林志偉
(福建巨岸建設(shè)工程有限公司,福建 莆田 351100)
基坑支護(hù)和基坑開挖,是地基與基礎(chǔ)工程施工開始時的重要工作內(nèi)容,為確保地下構(gòu)筑物與基坑周邊作業(yè)活動的安全,基坑支護(hù)對基坑實(shí)施暫時性的保護(hù)、增固、地下水管控、支檔等作用?;又ёo(hù)施工與基坑開挖前,依據(jù)基坑周圍條件、開挖深度、施工機(jī)械、施工期間氣候特點(diǎn)、水文狀況等,選擇不同的支護(hù)方式,并確定基坑支護(hù)施工技術(shù)要點(diǎn),做好安全防護(hù)措施,嚴(yán)格監(jiān)測支護(hù)結(jié)構(gòu),確保安全。本文結(jié)合工程實(shí)例,淺析基坑支護(hù)施工中的排樁工藝及技術(shù),為同行提供參考。
結(jié)合基坑支護(hù)工程地質(zhì)勘查報告及工程周邊環(huán)境條件,施工單位應(yīng)在圖紙會審階段,主要應(yīng)從以下兩方面,分析基坑支護(hù)設(shè)計的合理性:一是,當(dāng)有地下水時,明確是否根據(jù)地質(zhì)勘查報告各含水層的埋深、厚度和分布、地下水類型、補(bǔ)給和排泄條件、有承壓水時水頭高度等情況,設(shè)計合理的降水工程;二是,要充分考慮支護(hù)結(jié)構(gòu)選型是否經(jīng)濟(jì)、安全、合理,可依據(jù)下述要素選擇支護(hù)結(jié)構(gòu)類型:水文地質(zhì)狀況;基坑開挖的深度;基坑周圍環(huán)境對基坑變形的承受能力、支護(hù)結(jié)構(gòu)失效可能產(chǎn)生的后果;主體地下結(jié)構(gòu)、基坑外形、規(guī)模;支護(hù)結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的實(shí)操性;施工天氣情況、施工環(huán)境;生態(tài)保護(hù)性能、工期、經(jīng)濟(jì)性。
基坑工程基本上是屬于危大工程范疇,且大部分屬于深基坑工程(開挖深度≥5m 的基坑(槽)的土方開挖、支護(hù)、降水工程)。施工企業(yè)應(yīng)在危大項(xiàng)目正式動工建設(shè)前,制定科學(xué)的施工方案。對于超過一定規(guī)模的危大工程,應(yīng)邀請專家對施工方案展開論證,施工企業(yè)技術(shù)管理人員及項(xiàng)目總監(jiān)理工程師分別審核、簽字,蓋章后,施工方案才能夠?qū)嵤?/p>
基坑支護(hù)工程施工前,應(yīng)進(jìn)行方案技術(shù)交底及安全交底,交底的內(nèi)容主要有:工程概況、工程地質(zhì)情況、主要施工工藝、特殊情況的應(yīng)急處理措施、安全注意事項(xiàng)、施工安全保證措施等。
基坑支護(hù)方式有內(nèi)支撐、原狀土放坡、水泥土墻、排樁、逆作拱墻等多種方式的組合,結(jié)合某高層建筑基坑支護(hù),將重點(diǎn)分析排樁支護(hù)工藝及施工要點(diǎn)。
排樁施工,應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》JGJ94的要求。本文重點(diǎn)分析旋挖鉆孔灌注樁施工作業(yè)。
(1)護(hù)筒鋪設(shè)。為確保孔壁穩(wěn)固,避免鉆孔塌陷,一定要重視護(hù)筒的鋪設(shè)。一般護(hù)筒采用12cm 厚的鋼板,里側(cè)直徑應(yīng)比樁直徑大出200cm 左右,護(hù)筒最上面留出漿液灌注口,尺寸是200mm×200mm。
(2)鉆機(jī)就位。鉆機(jī)就位的時候,應(yīng)提前查看鉆機(jī)的各項(xiàng)性能指標(biāo),在施工之前將其調(diào)試到位,確保鉆機(jī)順利作業(yè)。
(3)制備泥漿(干式鉆孔無法進(jìn)行時采用)。
(4)鉆進(jìn)成孔。
①鉆孔順序。圍護(hù)樁作業(yè)順序:跳樁施工,若不能跳樁,在臨近鉆孔樁的混凝土具有2.5MPa 以上的強(qiáng)度后,才能夠?qū)嵤┿@機(jī)作業(yè),防止對臨近施工完成的樁基造成干擾。根據(jù)現(xiàn)場條件及施工組織設(shè)計要求,并考慮施工合同內(nèi)的節(jié)點(diǎn)等要求,適當(dāng)調(diào)整施工作業(yè)順序,以爭取最佳的工程進(jìn)度。
