛水泵進(jìn)行地下水的抽取，同時(shí)將抽取的水排入到坡頂?shù)募疁?，?jīng)過沉淀處理后排入到市政管線?？紤]到基坑開挖會(huì)開挖到殘積砂質(zhì)粘性土，因此提出使用管井輔助降水。

2.4 開挖作業(yè)

按照深基坑施工方案，對作業(yè)現(xiàn)場開展整理與放樣，在這之后開展坡預(yù)防護(hù)，結(jié)束支護(hù)樁施工后進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，經(jīng)過28d的養(yǎng)護(hù)后，進(jìn)行樁前土方的開挖作業(yè)，再開展地下室底板與支撐層的施工養(yǎng)護(hù)，當(dāng)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后施工到地下室結(jié)構(gòu)完成，最后進(jìn)行土方回填作業(yè)。深基坑土方開挖作業(yè)需要和支護(hù)相互配合開展，按照分層分段開挖方案作業(yè)，保證支護(hù)結(jié)構(gòu)受力均勻，不可以出現(xiàn)超挖的情況。整個(gè)基坑開挖作業(yè)期間，淤泥層每層開挖高度不可以超過1.0m，同時(shí)需要防止碰撞支護(hù)結(jié)構(gòu)或者原狀土。本次開挖作業(yè)，設(shè)置了臨時(shí)積水流，進(jìn)行地下水的的處理。整個(gè)作業(yè)期間，必須要做好全面觀察與檢查，若遇到異常情況，及時(shí)停止作業(yè)，全部解決后再開展開挖作業(yè)。整個(gè)作業(yè)期間都必須做好有效控制[2]。

3 市政深基坑工程施工管理的辦法

3.1 做好前期勘察

深基坑工程施工之所以安全風(fēng)險(xiǎn)大，同作業(yè)現(xiàn)場地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜有很大關(guān)系，影響著工程項(xiàng)目的效益，必須要做好全面嚴(yán)格控制。這需要做好事前的勘察與調(diào)查工作，掌握完整的深基坑工程資料，分析基坑開挖與支護(hù)的安全風(fēng)險(xiǎn)，明確技術(shù)操作的影響因素，制定防范和應(yīng)對方案，做好細(xì)節(jié)和要點(diǎn)的控制，避免深基坑施工安全風(fēng)險(xiǎn)的產(chǎn)生。通過細(xì)致全面地勘察，掌握地質(zhì)條件和地下水分布等特點(diǎn)，編制科學(xué)合理的深基坑施工方案，把關(guān)作業(yè)的質(zhì)量與安全[3]。

3.2 優(yōu)化深基坑施工方案

深基坑工程施工作業(yè)，必須要保證開挖和支護(hù)等工程安全高質(zhì)量推進(jìn)，同時(shí)要避免給結(jié)構(gòu)的安全與周圍環(huán)境造成威脅，需做好精細(xì)化控制。采用BIM技術(shù)手段，搭建深基坑模型，可消除設(shè)計(jì)和施工以及監(jiān)測的隔閡，可視化深基坑的全貌，達(dá)到多個(gè)專業(yè)無障礙信息共享的效果。將多個(gè)專業(yè)集成在一個(gè)平臺(tái)上工作，優(yōu)化深基坑設(shè)計(jì)方案。經(jīng)過三維可視化溝通以及深基坑的全面評估，達(dá)到科學(xué)化管理，全面提高深基坑工程的施工效率，達(dá)到成本節(jié)約的目的?；贐IM技術(shù)的深基坑工程設(shè)計(jì)與施工管理，需搜集完整的巖土工程地勘報(bào)告以及工程設(shè)計(jì)資料，根據(jù)地形地質(zhì)數(shù)據(jù)構(gòu)建三維地質(zhì)數(shù)據(jù)模型，呈現(xiàn)構(gòu)造的形態(tài)和關(guān)系等。與此同時(shí)，利用設(shè)施數(shù)據(jù)構(gòu)建場地布置模型，比如周圍建筑物和道路等。通過導(dǎo)入地形數(shù)據(jù)模型和深基坑施工場地模型數(shù)據(jù)，搭建支護(hù)體系模型。利用模型可以進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化，進(jìn)行深基坑施工模擬分析；導(dǎo)入基坑變形監(jiān)測數(shù)據(jù)，存放到EXCEL表格，通過讀取數(shù)據(jù)可以生成基坑邊形形狀，能夠查看臨界區(qū)域以及超限危險(xiǎn)點(diǎn)，并且疊合各類模型開展誤差檢驗(yàn)。利用此技術(shù)手段，為深基坑工程施工安全和質(zhì)量管理，提供有力的支持與保障[4]。

3.3 采用智能化監(jiān)測技術(shù)

