杨晓燕
中铁第六勘察设计院集团有限公司, 天津,300133
摘要:在复杂地质条件下深基坑支护施工很容易出现各种问题,尤其是地质条件复杂且地下存在诸多障碍物的施工现场。障碍物较多,施工过程任何一个环节都易产生较为严重的问题,如水泥搅拌桩支护、混凝土浇筑、预应力锚索施工等等。针对这些问题,本文进行了详细分析,阐述了在实际建设施工过程中针对容易出现的问题应该采取的应对措施。
关键词:复杂地质;深基坑;支护施工;出现问题;对策
近几年建筑事业发展越来越快,为了合理利用空间,大部分建筑都朝着地下、郊区发展,这些地区并不具备方便快速建设施工的优势,甚至在工程建设过程中会遇到多种复杂地质,这样不仅增加了施工难度还进一步提高了施工风险,针对此类情况需要采取合理的措施进行处理。文章以高水位、周边复杂地质条件为例分析了深基坑支护容易出现的问题并给出了相应的措施办法。
1.对建筑深基坑支护施工的认识
在进行深基坑支护设计的时候需要根据建筑物总面积设计图、岩土工程勘察报告、周边建构筑物调查资料、基坑周边地质情况、管线分布情况、现场勘察情况等进行全面分析,确定基坑的实际开挖深度。施工过程中在对基坑与周边建构筑物之间的关系、建筑现场基坑安全等级等有详细了解的基础上,结合实际施工经验合理选择降水措施、支护结构类型等,分析场地岩土工程的结构情况、物理力学特性,充分了解荷载与相邻建筑物与地下管线的特征,考虑在施工过程中能够承受的变形能力,仔细考虑施工情况,根据时间与空间效应来计算地下结构施工中需要承受的各种应力,以及计算支护结构本身可能存在的变形,同时分析结构构件的强度、刚度等。基坑支护是一个结构体系,应该要满足稳定性、变形的需要。这里也就是常规所说的具备充足的承载能力,承载极限状态与正常极限状态。这要求基坑支护设计要有足够的安全系数,确保边坡安全稳定,控制变形、位移,不能对周围建筑物造成影响。设计人员在具体设计过程中需要充分考虑各方面因素,比如在结构变形计算方面,设计人员需要尽量保证各个项目数据、结果的真实性与准确性,能够降低风险的发生。同时计算正确也可以预防安全事故的产生,针对隐患及时提出解决方案。基坑施工在建筑施工中是非常重要的环节,基坑施工质量与建筑地下结构质量、结构施工质量、安全、进度、建筑周围结构、管线、市政道路的使用均有联系,重视深基坑支护施工技术的运用,才能够保证建筑物的稳定与安全。
2.深基坑支护施工技术
在目前的建筑施工中,常见的施工技术有地下连续墙施工、土钉墙支护、排桩支护、搅拌桩支护、柱列式灌注桩、钢板桩支护技术。基坑深度在10m以上的基坑主要采用的支护措施有连续墙、排桩支护、柱列式灌注桩等等。针对地质条件环境并不复杂,且基坑深度在15m以下的基坑工程,可以使用土钉墙支护。土钉墙支护措施主要运用在地下水位较低的地方,一般还可以单独施工,针对建筑施工要求的不同,也会与其他支护形式结合使用,所以土钉墙支护也是在当前建筑施工中人们最常用的一项支护措施。深基坑支护施工环节主要是围挡,支护、开挖、止水等多个项目,项目的综合性非常强。如果是高水位,且地质条件比较复杂的工程,则需要根据施工的具体情况使用联合支护方案。目前我国诸多深基坑深度已经超过30m,文章根据当前的施工现状,以重力式水泥土墙支护结构、排桩支护结构、土钉支护结构为例分析[1]。
3.复杂地质条件下深基坑支护施工中容易出现的问题及应对措施
3.1重力式水泥墙施工技术
(1)重力式水泥墙是施工的常见问题有:①施工缝。具体施工阶段比较常见,施工过程中由于设备维修、维护、突然断电等让施工无法连续,前后施工存在间隔而存在冷缝。施工缝的处理措施是:使用高压旋喷桩进行搭接处理,施工过程中施工缝的处理需要根据使用高压旋喷桩的具体类型、施工现场成桩形式来决定。
