張 亮,徐歡歡,張坤杰,琚 波,徐豪樂(lè)
(中建八局第二建設(shè)有限公司,河南 鄭州 450000)
市政工程建設(shè)與城市居民日常生產(chǎn)生活息息相關(guān)。在很多市政工程建設(shè)中,都涉及到深基坑施工。為保證市政工程的深基坑施工質(zhì)量,有必要結(jié)合工程實(shí)際情況,在制定合理可行的施工工藝基礎(chǔ)上采取行之有效的質(zhì)量控制措施。
某廣場(chǎng)包含兩個(gè)地塊,分別為A2 地塊和B3地塊,其中,A2 地塊的總建筑面積約1.20 萬(wàn)m2,B3 地塊的總建筑面積約1.16 萬(wàn)m2。根據(jù)該廣場(chǎng)設(shè)計(jì)圖紙,需在B3 地塊進(jìn)行深基坑開(kāi)挖,為泵房基礎(chǔ)施工,總開(kāi)挖面積約346.77m2,基坑底部標(biāo)高-4.75m。
在深基坑開(kāi)挖施工中,若條件允許,應(yīng)進(jìn)行放坡開(kāi)挖,相較于采用支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行支檔后實(shí)施的垂直開(kāi)挖,該方法更為經(jīng)濟(jì)。但在放坡開(kāi)挖過(guò)程中,應(yīng)確定好土方邊坡,當(dāng)基坑深度小于5m 時(shí),邊坡具體數(shù)值以相關(guān)規(guī)范要求為依據(jù)確定[1]。
土方開(kāi)挖開(kāi)始前,應(yīng)先做好各項(xiàng)準(zhǔn)備工作;開(kāi)挖開(kāi)始后,則要充分考慮具體開(kāi)挖方法,一般以機(jī)械開(kāi)挖為主,輔以必要的人工;完成開(kāi)挖后,則要對(duì)揭露的特殊地基進(jìn)行相應(yīng)的處理。
施工準(zhǔn)備內(nèi)容有:對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行詳細(xì)查勘,掌握工程所在地區(qū)的地質(zhì)情況;根據(jù)設(shè)計(jì)要求的標(biāo)高進(jìn)行場(chǎng)地平整;按照施工要求進(jìn)行防洪排洪;按照施工測(cè)量要求進(jìn)行測(cè)量控制網(wǎng)的現(xiàn)場(chǎng)布置;將基坑開(kāi)挖施工需要使用的臨時(shí)設(shè)施設(shè)置到位[2]。
(1)對(duì)于面積較大的基坑,建議使用機(jī)械進(jìn)行開(kāi)挖。當(dāng)基坑深度小于5m 時(shí),可借助反鏟挖土機(jī)一次性開(kāi)挖到位,而當(dāng)基坑深度超過(guò)5m 時(shí),應(yīng)進(jìn)行分層開(kāi)挖,也可在開(kāi)溝道后借助正鏟挖土機(jī)實(shí)施開(kāi)挖。另外,在條件允許的情況下可設(shè)置鋼棧橋,然后借助抓斗挖土機(jī)對(duì)下層土方進(jìn)行開(kāi)挖,在基坑開(kāi)挖范圍內(nèi)還需配備小型推土機(jī)進(jìn)行土方堆集。對(duì)于面積和深度都很大的深基坑,建議進(jìn)行多層同時(shí)開(kāi)挖,開(kāi)挖產(chǎn)生的土方用自卸車(chē)盡快運(yùn)出[3]。
(2)為避免超挖,并確保邊坡坡度符合要求,可先采用機(jī)械開(kāi)挖到與設(shè)計(jì)要求的標(biāo)高相距20~30cm 的位置,然后采用人工將剩余的土方挖除,并進(jìn)行必要的修坡。
(3)采用人工進(jìn)行開(kāi)挖時(shí),應(yīng)分層分段其保持均衡的不斷向下開(kāi)挖。對(duì)于深度較大的基坑,每開(kāi)挖完1m 就需要對(duì)邊線與邊坡進(jìn)行一次檢查,以此及時(shí)發(fā)現(xiàn)和糾正偏差。
(4) 對(duì)于工藝要求嚴(yán)格且進(jìn)入到基巖層下部的基坑,可先采用爆破的方法進(jìn)行松爆,然后再進(jìn)行開(kāi)挖。施工中應(yīng)注意防止將基巖面或邊坡震壞[4]。
(5)對(duì)深度比鄰近建筑基礎(chǔ)深度大的基坑進(jìn)行開(kāi)挖時(shí),需保持適當(dāng)距離及坡度,否則施工中會(huì)對(duì)鄰近建筑基礎(chǔ)造成擾動(dòng)。若無(wú)法保持足夠的距離及坡度,則要在坡腳處進(jìn)行擋墻及支撐結(jié)構(gòu)的設(shè)置。
