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摘要:为了提升城市复杂环境条件下深基坑施工质量水平,要结合施工技术要点落实精细化施工操作,全面分析城市复杂地质情况,按照地质勘察分析、技术交底等流程提高施工技术统筹效果,从而优化工程施工整体质量。本文简要介绍了城市深基坑施工技术要点,并结合案例对具体工程施工技术方案展开讨论。
关键词:城市复杂环境;深基坑施工;工程方案
伴随着城市建设进程的不断推进,深基坑施工项目的质量水平受到了更多的关注,要充分了解城市复杂地质环境特点,匹配精细化水平较好的施工流程,打造安全、科学、可靠的施工方案,促进工程可持续发展。
1城市深基坑施工技术要点
第一,深基坑工程施工前,要充分了解城市复杂地质形态,明确基坑周边地表水、地下水等基础情况,并且了解排放方式等,有效结合实际情况落实更加精准的控制方案,落实“预防为主”的管理原则,维持基坑施工的综合安全水平。第二,要了解基坑周边建筑物的基础型和埋深参数、上部结构情况等,从而明确基坑施工的要点,保证基坑施工不会对周围环境以及建筑物的使用安全产生影响。第三,要结合实际勘测信息和数据进行施工方案的编制工作,保证施工方案的细节更加明确和清晰,并且制订切实有效的管理流程,针对可能存在的问题予以预估,制订相应的处理对策,从而维持整体应用控制的规范效果。第四,若是降水环境施工,则需要选取1~2个具有代表性的井进行抽水试验分析,校准水文地质参数,并且保证降水井施工效果满足规范要求。第五,要严格控制基坑土方开挖量,避免超挖等问题对工程工况产生的影响。
2城市复杂环境条件下深基坑工程方案
在城市深基坑工程施工项目方案确定过程中,要充分结合城市地下复杂的环境特点,落实更加科学合理的工程方案,从而维持施工规范性和科学性,最大程度上实现工程项目综合管理的目标,实现经济效益和社会效益的和谐统一。
2.1工程案例
本文以天津某工程项目为例,工程项目占地面积为5679m2,建筑26层,总建筑高度为94.7m,结合工程项目详细的勘察结果可知,工程项目场地内地层分别为“粉质粘土、粉土、粘土、杂填土”,结合钻探揭露的情况,场地内的土层具体情况见表1。
2.2工程难点
依据工程项目的实际情况,确定基坑位置的周长是540m,平均开挖深度15.75m,最大开挖深度为19.7m,并且,土层渗透系数较小,土层中粉砂层占比较大,对基坑降水和开挖会产生相应的影响。依据基坑周边情况确定支护方案,采取灌注桩、水泥搅拌桩止水帷幕和地连墙等综合方式完成支护处理。与此同时,结合工程项目不同区段的情况以及地上结构特点、荷载参数,完成不同直径、不同配筋以及不同高度支护桩的处理,从而最大程度上维持应用效果。
2.2.1初步方案设计
第一,支护桩结构的顶部设置了连续冠梁结构,冠梁的高度维持在800mm左右,对应的宽度和支护桩桩径尺寸一致,长度则是沿着基坑周长延续,约为540m,确保连续冠梁和支护桩结构在平面排架共同作用下维持一致。第二,边坡位置利用的是80mm厚C20喷射混凝土,作为整体结构的挡土板予以覆盖。第三,结合工程特征和土质情况,止水帷幕采取的是水泥搅拌桩围基槽一圈形成封闭状模式,桩径为700mm,并且在基槽的东侧、西侧和北侧分别设置单排水泥搅拌桩。支护结构则采取单排混凝土灌注桩,桩径分别为800mm或者是1000mm,桩长设置为17.7~23.6m,利用S12抗渗混凝土,有效提升防水止水效果。第四,工程预应力锚索是借助桩结构成孔直接与锚具、钢板连接的方式予以自护处理,预应力锚索采取的是尺寸为Ф15.2mm的预应力钢绞线,在计算分析后,确定锚索和水平夹角为15°,支护桩锚固段的长度为3.5~5.0m。第五,地连墙质量保障机制,槽段开挖操作开始前,要进行现浇混凝土导墙处理,深度设置为2m,导墙位置弹出地界线,并且设定中线控制点、标高控制点,以保证钢筋笼位置的合理性,挖槽处理要随时进行检测,减少超挖等问题。并且,槽段开挖工作后要进行槽底的清理,置换泥浆,保证泥浆比重<1.2,沉淀物淤积厚度<200mm,钢筋笼槽段的接缝位置要采取“E”型止水钢板,维持焊缝的严密性,避免漏水问题。
2.2.2复杂地质环境