②鉆進(jìn)施工。開鉆前找準(zhǔn)樁位并在護(hù)樁之間拉好“十”字線,準(zhǔn)確安裝護(hù)筒,對準(zhǔn)樁位后,經(jīng)現(xiàn)場技術(shù)人員檢查合格,并報請現(xiàn)場監(jiān)理驗(yàn)收認(rèn)可后方可開鉆。
(5)終孔。鉆孔與要求深度一致后,需對地質(zhì)狀況進(jìn)行核查,經(jīng)過將地質(zhì)柱狀圖和鉆渣進(jìn)行對比,了解地質(zhì)狀況和設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的契合狀況,確定與有關(guān)要求一致后,上報監(jiān)理工程師,在監(jiān)理人員檢驗(yàn)達(dá)標(biāo)后,馬上進(jìn)行鉆孔清理工作。
(6)清孔及檢測。如果以泥漿護(hù)壁的方式進(jìn)行鉆孔,可采用換漿法對孔進(jìn)行清理,清理的時候應(yīng)當(dāng)管控孔中水位。
鋼筋籠加工、運(yùn)送、安裝。鋼筋加工的尺寸應(yīng)符合設(shè)計要求,制作宜在支架或臺座上進(jìn)行,下料后的同一種鋼筋,應(yīng)集中擺放整齊,鋼筋籠運(yùn)輸采用自制簡易運(yùn)輸車進(jìn)行場內(nèi)運(yùn)輸,為保證在運(yùn)輸及吊裝過程中,鋼筋籠不變形,鋼筋籠內(nèi)十字筋支撐可適當(dāng)增加。
樁基混凝土大部分采用天泵進(jìn)行灌注。
(1)導(dǎo)管水密性試驗(yàn)。使用鋼導(dǎo)管澆灌的方式完成混凝土灌漿作業(yè),導(dǎo)管第一次使用或長期未用的狀況下,灌注作業(yè)前對其抗拉性、水密性進(jìn)行試驗(yàn)檢測。
(2)導(dǎo)管裝設(shè)。導(dǎo)管材料為鋼管,型號是Φ28,每節(jié)導(dǎo)管長度在2~3m 左右,每節(jié)導(dǎo)管配置一節(jié)或者兩節(jié)1~1.5m 的短管,鋼導(dǎo)管里面一側(cè)保持圓滑,內(nèi)徑保持相同,導(dǎo)管內(nèi)徑和樁內(nèi)徑、混凝土灌注速率應(yīng)保持一致。導(dǎo)管使用螺旋絲扣相連,配備防松設(shè)施,導(dǎo)管全部裝設(shè)完畢后,底部應(yīng)留出300~500mm 的空間。
(3)二次清孔。導(dǎo)管放置到指定位置之后,應(yīng)立即對孔下部的土渣進(jìn)行檢測,將孔清理完畢后由監(jiān)理人員進(jìn)行核查,確認(rèn)達(dá)標(biāo)后進(jìn)行混凝土灌注作業(yè)。
(4)混凝土運(yùn)輸?;炷吝\(yùn)輸應(yīng)達(dá)到以下標(biāo)準(zhǔn):①初凝時間不應(yīng)早于2h;②應(yīng)有充分的和易性與較高的流動性,并且在灌注期間不產(chǎn)生泌水、離析等問題;③混凝土運(yùn)送效率應(yīng)當(dāng)和澆灌效率相一致。
(5)混凝土澆筑。精準(zhǔn)核算第一批封底所用的混凝土數(shù)量,下降過程中,存在不可避免的沖擊能量,可以將導(dǎo)管下端的口埋進(jìn)混凝土內(nèi),產(chǎn)生的沖擊能量可以將樁底部存在的混凝土渣沖到四周,這是對樁底沉渣進(jìn)行管控,減小工后下沉幅度的關(guān)鍵工序。為保證樁頂?shù)氖┕て焚|(zhì),混凝土澆筑高度應(yīng)當(dāng)比樁頂設(shè)計高度高出50cm 或者80cm,以利于澆筑完畢后把該段混凝土徹底清理干凈。
在樁身混凝土澆灌7d 后,對孔樁實(shí)施掘進(jìn)作業(yè),以圍護(hù)樁為中心,挖出寬度為2m、坡度為1:1.5 的基槽,以形成施工平臺,供作業(yè)人員使用。
支護(hù)工程部分施工完成并檢測合格后,進(jìn)行土方分層開挖,特別是深基坑的體積與深度都較大,分層開挖使形變量有效降低,開挖后要及時加以支護(hù)[2]。
(1)土方分層開挖嚴(yán)禁超挖,設(shè)計有錨桿時,每層土方開挖至錨桿下30cm,其余每層開挖不超過2m;
