對建筑工程深基坑支護(hù)施工技術(shù)探析

摘 要：在建筑基坑工程中，為了確保深基坑施工的安全性，一般會采用基坑支護(hù)施工技術(shù)。文章作者根據(jù)自己多年來的工作經(jīng)驗(yàn)，在分析建筑工程深基坑支護(hù)施工技術(shù)的基礎(chǔ)上，提出了優(yōu)化和強(qiáng)化支護(hù)施工技術(shù)一些措施，供大家參考。

關(guān)鍵詞：深基坑；支護(hù)施工技術(shù)；技術(shù)控制

在現(xiàn)代大型建筑深基坑施工過程中，由于基坑周圍土層不夠穩(wěn)定，容易發(fā)生坍塌。為了確保施工工人的人身安全和便于基坑后續(xù)施工工序的展開，需要進(jìn)行支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工。而隨著建筑深基坑施工的進(jìn)一步發(fā)展，支護(hù)施工技術(shù)愈加顯得重要。因此，建筑工程施工單位應(yīng)當(dāng)積極探討各種支護(hù)施工技術(shù)，并加強(qiáng)施工技術(shù)控制，確保支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量。

1 建筑深基坑支護(hù)施工技術(shù)的類別分析

隨著深基坑施工技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，支護(hù)施工技術(shù)體系也在不斷地健全中。從當(dāng)前情況看，根據(jù)建筑工程不同的特點(diǎn)，支護(hù)施工技術(shù)也分為了不同的類別。下面，本研究對一些常用的建筑工程深基坑支護(hù)施工技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)介紹。

1.1 鋼板樁支護(hù)技術(shù)

所謂鋼板樁支護(hù)技術(shù)，主要運(yùn)用工程專用的鋼板，來構(gòu)建支護(hù)結(jié)構(gòu)。為了便于鋼板之間的銜接，一般會將鋼板做成等腰梯形的形狀，邊沿部分比其它部分略薄，而且在梯形鋼板的四個(gè)角都有一個(gè)螺孔，便于鋼板的安裝施工。從總體情況看，鋼板樁支護(hù)結(jié)構(gòu)的核心構(gòu)件，就是由一塊塊梯形鋼板連接在一起形成的鋼板墻，“粘貼”在深基坑的四壁，來實(shí)現(xiàn)防掉土、防坍塌、防滲水的目的。此外，為了進(jìn)一步提高鋼板墻的防護(hù)能力，往往在鋼板墻施工完成后，還需要用鋼管架設(shè)幾道內(nèi)挑式鋼管梁，來改良鋼板墻承壓能力，從而提供更大的安全保障。鋼板樁支護(hù)技術(shù)發(fā)展時(shí)間比較早，技術(shù)也相對成熟，在一些基坑深度大于5米的建筑工程中應(yīng)用非常廣泛。不過，這種支護(hù)技術(shù)有兩個(gè)亟待解決的“難題”，一個(gè)是鋼板的定位問題。由于在支護(hù)結(jié)構(gòu)施工方案形成后，對每一塊鋼板的位置都有精確地標(biāo)注，要求鋼板的施工位置不能出現(xiàn)較大的誤差。在實(shí)際施工中發(fā)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)鋼板的精確定位非常困難，不僅需要大量地放線，還需要打樁機(jī)的嚴(yán)密配合。該問題的存在，在一定程度上限制了鋼板樁支護(hù)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用；另一個(gè)是施工過程對周圍環(huán)境的擾動(dòng)比較大，容易在鋼板墻完成之前就導(dǎo)致坑壁坍塌，因此有一定的危險(xiǎn)性。

1.2 深層攪拌水泥土樁支護(hù)技術(shù)

不同于鋼板樁支護(hù)施工技術(shù)，深層攪拌水泥土樁支護(hù)結(jié)構(gòu)施工的著眼點(diǎn)并不在基坑壁的外表面，而是通過對一定深度的土層進(jìn)行加固施工，以此來防止基坑壁和底層的坍塌和滲水。特別在一些軟土地區(qū)建筑工程或者水工建筑深基坑施工過程中，深層攪拌水泥土樁支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用非常廣泛。這種施工技術(shù)主要運(yùn)用水泥打制出來的漿液，并利用大型攪拌機(jī)深入到土層中，將水泥漿灌入后進(jìn)行強(qiáng)制攪拌。在干燥后，就能夠形成一層粘性較強(qiáng)、硬度較大的水泥土墻體。這層墻體的厚度一般在30厘米左右，不僅能夠擋土，還具備非常強(qiáng)的隔水能力（這也是它在水工建筑工程基坑施工中廣泛應(yīng)用的主要原因）。不過，由于該種支護(hù)施工技術(shù)施工過程對周圍的環(huán)境擾動(dòng)非常大，只能在基坑深度不超過3米的情況下應(yīng)用，從而限制了它的應(yīng)用范圍。

1.3 柱列式灌注樁排樁支護(hù)技術(shù)

