基于多種支護方法的深基坑支護施工關鍵工藝

隨著社會的發(fā)展和城市化進程的加快，高層和超高超建筑已經(jīng)成為城市建設的主旋律，隨之而來的是建筑基礎的深基坑支護規(guī)模的不斷增大。基于地域環(huán)境的不同，深基坑的施工方案和措施也不同，導致深基坑支護的施工的工序更加復雜，不管是工程設計還是建設施工都面臨挑戰(zhàn)。本文結(jié)合廣州某區(qū)的項目建設，對深基坑多種支護方法進行研究，對其中的關鍵的施工工藝進行剖析，主要通過以下幾個方面進行。
　　1、工程概況
　　該建設工程用地面積10464平方米，設計建筑2幢地上28、34層住宅樓（自編號：1#、2#），地下室設計為四層，總建筑面積97453平方米，其中地上68997平方米、地下28456平方米。20世紀90年代初已經(jīng)建好兩層地下室，原基坑支護為800地下連續(xù)墻，深度約20米。本次基坑施工，采用在原有地下連續(xù)墻內(nèi)側(cè)新施工800厚地下連續(xù)墻，新舊連續(xù)墻交接部分采用高壓旋噴樁搭接止水，連續(xù)墻深度約25～35米，基坑開挖深度約18.7米，基礎形式采用筏板加抗浮錨桿。
　　2、基坑支護總體工藝設計方案
　　2.1對原有結(jié)構(gòu)的加固和完善
　　第一階段的施工也算是準備階段。①先是對冠梁進行加固。②按先后順序分段拆除新地下室結(jié)構(gòu)板周邊需施工地下連續(xù)墻區(qū)域。（B2板每段15米長，1.5米寬;B1板每段4米長，1.5米寬范圍，保留梁;B0板靠近側(cè)壁位置1.5米全部拆除），再把內(nèi)襯墻鑿除掉。③施工擋墻連接B1板至B0板，回填中粗砂加8%水泥粉至B1板位置，強度穩(wěn)定后再拆除連續(xù)墻與擋板間的B1板的梁板，繼續(xù)回填同樣材料至冠梁頂。循環(huán)拆除、換撐、回填，新地連墻樓板區(qū)域拆除順序按逆時針方向從東北回到東南。④機械操作平臺施工工序分兩部分：鋼立柱和平臺梁板施工。施工平臺梁支承在原結(jié)構(gòu)墻柱及新增鋼柱上，難度在于原來結(jié)構(gòu)頂板梁柱的支點座與要搭建的平臺梁的受力支座重合。
　　2.2地下連續(xù)墻施工
　　第二階段地連墻的施工工序流程包括：施工準備→測量放樣→導墻制作—槽段挖掘→銑槽質(zhì)量檢驗→清沉渣放漿→下放擋板→吊裝鋼筋籠→設置砼導管→澆灌墻體砼→拔出擋板。
　　2.3拆除原結(jié)構(gòu)以及進行前兩道內(nèi)支撐
　　第三階段施工工序流程是：平臺拆除→頂板拆除→鋼立柱拆除→原結(jié)構(gòu)立柱拆除→擋墻拆除→支腳手架→第一道支撐施工→拆除腳手架→B1板分段拆除→原立柱下部拆除→擋墻下步拆除→第二道支撐梁施工。
　　2.4第三道內(nèi)支撐施工和土方開挖
　　第四階段的施工工序流程是：第二道支撐梁施工→底板分段拆除→第三層土方開挖→第三道支撐腰梁施工→第四層土方開挖→墊層施工?？禹斎珨嗝骈_挖整體挖土流程：①對原地下室B0層板實施拆除，開始第一道內(nèi)支撐施工作業(yè)（8.40～6.25）;②拆除B1層，同時進行第二道內(nèi)支撐施工（6.25～0.75）;③拆除底板、開挖負三層土方，進行第三道內(nèi)支撐施工（1.25～-3.05）;④開挖地下四層土方（-3.05～-9.9）;⑤墊層施工（-9.9）（標高為絕對標高）。
　　3、基坑支護的關鍵工藝要點
　　3.1基礎采用BIM技術(shù)筏板加抗浮錨桿的工藝。
　　3.1.1工藝概述
　　該項目因復雜的地質(zhì)水文條件和敏感的地理位置，給施工工藝提出了太高的要求，該項目已經(jīng)成為該區(qū)域難度最大的坑基工程之一。雖然工程方案已經(jīng)達成一致，設定基礎的支護采用筏板加抗浮錨桿工藝，但基于項目的重點、難點和風險，施工工藝必須突破傳統(tǒng)的模式，項目專家一致同意在筏板加抗浮錨桿工藝中引進BIM技術(shù)。BIM技術(shù)的核心理念是以圖紙和規(guī)范為基礎，基坑開挖模型搭建的依據(jù)是現(xiàn)場劃分的流水段，然后標注軸線與復雜基坑各自的上口線和下口線，把大小基坑、不同標高、電梯井的基坑斷面尺寸繪制出來，根據(jù)基坑作業(yè)段的進展程度，將基坑進行若干施工段的劃分，施行場地開挖，盡量縮減錨桿作業(yè)的空鉆長度，提高錨桿的有效長度。搭建模型完成以后，分別將空心剪切前的模型和剪切后的模型進行體積提取，采用相減的方式求得挖方量;最后導入抗浮錨桿定位圖與模型進行精準的綁定，然后發(fā)揮Revit的標注能力，把所有抗浮錨桿頂部高實施標注。
