黃展華

摘要：在復雜的地質環(huán)境下，綜合運用軟基處理的相關技術措施，可以迅速提高持力層的承載能力。此外，在地下水位線較高，側壁反復滲水的情況下，基坑排水施工的效率決定了基坑施工的整體工期。針對復雜的地質環(huán)境下基坑施工的相關問題，提出相應的解決措施，并在這個基礎上對復雜地質環(huán)境下的基坑施工做定性總結。

關鍵詞：復雜地質；環(huán)境；基坑施工

中圖分類號：TU753

文獻標志碼：A

文章編號：2095-5383（2018）01-0046-04

隨著我國建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，施工效率成為當下建筑行業(yè)賴以生存的關鍵。無論是傳統(tǒng)的澆灌式建筑流程還是裝配式施工流程，基坑的施工總是建筑施工的主要前提。而基坑施工作為對建筑基礎及荷載的主要控制手段，在很大程度上難以通過簡化流程的手段達到質量與效率并行的效果。從建筑的安全性上來說，基坑的施工工藝流程應當嚴格按照規(guī)范執(zhí)行，因此，基坑施工流程的規(guī)劃就非常重要，它將直接影響基坑施工的效率和耗時。在建筑行業(yè)產(chǎn)業(yè)化的大趨勢下，提高施工工藝對于復雜地質環(huán)境下的適應能力，是當下兼顧效率與基坑施工質量的主要技術手段。[1]本文從地質環(huán)境的類別與由地質環(huán)境引起的基坑施工的相關問題入手，對當下我國復雜地質環(huán)境下的基坑施工做相關的問題分析，并針對各個地質環(huán)境提出相應的解決措施[2]。

1 基坑施工質量控制體系

1.1 質量控制意義

我國的基建行業(yè)隨著經(jīng)濟的發(fā)展正不斷成熟，裝配式建筑、綠色節(jié)能建筑、結構難點建筑不斷頻繁出現(xiàn)。這不僅說明了我國作為基建行業(yè)的大國在技術水平上的造詣，同時也體現(xiàn)了我國建筑施工行業(yè)出色的施工水平。但在我國高速的經(jīng)濟發(fā)展推動下，建筑行業(yè)面臨轉型升級的迫切需求，基建行業(yè)需要建立一套行之有效的質量控制制度，以應對“一帶一路”所帶來的基建行業(yè)出口的巨大需求。[3]而在這個需求中，質量控制制度將有效地保障基建行業(yè)未來施工的精準度。

1.2 質量控制措施

從“一帶一路”的項目背景看，面對陌生的施工環(huán)境，建筑質量的主要把控方向應當是對基坑的施工質量進行有效把控。因此，面對復雜且未知的地質環(huán)境，建立一套與之對應的施工方案是提高基坑施工質量的有效手段。從質量管控的措施上說，施工單位應當做到以下3點：1）強化前期勘查工作的準確性，尤其是對地質環(huán)境勘查的準確性，把軟基問題作為優(yōu)先勘查對象，當?shù)刭|環(huán)境下具有不確定因素時，應確定軟基成因的尺寸與位置，為施工后期做好鋪墊。2）優(yōu)化施工人員結構，對結構驗算小組實行技術考核制，嚴格控制現(xiàn)場施工過程中對地質環(huán)境加固的驗算工作，確保施工質量。[4]3）推行確實有效的基坑施工技術措施，加強面對復雜未知地質環(huán)境下的基坑施工技術措施，有效地提高基建行業(yè)的施工水平。[5]

2 復雜地質環(huán)境對基坑施工的影響

對于具有部分承載能力的地質環(huán)境，在面對不一樣的地質環(huán)境時，往往會對施工現(xiàn)場造成一定的阻礙，下面對復雜地質環(huán)境的分類及其相關問題進行分析：

2.1 地下水文環(huán)境的影響

在適用性較高的結構形式中，高層建筑火災抗震系數(shù)較高的情況下，基坑的開挖深度要比以往傳統(tǒng)的建筑深出許多。當項目所在地的地下水位線較高或者土壤含水量較高時，容易引發(fā)基坑土壤的粘度增大、灌注漿及混凝土無法凝固的問題。此外，有些國家的區(qū)域還有地下高壓水源的情況，在施工過程中，如果開挖到類似區(qū)域，對施工現(xiàn)場將造成不可避免的災害。[6]