第一,因为工程项目位于商务核心区,地块组成较多,规划中区内市政中环地下交通环廊种类较多,加之各个地块预留分车道和支管廊较多,这就使得地下环廊对基坑施工产生了一定程度上的影响。另外,环廊设计地下为2层,一层为停车场,一层为管线铺设层,设计埋深为8.0~12.5m。第二,对于整个工程项目而言,环廊结构在基坑北半环位置,结构距离本基坑设计支护桩2.4m,因为环廊结构是在基坑施工项目开始前落实,因此,施工地下结构操作中采取的是放坡开挖的模式,因为周边地块还处于未动工的状态,使得基坑放坡参数并没有非常明确,多数基坑放坡上口线都在本地块的红线范围内,甚至侵入设计基坑边线2~3m。依据当地安全监督部门的相关标准,若是两侧均具有基坑施工环境,则支护系统后方要避免三角形小段土方影响整体工程质量,减少垮塌造成的安全意外和事故。结合现场环廊基坑结构放坡状态可知,原设计结构要结合现场情况进行实时性调控,结合回填时间对其进行设计整改,从而针对可暂不回填的结构予以施工支护桩处理,维持回填标高调整效果。需要注意的是,回填土是松软且不密实的土质结构,这就使得支护桩成孔处理和操作过程受限,甚至会出现塌孔等安全事故。所以,要结合不同的回填区域深度利用钢护筒辅助的方式完成机械成孔,并且利用16mm厚钢板制作模式,护筒内径达到D+200mm以上,D表示设计桩径,护筒高度要结合回填区厚度予以设计处理,保证回填土厚度护筒高度在2~5m之间。第三,环廊结构设计中主要结构是支管廊,预留的分车道以及疏散通道等,作为环廊结构的末端,会进入到地下室外墙。也使得支护结构修筑空间较小,最窄的位置净距甚至低于1.2m。因此,原有设计方案中设计的1.2m直径桩无法落实有效施工,需要借助增加配筋的方式设置预应力锚索,有效补偿桩径的损失,从而确保整体设计效果的合理性。除此之外,要保证整体施工的合理性就要适当减少桩径尺寸,借助配筋增加的方式维持预应力锚索补偿桩径损失的方案,要想维持成孔机械的施工作业面,就要对地下室外墙进行单边支模施工处理,最大程度上维持应用效果。第四,施工区域外墙防水是在外墙施工支护结构施工后,结合支护桩和分车道接驳口进行支护处理,维持支护桩的应用效果。
2.3解决方案
在全面分析施工现场实际情况后,结合相邻深基坑情况进行对应的处理,维持整体施工效果,确保综合施工效率的最优化。本地块东侧是环廊出地面车道,车道中心线设定为红线,车道的东侧设定为15m深基坑,因此,在施工工程项目操作开始前,要对基坑地下室底板施工情况进行汇总,确保基坑支护结构内侧间距16~17.5m之间,依据支护体系进行排桩加锚拉喷锚支护处理,维持整体应用效果。与此同时,预应力锚索是桩间锚固控制模式,借助工字钢腰梁锚拉支护桩进行处理,因此距离较近,保证基坑预应力锚索支护线应用控制的合理性。第一,支护桩成孔区域和土方开挖过程,要确保预应力锚索的稳定性和安全性,并且维持侧支护体系的安全效果。本侧锚索长度若是超出对侧基坑线长度,在锚索成孔后要避免打穿对侧支护造成支护体系损害无法注浆。第二,施工操作开始前,施工人员要对侧支护体系进行综合分析和细节管理,调控本侧支护体系的具体结构,并且避免相邻基坑之间施工产生的影响,维持施工的安全性。基于此,施工部门要与基坑设计单位等进行技术交底,精确分析图纸中相关信息,并且完成放样分析管理工作。经过放样分析后可知,本侧锚索设计长度为19m,倾斜15°后可满足侧支护桩内侧应用要求,要想避免穿孔问题对整体施工产生的影响,决定在支护桩桩间设置结构,及时分析侧基坑情况,一旦出现异常立刻停止。
2.4后续跟踪
因为工程项目处于特殊环境条件下,因此,在施工结束后要聘请第三方单位进行变形监测,结合监测方案、动态数据以及监测报告等汇总,以保证业主、设计方以及施工方能全面控制安全操作流程,确保支护结构应用效果满足整体设计方案。最后认定,支护结构顶部最大水平位置要控制在0.3%H以下,H表示的是相应开挖深度,且数值若是超出标准,就要配合对应的加固处理工序。另外,周边相邻基坑关系设计要满足标准(见图2),将相关数值控制在允许范围内。以下为控制数值和报警数值:(1)基坑支护桩水平位置累积数值30mm、速率为2mm/d;(2)基坑支护桩竖直位移累积数值为30mm、速率为2mm/d;(3)建筑物垂直位移累积数值为30mm,速率为2mm/d。除此之外,要对基坑平面位移、周边建筑物基坑开挖前观测等基准点予以控制,维持合理可控的监测频率,最大程度上提高整体施工效率,保证施工质量满足预期。
3结语
总之,城市复杂地质环境会对工程项目整体过程产生影响,要想提升工程质量水平,就要明确工程技术要点,充分结合工程基坑实际施工环境和条件,落实更加科学的协调机制,保证各部门都能按照变更要求展开相应工作,提高基坑工程施工质量和安全,为建筑工程可持续进步奠定坚实基础。
作者:穆凤麟 单位:天津市住房和城乡建设综合行政执法总队