②存在难以清理障碍物体,让墙体无法达到设计桩长,出现短桩情况。在施工中部分短桩甚至会影响水泥墙的抗渗性能、整体性能,对施工造成严重影响。在大区域范围内出现短桩的时候会影响建筑物的稳定性。解决措施是:当观察到有大范围连续短桩出现且有障碍物的时候,在墙外设置挂钢筋混凝土护面,稳定短桩,增加短桩位置的强度,提升稳定性。如果有必要还可以设置锚杆,保证水泥土墙的整体性和稳定性。
(2)基坑稳定性:主要问题是地基变形。为保证地基稳定性,人们通常设置锚杆。在施工过程中,水泥土墙施工设备是选择水泥搅拌机、高压旋喷桩施工,施工的时候需要注入大量水泥浆,而水泥与地基拌和的时候已经注入了丰富的水泥浆,大部分水泥与地基拌和渗透到土壤当中,进而导致地基变形[2]。针对这种情况的解决措施是:对墙体外槽进行开挖处理,第一时间走返浆体,临近建筑物需要考虑是否设置隔离槽。另外还存在一种现象,开挖施工之前取芯监测水泥土强度,监测结果无法达到标准,取芯的时候机械设备已经搬离现场,下一道施工工序要马上开始,在这种情况下按照顺序继续进行下一道施工。为了让水泥强度达到要求,则开挖土方、增设锚杆来保证基坑的稳定性。这种施工方式的优势在于不会影响工期,同时可以取得良好的施工效果。
3.2排桩支护施工
排桩支护施工常见问题有:①基坑内偏移、倾斜,在设计与施工的过程中需要总额和考虑各方面,桩位偏差为50mm,垂直度为0.5%,超过即为不合格。解决措施是考虑施工设计方案的合理与完整,需加强现场施工质量以及现场监测;②锚杆支护施工的时候,在开挖的深基坑或者是尚未开挖的基坑立壁上钻孔,而施工中会出现钻孔口涌水的情况。解决措施是:锚杆注浆完成之后立即封堵、填埋。锚杆施工使用二次高压注浆工艺,避免地下水流动造成对一次注浆造成破坏。③桩间漏水、流砂现象,解决措施是:设计过程中可以适当增加桩与帷幕的搭接宽度,同时也要合理控制桩与帷幕的定位、垂直度管理。④桩间土塌落与护臂破损,在设计的时候需要考虑土层的具体条件,施工沙袋进行处理,加强桩间喷锚,提高喷锚质量。
3.3土钉支护技术
在土钉支护技术当中,常见问题有缺乏风险评估操作、抗滑稳定性分析不当、基坑开挖深度受到软土地质的影响,土钉注浆效果比较差,超挖、开挖较快、帷幕漏水、雨天容易坍塌等情况[3]。
针对这些情况,解决措施有:管理方面做好风险评估;计算抗滑移分析的时候,应该分析地质结构存在的滑动面影响;软土地质,会影响土钉的稳定性,因此在进行计算的时候,需要充分考虑各方面因素,做好具体的计算。针对土钉注浆效果差,如果土层中存在石块等物质,会对成孔造成影响,因此可以以击入的方式进行调整,避免由于障碍物太多影响土钉性能的发挥。在实际施工中如遇与地勘资料不相符的地质问题,需要第一时间和设计单位及时沟通协调,及时修改方案;超挖与过快等均需要强调现场管理。针对帷幕漏水和坍塌等,解决措施是做好现场管理,及时找出问题,第一时间解决问题。
结束语:
综上,文章主要结合当前建筑施工情况列举和分析了施工中可能存在的问题,同时根据这些问题提供了相应的建议措施。笔者认为深基坑施工应尽可能进行施工现场的动态管理,做好每一个环节的细节处理,从根源上保证施工质量。
参考文献:
[1] 张磊. 临海复杂地质条件下的深基坑支护施工[J]. 砖瓦世界, 2020, 000(006):119.
[2] 万宗江. 不均匀复杂地质条件下承台深基坑支护及止水结构研究[J]. 路基工程, 2020, No.210(03):158-161.
[3] 苗满文,陈冰. 复杂地质条件下深部巷道大坡度施工技术研究与应用[J]. 煤炭技术, 2020, v.39;No.323(11):52-55.