(中冶成都勘察研究总院有限公司,四川 成都 610023)
近年来,随着我国社会经济的高速发展,土建工程行业也取得了一定的成绩,在迎来全新发展机遇的同时,也面临着一系列的挑战。基于人们对基础设施的需求越来越大,工业建筑建设规模逐步扩大,数量也不断增多,基坑开挖深度也随之提高,这就对土建工程项目建设提出了更高的要求,必须重视地质勘察和基坑支护工作。加强土建工程项目地质勘察和基坑支护工作,有利于保障土建工程项目建设质量。在土建工程项目建设中,基坑工程是其中重要组成部分,必须予以高度重视,不容忽视,地下基础施工并不是一项简单的工作,具有一定的可变性,为维护土建工程建设项目的安全性,应当做好基坑支护选型工作。
本文土建工程项目案例具体情况如下:总用地面积约为7 000 m2,建筑占地面积约为3 000 m2,地上总建筑面积约为46 000 m2,地下总建筑面积约为10 000 m2,办公楼的高度为100 m,设有营业厅。设两层地下室,基础埋深为地下8 m。
此土建工程位于四川省成都市,所在项目的地形平坦,原始地貌的最大相对高差约1 m。拥有丰富的地下水源,主要类型有两种,一种是上层滞水,另一种是潜水。地层分布有一定的复杂性,在施工之前需要做好地质勘察工作。
土建工程项目地质勘察工作的目标任务主要有:第一,要勘察施工所在区域的地层结构,了解地基的岩性特征,掌握其岩土的物理学性质;第二,要通过科学的勘察来准确把握其地下水位所在位置,了解水的类型和水位的变化规律,查明其埋藏条件;第三,要对地基进行不良地质成因的勘察和分析,以寻找到其中的规律;第四,通过勘察得出的数据,进行详细分析,初步对地基施工所在地的稳定性进行分析;第五,经过勘察后要对施工场地进行级别分类,划分场地的类型,计算场地的地震动参数;第六,根据勘察情况提出初步设计的岩土力学参数,分析地基承载力及其变形参数;第七,勘察后要对岩土工程进行综合评价,为基坑支护设计提供重要数据。
针对本文土建工程项目,实施地质勘察工作,其任务是:第一,勘察范围。本工程需要开挖基坑的初步深度在8 m,因此在进行地质勘察的时候,结合到周围的建筑环境,除在建筑场地内进行勘察外,基坑外的勘察范围不宜小于基坑深度的一倍,当需要采用锚杆时,不宜小于基坑深度的二倍;第二,勘探点布置。一般来说,面对较为复杂的场地时,勘探点间隔距离保持在15~20 m之间。
在设计孔深的时候,要满足一定的要求,钻孔深度应当大于地基变形计算深度。本工程孔深的设计如下:办公楼的孔深设计为35 m,营业厅的孔深设计为25 m,地下室的孔深设计为20 m。
在实施地质勘察工作之前,应当做好准备,根据实际勘察工作量来制定科学的工期计划,准备好施工设备。本工程项目的地质勘察计划工期为野外工作6 d,室内资料整理7 d。需要用到的机械设备有:野外钻机设备主要为全站仪、SH-30型冲击钻机、XY-100型回旋钻机、标贯器、动力触探器和取土器;室内试验设备主要为光电液限仪、干燥箱、数字自动仪和三联中压、高压固结仪等。
目前,在土建工程项目中,基坑支护方法主要有以下几种。
第一种是水泥土重力式围护结构。这种基坑支护方法在实际应用中比较常见,主要是利用深层搅拌法,或是高压喷射注浆法来实施,若是为了降低此种支护方式的施工成本,那么可以采用格构体系。主要是通过在基坑周围用水泥土、天然土形成的挡墙来对土体进行围护,以提高基坑的稳定性。
第二种悬臂式围护结构。这种基坑支护方法是利用钢筋混凝土桩、桩墙、钢板桩等来构成围护结构。采用的方法主要为钻孔浇筑、击入锤击等方式。此种结构原理在于利用较深的入土深度和抗弯能力,来保障基坑的稳定性。在应用悬臂式围护结构的时候,应当了解悬臂结构承受弯矩、水平方向位移分别与开挖不同深度工况的函数关系,要根据实际需求合理控制开挖深度,避免悬臂结构发生变形,防止其对相邻建筑产生不良影响。一般应用于拥有较好土质、开挖深度较浅的基坑工程中。
第三种是拉锚式围护结构。这种基坑支护方法在结构上分为两个部分,一部分是竖直围护结构,另一部分是锚固结构,锚固结构分为锚索式和锚杆式。一般应用于开挖深度较深的基坑工程中。
第四种是内撑式围护结构。这种基坑支护设计由围护结构和内支撑共同构成。围护结构部分与拉锚式围护结构相同,内撑部分则有两种形式,一种是水平支撑,另一种是竖向斜支撑,主要有钢管或钢筋混凝土两种支撑方式。前者的优势之处在于工期短、可回收,而后者的优势则表现在刚度大,并且不会发生较大的变形。一般应用于超深基坑工程中。
大多数基坑工程,都位于城市的交通要塞上,因此在挖坑的时候,一定要对工程周边的建筑物进行相应的保护,做好地质勘察,结合施工现场情况和建筑设计需求,来合理把控基坑的开挖深度,把控好基坑边坡的稳定性。在设计基坑支护的时候,应当遵循以下原则:一是基坑支护的设计、要考虑到工程的使用寿命,一般都是临时性支护;二是将安全性放在首位,在技术水平允许的情况下,尽可能地降低工程施工成本,提高施工效率;三是在进行基坑支护设计,实施基坑降水的时候,要进行动态化设计,考虑到基坑降水的实际状况,并据此来进行相应的调整和优化;四是在设计基坑支护的时候,要兼顾机械设备施工、车辆运行等对周围建筑的影响,尽量避免基坑支护施工造成负面危害。在挖坑之前一定要先进行地基勘察,了解基坑周围的情况,做好监测工作。
在土建工程项目建设中,实施地质勘察工作十分有必要,勘察的过程中应当从多方面进行考虑,对土建工程项目的场地进行综合性评价,包含地形、地质、场地类别、抗震性、地下水等各方面内容。可通过地质勘察得出的结论,结合土建工程项目建设实际情况和施工图纸,来设计合理的基坑支护方案。土建工程项目建设中的地质勘察和基坑支护设计工作的高质量保障,有助于维护土建工程项目建设的安全性,推动土建工程事业的可持续发展。