(6)土方開(kāi)挖時(shí),應(yīng)注意檢查基坑底部是否存在暗溝、洞穴及斷層等特殊地質(zhì),一旦發(fā)現(xiàn),應(yīng)立即上報(bào),并開(kāi)展進(jìn)一步探查,為之后的處理提供參考依據(jù)[5]。
(7)開(kāi)挖產(chǎn)生的土方應(yīng)盡快運(yùn)出。若需要臨時(shí)在現(xiàn)場(chǎng)堆土,或?qū)㈤_(kāi)挖的土方用于回填,則堆土坡腳和坑邊之間的距離要以土體類(lèi)別、基坑深度及邊坡坡度為依據(jù)確定。當(dāng)土體較為干燥且密實(shí)時(shí),需按不小于3m 控制,而當(dāng)土體較為松軟時(shí),需按不小于5m 控制。
(8)將基坑挖好之后,需將基坑底部抄平并進(jìn)行適當(dāng)修整。若基坑開(kāi)挖過(guò)程中局部超挖,則需要用素土及時(shí)回填并夯實(shí),或采用其它換填方式使密度與地基土完全相同。
(9)為防止開(kāi)挖對(duì)基坑底部造成太大的擾動(dòng),將基坑開(kāi)挖完成后應(yīng)盡可能縮短暴露的時(shí)間,并盡快開(kāi)始下一步施工。若無(wú)法立即開(kāi)始,則應(yīng)預(yù)留一層厚度為15~30cm 的土,在施工前將其挖除。
(1)如果基坑中存在松土坑,但面積不大,則先開(kāi)挖虛土,然后用壓縮性和坑底土體無(wú)太大差別的土進(jìn)行回填。若坑底土體為砂土,則可用砂或者是級(jí)配砂進(jìn)行回填,而若坑底土體為密實(shí)程度較高的粘性土,則需要用灰土進(jìn)行分層回填并夯實(shí)。
(2)當(dāng)松土坑面積較大時(shí),已經(jīng)超過(guò)了基坑的邊緣,且由于受到各方面因素的限制導(dǎo)致盡可能基坑壁無(wú)法開(kāi)挖至天然土層時(shí),需對(duì)這一范圍內(nèi)的基坑進(jìn)行適當(dāng)加寬。若使用砂土或者是砂石進(jìn)行回填,則在基坑每個(gè)邊側(cè)都要按照1:1 的坡度進(jìn)行放坡;若使用灰土進(jìn)行回填,則在基坑每個(gè)邊側(cè)都要按照0.5:1 的坡度進(jìn)行放坡[6]。
(3)如果基礎(chǔ)下部部分位置存在大塊巖石、構(gòu)造物或基巖,應(yīng)盡量將其挖除,避免建筑物因局部處在硬物上產(chǎn)生不均勻沉降導(dǎo)致開(kāi)裂,若無(wú)法挖除,需按照30~50cm 的深度將硬物鑿除,然后用土砂混合物進(jìn)行回填,并將其夯實(shí)。
(4)如果基礎(chǔ)一部分處在基巖或者是硬質(zhì)土層,而另外一部分處在軟土層上,則需要對(duì)處在軟土層的部分采用支承墻砌筑的方法進(jìn)行處理,并在基礎(chǔ)底板進(jìn)行適當(dāng)?shù)呐浣睿源藢?duì)交界處地基變形進(jìn)行協(xié)調(diào),防止因應(yīng)力集中導(dǎo)致開(kāi)裂。
該工程深基坑所用支護(hù)形式為小型砌體擋墻與鋼板樁相結(jié)合的形式。其中,在施工現(xiàn)場(chǎng)的臨時(shí)道路旁邊按照2.5m 的高度砌筑擋墻;在鋼板樁施工時(shí),先在現(xiàn)場(chǎng)塔吊的旁邊以一字形設(shè)置槽鋼,然后在地上其中一端使用橫向槽鋼通過(guò)焊接形成一排,最后在4m 的范圍內(nèi)對(duì)兩點(diǎn)進(jìn)行固定,并用繩索實(shí)施兩端斜拉。
鋼板樁施工工藝流程為:建筑定位→板樁定位放線→開(kāi)挖溝槽→安裝導(dǎo)向架→沉打鋼板樁→拆除導(dǎo)向架支架→第一層支撐位置開(kāi)挖溝槽→安裝第一層支撐與圍檁→開(kāi)挖第一層土→安裝第二層支撐與圍檁→開(kāi)挖第二層土→安裝第三層支撐與圍檁→開(kāi)挖第三層土→安裝最后一層支撐與圍檁→開(kāi)挖最后一層土,即到達(dá)設(shè)計(jì)要求的標(biāo)高→基礎(chǔ)承臺(tái)施工→填土或換撐→拆除最下層支撐→地下室墻體施工→填土或換撐→拆除所有支撐→地下室頂板施工→回填→拆除鋼板樁。
