譚瓏
(婁底市住建人防行業(yè)從業(yè)人員崗位資格服務(wù)中心,湖南 婁底417000)
地基基礎(chǔ)工程是房屋建筑工程的重要內(nèi)容, 其會(huì)直接影響房屋建筑工程的建設(shè)質(zhì)量, 間接影響房屋建筑工程后續(xù)應(yīng)用的安全性,因此,需要對(duì)地基基礎(chǔ)工程進(jìn)行深入研究。 相比于其他工程,地基基礎(chǔ)工程大部分位于地面以下,屬于隱蔽工程,對(duì)施工質(zhì)量要求較高,因此,施工難度較大。 為此,需要落實(shí)地基基礎(chǔ)工程的各項(xiàng)內(nèi)容, 科學(xué)消除房屋建筑工程各項(xiàng)安全隱患, 建設(shè)安全可靠的房屋建筑工程, 滿足企事業(yè)單位生產(chǎn)、運(yùn)營(yíng)需求,提升社會(huì)公眾居住質(zhì)量[1]。
根據(jù)房屋建筑工程類型的差異, 地基基礎(chǔ)工程造價(jià)成本占總投資比例不同。 比如,磚混混凝土房屋建筑工程,地基基礎(chǔ)工程造價(jià)占總投資成本的20%~40%;如果是框架低層房屋建筑工程或是多層房屋建筑工程,該比例為20%~30%;對(duì)于框剪高層房屋建筑工程, 地基基礎(chǔ)工程造價(jià)占總投資成本的30%~50%,以不含有精裝修的房屋建筑工程為例,建筑工程結(jié)構(gòu)成本占總投資成本的50%~60%,地基基礎(chǔ)工程成本約占建筑結(jié)構(gòu)成本的50%, 即地基基礎(chǔ)工程成本約占整個(gè)房屋建筑工程總造價(jià)的25%~30%。 意味著如果地基基礎(chǔ)工程各項(xiàng)工作沒(méi)有處理妥當(dāng),不僅會(huì)增加房屋建筑工程的造價(jià)成本,也會(huì)增加房屋建筑各個(gè)方面的建設(shè)成本, 嚴(yán)重影響了房屋建筑工程的經(jīng)濟(jì)效益,會(huì)對(duì)相關(guān)單位造成負(fù)面影響,不利于整個(gè)建筑行業(yè)的長(zhǎng)期穩(wěn)定發(fā)展。 為此,需要落實(shí)房屋建筑地基基礎(chǔ)工程的施工作業(yè), 使房屋建筑投資成本得到有效控制, 保障投資單位、施工單位等相關(guān)單位的可持續(xù)發(fā)展。
地質(zhì)勘探作業(yè)可以為建筑設(shè)計(jì)和施工提供詳細(xì)的地質(zhì)資料,便于制訂科學(xué)合理的設(shè)計(jì)方案和施工方案,因此,施工前的地質(zhì)勘察工作非常重要。 勘探人員需要聯(lián)系當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)部門,取得有關(guān)房屋建筑工程所在區(qū)域的水文、地質(zhì)等詳細(xì)信息,再使用精密勘探設(shè)備測(cè)量各項(xiàng)數(shù)據(jù),確??碧綌?shù)據(jù)的精度,在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)完善的地基基礎(chǔ)工程施工方案及房屋建筑工程建設(shè)方案,從源頭解決可能存在的安全隱患[2]。
本文主要對(duì)基坑支護(hù)技術(shù)中的逆作法和排樁法兩種施工方法進(jìn)行論述。
2.2.1 逆作法
逆作法適用于對(duì)具有1 層及以上地下室結(jié)構(gòu)房屋建筑,將地下結(jié)構(gòu)作為施工起點(diǎn), 采用從上到下的方式逐層進(jìn)行施工作業(yè)。 以擁有地上63 層、地下4 層結(jié)構(gòu)的北京國(guó)貿(mào)購(gòu)物中心大廈B 座為例,其基坑施工時(shí),需要沿著房屋建筑地下室的四周部分進(jìn)行連續(xù)墻或是密排樁施工, 并在房屋建筑的相關(guān)位置澆筑支撐樁、支撐柱,構(gòu)成逆作豎向承重體系,主要用作在底板封底前,支撐上部結(jié)構(gòu)和施工作業(yè)帶來(lái)的荷載。 在土方開(kāi)挖抵達(dá)第一層地下室底面標(biāo)高后, 完成第一層地下室梁板結(jié)構(gòu)的澆筑工程。 確認(rèn)其符合施工設(shè)計(jì)方案強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)后,其可以作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)水平支撐應(yīng)用。 再逐層向下開(kāi)挖土方,對(duì)地下各層結(jié)構(gòu)進(jìn)行澆筑作業(yè),在完成底板封底作業(yè)后結(jié)束。 因?yàn)榇藭r(shí)地下室頂面結(jié)構(gòu)已經(jīng)完成施工作業(yè), 可以為房屋建筑地上部分結(jié)構(gòu)施工提供必要條件,所以,在開(kāi)展地下各層結(jié)構(gòu)施工的同時(shí), 可以對(duì)地上部分項(xiàng)目開(kāi)展逐層結(jié)構(gòu)施工, 實(shí)現(xiàn)地上、地下同步施工。