2.2 軟地基的影響

從地質結構的種類與形式來看，流沙層是部分存在與結構持力的一種不具備荷載能力的地質成分。而流沙層的持力特性也分為兩類：一類是局部的流沙層，流沙層周圍仍然是具有承載能力的地質環(huán)境，這類的軟地基在荷載性質上對主要基礎結構并沒有太大影響，但需要在施工的過程中強調柱基的埋深部分應當越過流沙層，保持柱基的持力層的位置不收到軟地基的影響；另一類流沙層是大范圍廣面積的地下流沙層，這類流沙層對施工影響較大。而軟地基對基坑的施工影響很大程度上體現(xiàn)在樁體搭建的環(huán)節(jié)上，如果在前期忽視軟地基對施工帶來的影響，有可能會造成施工過程中的維護墻體坍塌或者地面凹陷等危害，對施工單位或者后期的使用人員來說，軟地基都是不可忽視的潛在威脅。[7]

2.3 高密度建筑群的影響

隨著城市密度的不斷加大，地下空間的充分利用成為當代建筑的設計主題之一。在地下室的設計流程中，根據(jù)項目的經(jīng)濟性與區(qū)域環(huán)境的特殊性，會在建筑的底部設置相應的地下空間作為建筑配建部分，實現(xiàn)建筑停車、倉庫、短暫停留等多種功能。而根據(jù)目前對人防工程的需求，大部分的地下室都需要加設人防空間（多數(shù)為二等人員隱蔽或者戰(zhàn)時物資庫），這就無形中增大了地下基坑的開挖深度。當項目所在地位于城市核心區(qū)域時，較大的基坑開挖尺寸還會引起周圍建筑的沉降問題，因此，對于在城市群里大尺寸的基坑開挖工作，是目前基坑施工中對外部影響較大的情況之一；嚴重的，可能會導致基坑擋土墻的坍塌，造成現(xiàn)場安全施工事故；更甚者，當基坑的開挖位置與高層建筑位置鄰近時，可能會造成高層建筑的沉降突然增大的事故。

3 應對復雜地質環(huán)境的基坑施工措施

3.1 地下水井排水與水泥檔板的運用

在應對地下水位過高帶來的基坑施工問題時，地下水排水井的設置可以有效解決這個問題。具體的措施為：準確勘查局部地下水的所在位置、地下水的大致水容量與水成分。同時根據(jù)前期勘查報告，確定地下水是否是壓力地下水。前期工作準備完成后，在地下水的所在位置設置定量的排水井，通過大口徑的排水管與高功率的排水泵將地下水排除。同時，關注地下水的去向問題。根據(jù)水文環(huán)境開發(fā)的LID（Low Impact Development，低影響開發(fā)理念）原則，在類似場合應回灌地下水，因此，在勘查初期，應當提供地下水文環(huán)境的綜合報告，對排水去向做好前期LID規(guī)劃，以確保水文生態(tài)環(huán)境的安全。[8]

此外，在面對高滲透的土壤施工環(huán)境時，可以在基坑以下的部位設置排水坑。排水坑的有效影響面積不大于半徑5 m，根據(jù)這點對基坑的下部土壤進行水量控制。在水量得到控制之后，通過及時地敷設灌漿物，提高基坑底部的抗?jié)B透性。對于側墻的水滲透問題，可以在基坑開挖前期，通過在側墻上涂刷的速干水泥漿提高側墻的抗?jié)B透性，并在這個基礎上對側墻進行水泥擋板的施工。

3.2 灌注樁施工工藝與灌注漿料的運用

在對待軟地基的處理方式上，灌注樁式提高結構地基持力最為有效的辦法。通過在基礎以下加設跨越軟地基的持力樁，進而基礎在豎直方向上的荷載能力。在一般情況下，對于建筑荷載中上級別的建筑構造物，可以使用一般的灌注樁進行處理。處理流程通常分為鋼箱灌注處理與鋼網(wǎng)灌注處理，前者運用的環(huán)境較為狹隘，在不考慮地震水平破壞力以及不用考慮地質水平變形的情況下可以使用；而后者使用的范圍較廣，且普適性較強，適用于廣大灌注樁基礎建設，但施工過程復雜、成本較高，需要與前者綜合對比進行決策。[9]

對于建筑荷載相對較低且軟地基是由地下水引起的軟地基地質環(huán)境，可以通過采用灌注漿料的手段提高地質承載能力。具體的施工流程是：探明地下水的整體分布情況，根據(jù)下水含量與空間確定灌注漿料的固化施工方案。在確定下水位置之后，采用排水井及排水泵將地下水抽出，并在抽出之后的插入灌注降管，加壓輸送漿料直至地下水環(huán)境完全被漿料填充，達到固化軟地基的效果。在使用灌注漿料前，需要注意2點：1）灌注漿料的固化方式使用范圍較窄，且使用前應當根據(jù)建筑構造的總體荷載確定這個施工方法。2）對于地下水文環(huán)境的探查應當相對準確，保證地下水環(huán)境在總體應當保持與原來的情況一致。這就需要施工單位在水文勘查中保持一定的準確性，對于大面積的地下水文條件，宜采用灌注樁的形式進行軟基加固。如果堅持使用灌注漿料的方式，應當向當?shù)丨h(huán)保部門提交相關勘查材料，申請地下水抽出并回灌到周邊區(qū)域的許可。在手續(xù)齊全之后方可施工。[10]