鋼板樁打設(shè)方法為:先用吊車(chē)將預(yù)制完成的鋼板樁吊運(yùn)到插點(diǎn)部位準(zhǔn)備插樁。在插樁的過(guò)程中將鎖口對(duì)準(zhǔn),插入一塊鋼板樁后立即套入樁帽,并輕微錘擊;打樁時(shí),為了使鋼板樁保持垂直,需使用兩臺(tái)經(jīng)緯儀進(jìn)行控制;為避免鎖口中心線發(fā)生位移,需在打樁方向上設(shè)置卡板,并在圍檁上通過(guò)計(jì)算確定各板樁的具體位置,為安裝時(shí)的檢查與校正提供方便;前兩塊板樁具體位置與方向必須準(zhǔn)確無(wú)誤,起到樣板的作用,一般每打入1m 便進(jìn)行一次測(cè)量,打入到要求的深度后,用鋼筋或者是鋼板進(jìn)行焊接固定。
因板樁墻長(zhǎng)度有些情況并非其標(biāo)準(zhǔn)寬度整數(shù)倍,或軸線相對(duì)復(fù)雜,或搭設(shè)鋼板樁的過(guò)程中發(fā)生傾斜,同時(shí)鎖口處存在空隙,導(dǎo)致板樁墻封閉合攏無(wú)法進(jìn)行,此時(shí)應(yīng)通過(guò)軸線修整加以解決。該修整方法是指通過(guò)調(diào)整閉合軸線長(zhǎng)度及位置進(jìn)行封閉合攏,一般情況下將短邊角部作為封閉合攏的位置,其具體操作方法為:在長(zhǎng)邊方向上打設(shè)到與轉(zhuǎn)角樁相距8塊樁的位置暫時(shí)停止打設(shè),并測(cè)量和轉(zhuǎn)角樁之間的距離;在短邊方向采用相同的方法進(jìn)行處理;以長(zhǎng)短兩個(gè)方向上的增加長(zhǎng)度及轉(zhuǎn)角樁尺寸為依據(jù),分開(kāi)短邊方向上的圍檁及圍檁樁,并借助千斤頂不斷向外側(cè)頂出,即沿軸向外平移。經(jīng)檢查確認(rèn)合格后,重新對(duì)圍檁與圍檁樁進(jìn)行焊接固定;沿長(zhǎng)邊方向進(jìn)行插樁,在到達(dá)轉(zhuǎn)角樁的位置后,轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)沿短邊方向進(jìn)行鋼板樁的插打;根據(jù)修正后的軸線沿短邊方向繼續(xù)向前插打,最后一塊封閉合攏的鋼板樁,設(shè)在短邊方向從端部算起的第三塊板樁的位置處。
該深基坑施工中,應(yīng)采取以下措施做好質(zhì)量控制,以保證深基坑施工質(zhì)量。
(1)做好軸線定位現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。經(jīng)檢測(cè)確認(rèn)與規(guī)范要求相符后,通過(guò)計(jì)算確定標(biāo)高尺寸,在開(kāi)挖之前必須檢測(cè)基坑自然標(biāo)高,并放出相應(yīng)的開(kāi)挖邊線,為之后的開(kāi)挖施工提供可靠依據(jù)。
(2)開(kāi)挖過(guò)程中需在施工現(xiàn)場(chǎng)安排專(zhuān)人對(duì)機(jī)械操作進(jìn)行指揮。操作人員應(yīng)有豐富的施工經(jīng)驗(yàn),嚴(yán)格按照指揮人員的指令進(jìn)行操作。
(3)深基坑土方開(kāi)挖時(shí),應(yīng)安排測(cè)量專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行跟蹤監(jiān)測(cè),確保開(kāi)挖邊線、坡度及槽底標(biāo)高都能達(dá)到規(guī)范與設(shè)計(jì)提出的要求。
(4)采用機(jī)械進(jìn)行土方開(kāi)挖時(shí)應(yīng)結(jié)合天氣情況對(duì)人工清底厚度予以適當(dāng)調(diào)整,如果天氣發(fā)生明顯變化,如預(yù)報(bào)有雨,則應(yīng)增加人工清底的厚度,以免地基土被雨水浸泡。
(5)在土方開(kāi)挖開(kāi)始前,需要向挖掘機(jī)的操作人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)樁位情況進(jìn)行準(zhǔn)確交底,并在挖土?xí)r密切關(guān)注,防止開(kāi)挖破壞成樁。