深基坑工程施工過程必須要做好監(jiān)測，為安全與質(zhì)量管理提供支持。項(xiàng)目管理實(shí)踐中依托智慧化管理工地系統(tǒng)，結(jié)合深基坑監(jiān)測的需求和要求，在現(xiàn)場設(shè)置各類監(jiān)測器和監(jiān)控器等，實(shí)時(shí)化獲得深基坑的數(shù)據(jù)信息，為安全文明生產(chǎn)管理提供支持和保障。利用構(gòu)建的深基坑監(jiān)測系統(tǒng)，實(shí)時(shí)化掌握市政工程作業(yè)現(xiàn)場的情況，結(jié)合落實(shí)安全管理措施，全面把控深基坑作業(yè)的安全。采取線上+線下的監(jiān)測控制方式，及時(shí)掌握安全風(fēng)險(xiǎn)與隱患，做好相應(yīng)的控制。根據(jù)深基坑作業(yè)現(xiàn)場管理的需求，配置充足的管理人力資源，負(fù)責(zé)進(jìn)行現(xiàn)場的監(jiān)督檢查，全面排查深基坑作業(yè)的隱患與風(fēng)險(xiǎn)，切實(shí)保證作業(yè)的安全。每當(dāng)完成一道工序后，都必須要進(jìn)行檢驗(yàn)檢測，分析深基坑工程作業(yè)是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，把關(guān)每個(gè)細(xì)節(jié)和要點(diǎn)，避免產(chǎn)生不良問題。充分利用監(jiān)測的數(shù)據(jù)信息，指導(dǎo)安全文明工程施工，創(chuàng)造更多的管理效益。作為管理者要具有較強(qiáng)的創(chuàng)新意識，結(jié)合深基坑工程的特點(diǎn)，運(yùn)用現(xiàn)代化管理理念和技術(shù)優(yōu)化管理[5]。

3.4 采取綜合化管理措施

深基坑工程施工的質(zhì)量與安全等管理目標(biāo)實(shí)現(xiàn)，必須要注重全面化管理。首先，積極發(fā)揮制度的規(guī)范化作用。對施工技術(shù)進(jìn)行拆解與分析，例如拆分為基坑開挖和支護(hù)等，結(jié)合具體的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，制定嚴(yán)格的深基坑施工方案，指導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)化施工作業(yè)，全面提高深基坑項(xiàng)目管理的水平。做好制度實(shí)施的全過程跟蹤和控制，分析深基坑工程施工安全管理制度與質(zhì)量控制制度等的應(yīng)用情況，分析管理存在的不足與問題，提出優(yōu)化管理的措施和方法，達(dá)到高效化管理的目標(biāo)。其次，做好人員的培訓(xùn)。對參與工程施工作業(yè)的人員，包括管理人員和技術(shù)人員等，都要做好專業(yè)的培訓(xùn)與安全教育，從思想和技能等方面入手，提高人員的素質(zhì)水平，高質(zhì)量推進(jìn)各項(xiàng)工作的開展和落實(shí)，保障深基坑施工安全質(zhì)量目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。增強(qiáng)人員的責(zé)任意識和安全意識以及質(zhì)量意識等，形成強(qiáng)大的思想保障力量，提高工程管理水平，保障工程施工的質(zhì)量和效益目標(biāo)實(shí)現(xiàn)，達(dá)到深基坑工程的要求實(shí)現(xiàn)。最后，積極創(chuàng)新管理方法。深基坑工程的情況復(fù)雜，若想保證工程施工高質(zhì)量開展和落實(shí)，編制完善的技術(shù)方案與管理方案，切實(shí)提高深基坑工程管理水平和質(zhì)量，具有重要意義。與此同時(shí)，還必須要注重技術(shù)創(chuàng)新和管理創(chuàng)新，結(jié)合深基坑的具體情況，圍繞支護(hù)與其他施工作業(yè)創(chuàng)新，提出優(yōu)化管理的辦法，全面提高基坑工程施工管理的安全性與質(zhì)量水平，實(shí)現(xiàn)管理的價(jià)值。合理應(yīng)用信息化技術(shù)手段，輔助市政深基坑工程施工作業(yè)的開展和落實(shí)，全面提高工程管理效益水平。

4 結(jié)語

綜上所述，市政深基坑工程施工技術(shù)的應(yīng)用，需結(jié)合深基坑實(shí)際情況優(yōu)選工藝與方法，做好標(biāo)準(zhǔn)化控制，落實(shí)安全文明施工管理制度，促使技術(shù)應(yīng)用價(jià)值得以實(shí)現(xiàn)。從深基坑施工技術(shù)應(yīng)用實(shí)踐總結(jié)，圍繞事前和技術(shù)操作等全方面，運(yùn)用現(xiàn)代化管理理念和管理辦法，構(gòu)建完善的安全文明高質(zhì)量生產(chǎn)保護(hù)體系，可保障建造的效益與效果。未來，深基坑工程的施工情況會(huì)更加復(fù)雜，需加大技術(shù)及應(yīng)用管理的創(chuàng)新力度，不斷提高項(xiàng)目管理水平。