在深基礎(chǔ)、 地質(zhì)復(fù)雜等特殊情況使用的逆作法基層支護(hù)技術(shù),大約可以縮短1/3 施工周期,可以讓地下空間得到最大限度的開(kāi)發(fā)利用,有效增大地下室建筑面積。 但是,支撐位置會(huì)受到地下室層高較為嚴(yán)重的限制。 如果地下室層高偏大,還需要額外設(shè)置水平支撐,或者增加圍護(hù)墻斷面與配筋。 而且,土方開(kāi)挖作業(yè)是在頂部封閉時(shí)進(jìn)行,基坑中還有一些支撐柱、井點(diǎn)管,無(wú)法通過(guò)大型機(jī)械設(shè)備進(jìn)行土方開(kāi)挖作業(yè),在一定程度上增加了基坑支護(hù)的難度[3]。
2.2.2 排樁法
排樁法主要應(yīng)用在基坑側(cè)壁安全等級(jí)為一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)等施工條件中,排樁頂部需要和鋼筋混凝土冠梁進(jìn)行連接,要求冠梁寬度需要超過(guò)樁徑寬度, 冠梁高度則要超過(guò)冠梁寬度0.6 倍,使用強(qiáng)度等級(jí)超過(guò)C25 的混凝土。 可以將排樁法基坑支護(hù)技術(shù)細(xì)分為以下幾種。 對(duì)于懸臂式排樁支護(hù),將排樁作為擋土結(jié)構(gòu)使用,并讓樁頂和冠梁一同構(gòu)成懸臂式排樁支護(hù),主要應(yīng)用在開(kāi)挖深度低于6 m、擁有良好地質(zhì)條件的地基。 可以選擇沖孔、鉆孔灌注樁,或是預(yù)制樁,要求懸臂式排樁結(jié)構(gòu)的最小樁徑為600 mm,樁間距則要以排樁受力、土質(zhì)穩(wěn)定性綜合判斷。 對(duì)于內(nèi)支撐排樁支護(hù),使用排樁或者排樁+截水帷幕方式的擋土結(jié)構(gòu), 適合多種開(kāi)挖深度的基坑條件。 通常情況下,會(huì)使用沖孔鉆孔灌注樁、沉管灌注樁等。 鋼筋混凝土的對(duì)撐、角撐作為內(nèi)支撐使用,根據(jù)基坑深度,還需要額外增加水平支撐。 對(duì)于拉錨式排樁支護(hù),需要由排樁、外側(cè)拉錨系統(tǒng)共同構(gòu)成,相比于內(nèi)支撐排樁支護(hù),拉錨式排樁支護(hù)造價(jià)成本偏低,但是需要保證外側(cè)拉錨系統(tǒng)擁有足夠施工空間[4]。
在開(kāi)展土方開(kāi)挖作業(yè)時(shí),測(cè)量人員需要全程跟隨,通過(guò)水準(zhǔn)儀對(duì)挖土深度、寬度做跟蹤式測(cè)量,隨時(shí)檢查基坑面標(biāo)高是否符合施工設(shè)計(jì)方案。 在土方開(kāi)挖接近基底時(shí),需要強(qiáng)化標(biāo)高測(cè)量, 把控土方開(kāi)挖深度, 避免開(kāi)挖作業(yè)對(duì)基底土層造成擾動(dòng),影響房屋建筑后續(xù)應(yīng)用。 可以使用挖土機(jī),采用倒退行駛方式開(kāi)展開(kāi)挖作業(yè)。 施工人員需要關(guān)注基坑灰線,避免出現(xiàn)挖偏的情況。 開(kāi)挖的土方需要使用自卸汽車移動(dòng)到施工區(qū)域的指定區(qū)域進(jìn)行堆放, 禁止將開(kāi)挖土方隨意堆放在基坑周邊區(qū)域。 人工需要配合機(jī)械設(shè)備完成土方開(kāi)挖作業(yè),并通過(guò)手推車等,將土方運(yùn)送到機(jī)械設(shè)備施工區(qū)域內(nèi),便于機(jī)械設(shè)備運(yùn)輸土方。 如果是中風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化等泥質(zhì)砂巖,需要使用液壓錘對(duì)一部分泥質(zhì)砂巖做有效破除作業(yè), 逐步達(dá)成預(yù)期的土方開(kāi)挖目標(biāo)。 如果在土方開(kāi)挖期間遇到地下水涌出情況,需要在基坑底部挖出一個(gè)800 mm×800 mm×1 500 mm 的集水井, 用于存儲(chǔ)地下水,再使用自吸泵將地下水轉(zhuǎn)移到指定排水管道中。 在開(kāi)展土方開(kāi)挖作業(yè)期間,需要做好以下工作。