(6)在基坑的周?chē)鷳?yīng)按照設(shè)計(jì)要求開(kāi)挖排水溝,并與地面上的排水管相連,以此避免地表上的雨水在基坑中匯集,導(dǎo)致邊坡受到雨水的沖刷而失穩(wěn)坍塌;所有集水坑與排水明溝都要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)平面圖進(jìn)行布置,并結(jié)合排水要求配備數(shù)量足夠的水泵。
要有效保證深基坑支護(hù)施工的安全等級(jí),本次深基坑的支護(hù)安全等級(jí)為二級(jí),建筑工程西側(cè)區(qū)域支護(hù)結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為三級(jí)現(xiàn)場(chǎng),基坑監(jiān)測(cè)工作過(guò)程中需要根據(jù)安全等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)立起二級(jí)監(jiān)測(cè)工作標(biāo)準(zhǔn)?;又ёo(hù)結(jié)構(gòu)使用年限均為一年。由業(yè)主委托有資質(zhì)的第三方監(jiān)測(cè)單位對(duì)該深基坑實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè),監(jiān)測(cè)單位編制監(jiān)測(cè)方案,基坑監(jiān)測(cè)應(yīng)根據(jù)基坑等級(jí)決定監(jiān)測(cè)的布點(diǎn)及時(shí)間間隔,監(jiān)測(cè)方案經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)認(rèn)可后實(shí)施。施工期間,施工單位獨(dú)立對(duì)基坑進(jìn)行相應(yīng)的監(jiān)測(cè)和日常派專(zhuān)人巡查檢查,監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)記錄完備并報(bào)監(jiān)理單位確認(rèn)。在開(kāi)挖工作之前,項(xiàng)目部安排專(zhuān)人對(duì)周邊的建構(gòu)筑物進(jìn)行拍照或錄像作為原始資料備查,同時(shí)請(qǐng)相應(yīng)單位確認(rèn),取證存檔,避免施工后引起不必要的糾紛。在施工過(guò)程中加強(qiáng)信息管理,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)與相應(yīng)單位溝通,做到動(dòng)態(tài)跟蹤施工。各監(jiān)測(cè)項(xiàng)目及各次監(jiān)測(cè)均應(yīng)在現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)確記錄。各次監(jiān)測(cè)完畢后1 日內(nèi)將監(jiān)測(cè)結(jié)果反饋至項(xiàng)目部。監(jiān)控出現(xiàn)異常時(shí),應(yīng)立即回填反壓,分析原因,并制定加固方案進(jìn)行加固。監(jiān)測(cè)結(jié)果必須附數(shù)據(jù)和圖表說(shuō)明,標(biāo)明變化速率和累計(jì)變化值,發(fā)現(xiàn)異常變化情況須分析原因并及時(shí)報(bào)告。各項(xiàng)監(jiān)測(cè)的時(shí)間間隔可根據(jù)施工進(jìn)程確定。當(dāng)觀測(cè)指標(biāo)超過(guò)警戒值或場(chǎng)地條件變化大時(shí),及時(shí)報(bào)警并增加觀測(cè)次數(shù),當(dāng)有危險(xiǎn)事故預(yù)兆時(shí)進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)。
綜上所述,深基坑施工是很多市政工程建設(shè)的一項(xiàng)重要基礎(chǔ)工作,無(wú)論是對(duì)市政工程的后續(xù)建設(shè)還是使用,都有很大影響,因此必須引起相關(guān)人員的高度重視。目前,該廣場(chǎng)深基坑施工已經(jīng)順利完成,且經(jīng)檢查確認(rèn)施工質(zhì)量合格,基坑及其邊坡均保持穩(wěn)定可靠,說(shuō)明以上施工工藝與質(zhì)量控制措施合理可行,值得類(lèi)似市政工程深基坑施工參考借鑒。