　　3.1.2 BIM技術(shù)下抗浮錨桿施工要點
　　按照技術(shù)流程，施工工藝的關鍵要點如下。第一，該施工的部署要根據(jù)錨桿受力直徑、長度進行，利用BIM技術(shù)完成下面的工序：將錨桿編號并計算標高，跟蹤作業(yè)進度、檢測質(zhì)量，對進度和質(zhì)量出現(xiàn)的問題進行糾正;第二，將上面的流程計劃交由現(xiàn)場操作人員按表組織施工，不僅進度加快，更縮短了工期、保證了質(zhì)量，然后利用BIM技術(shù)第二次進行技術(shù)經(jīng)營策劃。
　　3.1.3生成二、三維開挖圖
　　按照流程完成抗浮錨桿標高標注后，分段生成基坑模型的cad的二維圖以及三維可視化模型圖便分段形成，對施工進行指導，標準基坑的每一個拐點，利用全站儀實施放樣，同時也要嚴格標準各平面的標高，然后依照二維和三維施工圖，對基坑進行開挖。開挖過程中既要保證錨桿質(zhì)量，又要滿足墊層和防水層的要求，爭取一次驗收合格，降低返工率，加快了施工的進度，然后開始第三次技術(shù)經(jīng)營策劃。
　　基于本項目的施工資料信息繁雜，為了方便查看和攜帶，利用BIM技術(shù)，本施工工藝采用720°全景的模式，將一切施工數(shù)據(jù)信息融進二維碼，大大提升了管理人員的管理和復核效率，也提升了施工的進度，對一些現(xiàn)場的技術(shù)難題得到及時有效的解決。
　　3.1.4復核偏差
　　完成基坑挖掘之后，管理人員要到現(xiàn)場進行實地測量，檢查開挖是不是有偏差，產(chǎn)生的因素是什么，便于后續(xù)的整改和總結(jié)。如圖1所示。 　　
　　3.1.5撿底工序
　　最后撿底利用人工，把多余的土方清理掉。
　　3.2深基坑支護施工難點和關鍵工藝
　　3.2.1存在的問題和難點
　　第一，因為負荷過大、挖掘深、地下水等因素，還有支護結(jié)構(gòu)位移過大產(chǎn)生的基坑外整體滑坡、流土、滲漏或管涌等，導致整體缺乏穩(wěn)固度。第二，傾覆性破壞。當抗傾覆力弱二傾覆力矩較大的時候，底部的某點支護結(jié)構(gòu)就容易產(chǎn)生傾覆。第三、基坑隆起?；舆^深會造成坑底的黏土隆起，導致工程樁傾斜或斷裂，引起支護整體失穩(wěn)。第四、地下水問題。地下水會引起基坑的滲流破壞、管涌或突涌。第五、施工過程中的深基坑支護問題。為了減少施工對周圍環(huán)境的危害，必須選擇適合工程實際支護結(jié)構(gòu)體系。第六，深基坑施工過程中存在的安全隱患。
　　3.2.2解決基坑問題的關鍵工藝
　?。?）施工前的控制措施
　　a.對地質(zhì)報告認真分析。施工人員對地質(zhì)水文的掌握情況，決定施工的質(zhì)量。要根據(jù)挖掘深度不同的物力性能和地下水的情況，制定土方挖掘和支護結(jié)構(gòu)和排水措施。b.了解周圍的建（構(gòu)）筑物。必須對周圍建筑物是不是存在傾斜、裂縫等情況進行了解，對距離基坑近的地下管線和江邊堤防采取保護措施。c.選擇和確定施工方案。尤其注意基坑周邊的堆載計算，正確可靠的施工方案，對施工過程的安全性是至關重要的。d.硬化處理基坑周圍場地。硬化處理基坑周圍場地范圍內(nèi)地面，是防范水害的最有效措施。e.監(jiān)控措施對施工的意義是重大的，要建立系統(tǒng)的監(jiān)測方案，貫徹“信息化施工”原則。
　?。?）正確選擇施工材料。
　　混凝土的質(zhì)量標準主要是耐用性和持久性?；炷帘旧淼膹姸炔⒉粫绊懩途眯裕绊懟炷琳w質(zhì)量的是裂縫，因此減少水分滲入、提升抗?jié)B性、保障配置的標準，是解決這一問題的關鍵。
　　3.2.3地下水問題的解決
　　當管涌現(xiàn)象發(fā)生時，挖掘行動要停止，及時用堵漏材料進行處理，將坑內(nèi)的水及時進行回灌，并對產(chǎn)生傾斜的建筑物加固。
　　3.2.4合理設計深基坑支護結(jié)構(gòu)。
　　設計深坑施工時，必須對地質(zhì)環(huán)境、附近環(huán)境、操作難度進行全面考慮。在進行圍樁的設計時，要將施工進行多層次的比較，根據(jù)選擇的支護技術(shù)進行優(yōu)化選擇。