1)預(yù)先開(kāi)展土方方格網(wǎng)測(cè)繪作業(yè),明確控制定位線,并使用石灰粉標(biāo)記基坑、基槽的開(kāi)挖邊線,進(jìn)而提升土方開(kāi)挖精度。
2)如果使用反鏟挖掘機(jī)進(jìn)行土方開(kāi)挖作業(yè),需要在墊層底標(biāo)高之上預(yù)留厚度為300 mm 的土層,由施工人員通過(guò)人工方式進(jìn)行清理,避免出現(xiàn)斷樁情況,保證地基土的穩(wěn)定性。
3)嚴(yán)格遵循先深后淺的基坑開(kāi)挖順序。
4)支撐結(jié)構(gòu)放坡頂部的2 m 區(qū)域內(nèi),不能有土方堆載情況。 自卸汽車需要和基坑頂部邊緣位置保持2 m 的距離,避免影響基坑邊坡支撐效果。 需要由專人負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)基坑邊坡穩(wěn)定性,出現(xiàn)特殊情況及時(shí)向現(xiàn)場(chǎng)管理人員匯報(bào)情況。
5)如果土方開(kāi)挖作業(yè)中,出現(xiàn)土層實(shí)際條件和地質(zhì)檢測(cè)報(bào)告不匹配的情況,或者出現(xiàn)暗溝、暗塘等不良地基,需要及時(shí)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)管理人員, 由其聯(lián)系勘探、 設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)的專業(yè)人員,到施工現(xiàn)場(chǎng)研究問(wèn)題、解決問(wèn)題[5]。
如果房屋建筑地基的含水量偏高, 無(wú)法保證房屋建筑后續(xù)應(yīng)用質(zhì)量, 需要通過(guò)排水固結(jié)法讓其中的自由水可以順利從土體細(xì)縫中排出,有效固結(jié)地基土層,控制軟土的含水量,降低孔隙率, 讓地基獲得更高的抗壓性能, 提升其抗拉剪強(qiáng)度。 排水固結(jié)法主要有以下兩種方法。
第一種,砂井法。 需要將砂井預(yù)先設(shè)置在待處理的地基軟土層內(nèi),向砂井上部鋪設(shè)足夠重量的砂墊、排水帶,提升地基軟土排水量,有效縮短排水間距,讓軟土層在順利排水的同時(shí)快速固結(jié),在短時(shí)間內(nèi)即可讓軟土地基實(shí)現(xiàn)快速固結(jié)。 砂井法施工成本較低,沒(méi)有過(guò)于復(fù)雜的操作程序,主要應(yīng)用在含水量大、透水性低的地基條件中。
第二種,電滲法。 利用直流式電動(dòng)力向軟土地基提供穩(wěn)定的電場(chǎng),使地基中攜帶的水分子分解成帶電微粒,在電場(chǎng)中完成定向運(yùn)動(dòng),最終使地基自由水跟隨電場(chǎng)順利排出,進(jìn)而達(dá)成排水固結(jié)的預(yù)期目標(biāo)[6]。
需要注意,如果在房屋建筑地基基礎(chǔ)工程施工過(guò)程中,出現(xiàn)較大幅度的沉降、傾斜狀況,需要立即停止當(dāng)前施工作業(yè),并與勘探單位、設(shè)計(jì)單位取得聯(lián)系,詳細(xì)分析當(dāng)前地基基礎(chǔ)工程情況,確認(rèn)現(xiàn)有的房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否存在問(wèn)題,并設(shè)計(jì)有效的應(yīng)對(duì)措施,在減少后續(xù)衍生問(wèn)題與返工成本的基礎(chǔ)上,優(yōu)化房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案,提升地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量。
綜上所述, 房屋建筑地基基礎(chǔ)工程施工涉及多項(xiàng)專業(yè)技術(shù),在實(shí)際應(yīng)用中,需要以地基基礎(chǔ)工程施工條件為準(zhǔn),設(shè)計(jì)內(nèi)容詳細(xì)的施工方案,關(guān)注各項(xiàng)細(xì)節(jié)內(nèi)容,消除可能出現(xiàn)的安全隱患。 希望更多房屋建筑施工單位可以對(duì)地基基礎(chǔ)工程施工技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)性分析,以便建造更多高質(zhì)量房屋建筑,推動(dòng)建筑行業(yè)可持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。