(2)若基坑開挖面上部的土釘、支撐、錨桿等,與設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)不一致,不可繼續(xù)開挖,應(yīng)使用恰當(dāng)?shù)闹ёo(hù)結(jié)構(gòu),在未滿足設(shè)計要求的拆除標(biāo)準(zhǔn)時,禁止拆掉支護(hù)結(jié)構(gòu);
(3)土方開挖應(yīng)滿足當(dāng)日支護(hù)作業(yè)能力,不得超挖;
(4)基坑邊坡開挖施工前,應(yīng)當(dāng)先對坡頂周邊進(jìn)行排水作業(yè),并將坡頂?shù)孛孢M(jìn)行一定強(qiáng)度的硬化,避免地面降水對基坑產(chǎn)生不良影響,基坑開挖中,應(yīng)做好坑底集水的抽排(通常在坑頂及坑底分別設(shè)計截水溝和排水溝,基坑底每20m 左右設(shè)置1000mm×1000mm×1200mm 集水井,及時將水抽出、排掉);
(5)采用機(jī)械開挖時,施工機(jī)械不得碰撞支護(hù)結(jié)構(gòu)、監(jiān)測元件;
(6)基坑邊坡開挖前后,在坡頂、坡腳設(shè)置臨時排水溝,并始終保證外排順暢,溝內(nèi)無積水,及時保護(hù)坡面和暫時開挖出的坡腳,防止“泡坑”、“淹腳”,土方開挖時,可在基坑內(nèi)采用超前開挖集水坑,將地表水和雨水用潛水泵抽至沉淀池,沉清后排至市政管道;
(7)基坑周圍的土方開挖,應(yīng)當(dāng)聽從支護(hù)施工組的安排,不可自主開挖,挖斗不可與支護(hù)架構(gòu)相碰觸,開挖到指定位置后應(yīng)當(dāng)暫停,不可出現(xiàn)超挖現(xiàn)象,以免妨礙施工活動的順利進(jìn)行;
(8)開挖工作面對局部開挖不到的地方及坑底300mm,采用人工輔助挖土;
(9)開挖盡可能均衡推進(jìn),應(yīng)當(dāng)對縱向分段以及分層高度關(guān)注,使用以機(jī)器為主、人力輔助的開挖方法;
(10)避免對基坑底土產(chǎn)生干擾,在開挖到距離基坑底部標(biāo)準(zhǔn)高度只有30cm 的時候,應(yīng)當(dāng)由機(jī)械挖掘改為人工挖掘,避免超挖問題發(fā)生;
(11)若開挖后裸露的地下水狀況或土質(zhì)狀況,與勘察信息顯著不一致,或存在不明物體時,應(yīng)暫停挖掘,在采用恰當(dāng)?shù)奶幚砼e措后再進(jìn)行挖掘;
(12)基坑深2 倍范圍內(nèi)的坑邊荷載對基坑安全都會產(chǎn)生影響,基坑周邊施工材料、設(shè)施或車輛荷載嚴(yán)禁超過設(shè)計要求的地面荷載限值[3]。土方外運(yùn)要充分考慮動荷載對基坑邊坡的影響,基坑周邊要有限載措施;
(13)在基坑頂用鋼管設(shè)1.2m 高防護(hù)欄桿,立桿間距2m,安全網(wǎng)維護(hù)(或防護(hù)欄桿),保障臨邊安全防護(hù)。
安全級別為一、二級的支護(hù)結(jié)構(gòu),在基坑開挖期間和支護(hù)結(jié)構(gòu)壽命期限內(nèi),一定要檢測支護(hù)結(jié)構(gòu)橫向位移情況,并對基坑開挖周邊地表構(gòu)筑物的下沉情況進(jìn)行全面監(jiān)控[4]。基坑變形觀測主要包括基坑回彈觀測和基坑支護(hù)架構(gòu)形狀改變觀測。
在基坑支護(hù)范圍內(nèi)作業(yè),有較大概率產(chǎn)生物體打擊、高空墜落、垮塌、機(jī)械傷害等安全事件,應(yīng)針對上述危險情況,制定緊急救援預(yù)案。在產(chǎn)生安全風(fēng)險事件之后,按照應(yīng)急預(yù)案措施,開展救援工作。
基坑支護(hù)作業(yè)包括降排水、基坑土方開挖、支護(hù)構(gòu)造等諸多內(nèi)容,施工單位從拿到基坑支護(hù)圖紙開始,就要認(rèn)真研究,編制專項(xiàng)施工方案,組織專家論證,更要精心組織強(qiáng)有力的團(tuán)隊(duì)參與施工,按圖紙、規(guī)程、規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)施工,并注重科學(xué)管理,重視過程安全管理,才能高效完成任務(wù),為項(xiàng)目建設(shè)提供安全保障。