3.3 連續(xù)剪力墻擋板的運用

連續(xù)剪力墻擋板是在普通水泥擋板上的改進。在應對大尺寸基坑施工擋土墻問題時，具有很好的經(jīng)濟性與安全性。在基坑開挖到一定深度的時候，進行一部分的剪力墻施工，在側墻上有限設置水泥擋板，穩(wěn)定側墻的抗?jié)B透能力，然后在這個基礎上根據(jù)周邊的情況設置設計厚度的連續(xù)剪力墻。施工的流程為：基坑開挖至1 m時候，根據(jù)滲水情況設置水泥檔土墻；側墻穩(wěn)定后，加設模板、鋼筋籠、側墻固定錨；灌注漿體直至漿體穩(wěn)定；隨后繼續(xù)開挖2 m的基坑；反復施工直到基坑深度達到設計深度。此外，連續(xù)剪力墻的施工應當注意以下幾點：

1）剪力墻的設計參數(shù)與實際操作無法實施或者參數(shù)超規(guī)范，例如剪力墻噴射混凝土的厚度<80 mm，內力折減系數(shù)<0.8，水灰比>0.5；或者最下面一排的剪力距離基坑底部<0.5 m。這些都屬于設計參數(shù)超規(guī)范，造成實際操作無法實現(xiàn)，

2）在剪力墻坡頂設置排水溝。這一點最好不要做，如果迫不得已要做也得離基坑坡頂稍微遠一些或者在基坑的底部。這主要是因為任何一種基坑支護型式都會造成基底發(fā)生變形，當在坡頂設置了排水溝的時候，由于剪力墻的支護結構的變形量比較大，經(jīng)常在坡頂會出現(xiàn)裂縫，把磚砌排水（截）溝給拉裂開來，這樣的話如果溝中有水就會通過坡頂?shù)目p隙滲漏至土壓力區(qū)，進而加速基坑發(fā)生變形，這樣對于整個基坑是非常不利的。

3）在實際的項目過程中，錨桿的鎖定值與設計值的預算值往往不能很好地匹配，從項目的實際經(jīng)歷上看，當鎖定值為錨桿的拉力應值得0.3～0.6倍的時候，錨桿的設計是最為合理的。

4）如果錨桿設計配置的鋼筋或者鋼鉸線和計算的荷載不太相符，超出錨桿的承載基礎力，會導致錨桿無法完全承受基坑的水平壓力。

3.4 全站儀監(jiān)測技術的運用

對于在城市核心區(qū)域作業(yè)的深基坑施工，對沉降的監(jiān)測是保障施工安全的必要環(huán)節(jié)。全站儀是沉降監(jiān)測中較常見的監(jiān)測設備。使用全站儀坐標法之前，應當根據(jù)基坑的水平位移的情況設置現(xiàn)場的基準點、觀測點和監(jiān)測點。通常基準點的設置應當保證其覆蓋的范圍大于基坑的平面范圍。在使用數(shù)量上通常選擇2～3個。表1為某項目的實際觀測點位移統(tǒng)計表，在這個項目中，基坑深度為6 m，基坑作業(yè)點位于城市經(jīng)濟核心地段，距離基坑邊界線300 m處有高層住宅建筑群，監(jiān)測控制從基坑開挖流程開始時進行，觀測點位9個（D1～D9），當連續(xù)5 d水平變形>1 mm/d時應報警，進行擋土墻加固之后方可繼續(xù)施工。

4 結語

復雜的地質環(huán)境對基坑的施工具有決定性的影響，因此，根據(jù)施工現(xiàn)場所出現(xiàn)的地質環(huán)境，施工單位應具備相應的警覺性，并針對地質環(huán)境準備相應的施工方案。本文從基坑施工質量控制體系的建設點出發(fā)，對當下的復雜地質做了簡要的分析并闡述與其相關的應對辦法。從施工質量控制的角度上看，縱向地比較處理辦法有益與施工現(xiàn)場做出相應的決策；在地質的處理辦法上，通過分析多種簡單的單一地質處理手段，來達到復雜地質的處理目的，并針對施工的主要內容優(yōu)化施工順序與成本控制。

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