劉振宇
閩晟集團城建發(fā)展有限公司(361101)
市政工程為城市基礎設施建設工程,不僅可以保證人們生活與出行的便利,還對城市發(fā)展起到重要的作用。因此,市場工程選擇適合的基坑支護結構,不僅可以保證市政施工的安全,還可以保證市政施工質(zhì)量,促進城市基礎設施建設的完善。
基坑支護結構是為挖除建筑物地下結構范圍內(nèi)的土方,保證建筑物地下結構的順利施工,保護基坑外側既有市政道路、管線和建(構)筑物的安全而采取的圍護結構、支撐結構、降水、加固、挖土與回填等工程措施的總稱,包括工程勘察、巖土設計、施工、檢測和施工期監(jiān)測等內(nèi)容[1]。
目前,市政工程樁、墻式基坑支護結構主要有鋼支撐結構、灌注樁支撐結構等形式。
鋼支撐結構可以分為傳統(tǒng)鋼支撐與預應力魚腹式鋼支撐兩種。傳統(tǒng)鋼支撐采用鋼管、H型鋼、角鋼等,作為基坑支撐材料來增強工程結構的穩(wěn)定性,一般是呈十字交叉或平行布置形狀。鋼支撐在地鐵、基坑圍護方面被廣泛應用,可回收利用,具有經(jīng)濟、環(huán)保等優(yōu)點。部分鋼管、H型鋼支撐可通過液壓千斤頂或自伺服加壓端的方式施加預應力,以增加支護結構擋土強度,提高基坑穩(wěn)定性。但傳統(tǒng)鋼支撐通常在現(xiàn)場安裝焊接,安裝質(zhì)量難以保證,導致經(jīng)常出現(xiàn)支護的基坑變形過大及坑壁坍塌等工程事故。此外,由于傳統(tǒng)鋼支撐布置較密,占用了大部分基坑的面積,導致土方挖運和地下結構施工困難,繼而拖長施工工期,進一步影響到基坑的安全,降低了基坑的可靠性。許多地區(qū)發(fā)布地方規(guī)定,限制傳統(tǒng)鋼支撐的應用。
預應力魚腹式鋼支撐是一種采用高強材質(zhì)型鋼為支撐主材,并施加預應力的裝配式鋼支撐體系,適用于開挖深度一般、平面形狀規(guī)則、狹長形的基坑工程。
灌注樁支撐結構可以分為全護筒灌裝和壓灌裝兩種形式。全護筒灌裝采用全護筒內(nèi)置螺旋葉片的雙動力鉆機下切割土體形成樁徑,同時將護筒內(nèi)土體原狀取出,下鋼筋籠澆灌或壓灌混凝土后插入鋼筋籠,拔出護筒后形成鋼筋混凝土樁,尤其適合擠土影響較大的土層使用。這種灌裝方式既可以保護環(huán)境,又具有不塌空、垂直精度高、質(zhì)量可靠的特點,保證了基坑支護結構的安全性。壓灌裝繼承了長螺旋鉆孔壓灌樁的優(yōu)點,先采用專用螺旋鉆具至樁底設計深度形成樁徑,然后通過鉆具中空管道由底向上連續(xù)高壓泵注混凝土至樁頂,形成素混凝土樁。同時,利用螺旋葉片原狀取出置換土,將整根鋼筋籠振動插入形成鋼筋混凝土灌注樁。這種灌裝方式不僅可以保護環(huán)境,還可以幫助施工單位節(jié)約成本,降低施工單位的工程造價[2]。
實體重力式支護結構可以分為混凝土支持和高壓旋噴樁兩種?;炷林С质侵镐摻罨炷羶?nèi)支撐作為基坑內(nèi)支撐的一種常見形式,通過現(xiàn)場立模澆筑鋼筋混凝土梁、板結構,與基坑周邊豎向圍護結構形成整體,支撐梁形成桁架結構,并通過立樁作豎向支撐,具有剛度大、整體性好、布置靈活,適用于不同形狀的基坑。但現(xiàn)場制作和養(yǎng)護時間較長,拆除工程量大,支撐材料不能重復利用。拆除過程中產(chǎn)生噪聲、粉塵和垃圾,對環(huán)境保護極為不利。同時,由于支撐梁和板布置較密,支撐構件覆蓋了絕大部分的基坑平面,給挖運土和地下結構施工帶來很大困難,延長了施工工期,增加了施工成本。
高壓噴旋樁是高壓噴射注漿法的一種,是將帶有特殊噴嘴的注漿管插入設計的土層深度,然后將水泥漿以高壓流的形式從噴嘴內(nèi)射出,沖擊切削土體。土體與水泥漿攪拌形成混合漿液,形成連續(xù)搭接的水泥加固體。
組合式支護技術主要是根據(jù)市政工程地形、地質(zhì)、環(huán)境等因素,采用多種基坑支護方式,以保證施工的安全性。如咬合樁支護技術采用籠式雙層攪拌器的攪拌樁機施工固化土樁,再使用原狀取土壓灌混凝土樁機切割相鄰固化土樁成孔,壓灌混凝土并插入鋼筋籠,形成咬合式基坑支護結構,具有止水和擋土雙重作用。該技術可以徹底解決樁間土流失導致的滲漏及安全難題,具有固化土樁樁身均勻,強度和抗?jié)B性高;咬合成樁切割垂直度高,對固化土樁影響?。皇┕に俣瓤?,造價低;止水效果好;無泥漿排放;杜絕塌孔現(xiàn)象,對周邊影響小,適用于大部分市政工程基坑技術選擇,有助于市政工程質(zhì)量的提升。
施工單位應當結合施工安全需求,做好基坑開挖前的探測工作,對施工地點進行地下結構的探測,并借助先進技術,進行地下結構的分析,做好基坑開挖前的準備工作,不僅保證了基坑開挖進度的安全性,還有助于提升基坑開挖的效率,為基坑支護結構施工提供良好的施工環(huán)境[3]。
施工單位在進行基坑挖掘的過程中,應當根據(jù)基坑施工質(zhì)量需求科學把控挖掘深度,既要避免對地下土層造成破壞,也要控制挖掘量,嚴格按照施工圖紙要求控制基坑底部標準高度,為后期市政建設工作的開展奠定良好的基礎。
由于市政工程具有周期長、資金少、項目多的問題,做好市政工程的監(jiān)督管理工作,不僅有助于合理利用市政工程施工過程中的資源,還有助于對施工工程質(zhì)量進行保障。因此,在進行基坑挖掘的過程中,也應當提高監(jiān)督管理水平,相關部門應根據(jù)基坑施工方案,定期監(jiān)管基坑施工進度,不僅要合理化監(jiān)測基坑挖掘過程中數(shù)據(jù),還要根據(jù)施工地點地形變化情況,做好動態(tài)化監(jiān)測管理,避免基坑挖掘的過程中出現(xiàn)坍塌的現(xiàn)象,保證基坑施工人員的生命安全。同時,相關部門也應當加強對基坑施工環(huán)境的監(jiān)測工作,借助信息技術手段,對基坑施工周邊環(huán)境進行監(jiān)測,避免基坑施工中可能遇到的環(huán)境問題,保證基坑施工環(huán)境的安全,為后期基坑支護工作的開展,提供安全、良好的環(huán)境[4]。
挖土、支撐施工是基坑支護作業(yè)的重要環(huán)節(jié)。因此,施工單位在市政工程基坑支護結構施工時,應當把控好挖土、支撐施工環(huán)節(jié)。一方面,施工單位在挖土過程中,應當做好探測工作,結合探測土層分析結果進行挖土,以保障挖土的科學性。另一方面,施工單位在進行支撐作業(yè)時,應該考慮基坑支護結構安全性,建設預留土臺,從而增強土坑的能力,為基坑支護結構的建設提供相對安全的環(huán)境。此外,在進行第二層支撐作業(yè)的過程中,為了提高施工效率,保證支撐質(zhì)量,施工單位可以在樁承臺施工完畢后,將石渣、石粉等作為材料回填基坑,增強土坑的承重能力,為地下或基坑周邊施工提供安全、穩(wěn)定的環(huán)境,有助于市政工程質(zhì)量的提升[5]。
鋼板樁施工需要在基坑現(xiàn)場進行施工,安裝質(zhì)量難以保證,導致經(jīng)常出現(xiàn)支護基坑變形過大及坑壁坍塌等工程事故。此外,傳統(tǒng)鋼支撐布置較密,占用了大部分基坑的面積,導致土方挖運和地下結構施工困難,繼而拖長施工工期,進一步影響到基坑的安全,降低了基坑的可靠性。許多地區(qū)發(fā)布地方規(guī)定,限制傳統(tǒng)鋼支撐的應用。因此,施工單位應當結合以往施工經(jīng)驗,借助科學技術與新式工藝,提出科學的解決措施,以降低鋼板樁施工存在的危險性,既可以保證施工人員的安全,又可以保證施工進度的順利進行。
鉆孔樁的工藝原理是由空心鉆桿內(nèi)部通入泥漿或高壓水,從鉆桿底部噴出,攜帶鉆下的土渣沿孔壁向上流動,由孔口將土渣帶出流人泥漿池。鉆孔樁技術具有設備簡單、操作方便、費用較低等優(yōu)點,適用于小直徑孔(直徑小于800 mm),但排渣能力較弱。因此,施工單位在應用鉆孔樁技術時,應當對其排渣能力弱的缺點進行分析,結合實際施工情況,提出合理化的解決措施,保證基坑支護施工的安全。
施工單位在進行鋼板樁、鉆孔樁施工的過程中,應當結合排水工程需求,事先做好鋼板樁或鉆孔樁周邊的排水布置工作,降低外部環(huán)境因素對于基坑支護的干擾,提升基坑支護結構質(zhì)量。
隨著市政工程的不斷開展,施工單位需要在基坑支護目標完成之后,進行鋼板樁的回收,做好建設資源的循環(huán)利用。因此,施工單位在進行鋼板樁支護結構搭建的過程中,應當結合資源循環(huán)利用的原則,采用抗?jié)B能力較強的材料進行基坑支護結構的搭建,降低施工環(huán)節(jié)雨水、土壤等因素對材料的侵蝕,保證后續(xù)材料的循環(huán)使用。此外,施工單位在基坑支護結構搭建的過程中,也應當做好排水結構的合理化設置工作,借助排水結構優(yōu)化,對基坑支護排水工作進行合理化調(diào)整,保障基坑排水的正常進行,不僅降低了基坑支護結構現(xiàn)場管理的難度,還有助于市政工程建設工作的有序開展[6]。
市政工程常用的基坑支護結構具有多種方式,施工單位應當加大對基坑支護結構的研究力度,根據(jù)市政工程質(zhì)量要求與施工場地地形、土質(zhì)等方面的不同因素影響,合理選擇基坑支護結構,既保證了市政工程施工的安全性,也有助于市政工程質(zhì)量的提升。