柱列式灌注樁排樁支護(hù)是指利用適當(dāng)?shù)闹惺介g隔形式來布置鋼筋混凝土挖孔、鉆孔灌注樁，用具有較好剛度的樁列式灌注樁來作擋土結(jié)構(gòu)。這種支護(hù)施工技術(shù)的應(yīng)用也非常廣泛，特別在基坑深度大于5米的建筑工程中，能夠發(fā)揮出非常理想的防護(hù)效果。一般情況下，施工單位首先需要詳細(xì)勘察基坑施工現(xiàn)場，特別是掌握基坑壁的內(nèi)傾角度、抗擾動(dòng)能力、受力分布和基坑四壁的總面積等數(shù)據(jù)，然后再詳細(xì)分析數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，規(guī)劃挖孔和鉆孔和位置；其次，在標(biāo)注好打孔的位置后，需要用打孔機(jī)進(jìn)行打孔，采取邊打孔邊灌漿的方式，同時(shí)掌握好打孔的速度；最后，在各個(gè)樁位施工完成后，在一些關(guān)鍵位置，還需要進(jìn)行二次灌漿，以此來增加灌注樁排樁的防護(hù)能力。特別需要強(qiáng)調(diào)的一點(diǎn)是，柱列式灌注樁排樁支護(hù)施工過程中，務(wù)必要采用穩(wěn)步施工的方式，盡量保持一個(gè)施工點(diǎn)，不要多點(diǎn)施工，以免擾動(dòng)過大導(dǎo)致基坑壁的坍塌。此外，除了上述幾種施工技術(shù)之外，常用的支護(hù)施工技術(shù)還有聯(lián)合防護(hù)網(wǎng)結(jié)構(gòu)技術(shù)、土釘墻支護(hù)施工技術(shù)以及旋噴樁墻支護(hù)技術(shù)等。在實(shí)際工程中，并非只應(yīng)用某一種支護(hù)施工技術(shù)，而是往往采用聯(lián)合施工技術(shù)的方式，來最大限度地確保深基坑的施工安全。

2 建筑工程深基坑支護(hù)施工技術(shù)應(yīng)用分析（以土釘墻支護(hù)技術(shù)為例）

2.1 施工前準(zhǔn)備

施工前準(zhǔn)備工作做得好壞，將直接影響到施工質(zhì)量。一般情況下，在土釘墻支護(hù)技術(shù)施工之前，需要做好一系列準(zhǔn)備，包括深基坑開挖地點(diǎn)的土層勘測、開挖方案的確定、土釘位置的分布以及防擾動(dòng)措施等。特別需要注意的是土釘?shù)某P與磨尖工作。如果土釘生銹或者尖端鈍化，在打釘過程中就很容易將釘子打彎，甚至打斷。此外，為了加強(qiáng)施工安全管理，應(yīng)劃定施工區(qū)，拉上警戒線，嚴(yán)禁無關(guān)人員特別是車輛隨意進(jìn)入施工區(qū)域。同時(shí)，基坑挖掘機(jī)械應(yīng)放在預(yù)先設(shè)置好的位置上，不要胡亂變換位置，以免擾動(dòng)基坑壁引發(fā)坍塌事故。

2.2 基坑的開挖

基坑在開挖之前，需要制定詳細(xì)的施工方案，特別是要根據(jù)施工圖紙，精確標(biāo)注開挖點(diǎn)和基坑的分布線。在挖掘過程中，應(yīng)采用從中間向四周的開挖方式。同時(shí)，在基坑的邊緣位置，大型挖掘機(jī)械不宜發(fā)揮，這時(shí)應(yīng)采用小型施工機(jī)械或者人工開挖的方式。特別是在基坑壁的處理過程中，最好用人力小心地進(jìn)行垂直處理。

2.3 土釘打孔、制作

在打孔之前，需要進(jìn)行放線。其目的是確定土釘?shù)幕疚恢?，確保土釘?shù)挠行蚍植?。同時(shí)，土釘孔應(yīng)用專用的打孔機(jī)進(jìn)行。為了確保打孔的質(zhì)量，應(yīng)將打孔機(jī)的鉆頭的直徑調(diào)到和土釘直徑相同或者基本接近。只有這樣，土釘才能夠順利進(jìn)入基坑壁。此外，為了在最短時(shí)間內(nèi)將打入孔內(nèi)的土釘固牢，注漿管應(yīng)隨土釘進(jìn)入孔底，在釘子進(jìn)入土層的同時(shí)水泥漿就能夠即刻發(fā)揮作用。

2.4 土釘?shù)暮附?/p>

為了進(jìn)一步增強(qiáng)禿頂?shù)姆雷o(hù)能力，便于掛網(wǎng)，還需要對土釘進(jìn)行焊接。一般情況下，主要是為土釘焊接托架的方式，來增強(qiáng)土釘?shù)目古ぞ亓?。在焊接過程中，特別注意的一點(diǎn)是消除殘余應(yīng)力。一般土釘?shù)闹睆奖容^小，如果殘余應(yīng)力過大，非常容易造成土釘焊口的開裂甚至造成土釘斷成兩截。例如，可以采取快速焊接、點(diǎn)焊或者二氧化碳保護(hù)焊的方式來消除殘余應(yīng)力，效果極佳。

2.5 注漿

首先是水泥漿的配置，為了使得土釘支護(hù)體系能夠有效發(fā)揮出擋土、防滲水的作用，又不至于多基坑壁造成過大的影響，一般情況下將骨料和水的比例控制在100：45左右，同時(shí)為了縮短初凝時(shí)間，還應(yīng)當(dāng)適量加入速凝劑；其次，在灌漿過程中，為了防止?jié){液對基坑壁形成沖刷作用，應(yīng)適當(dāng)調(diào)小灌漿壓力，一般控制在0.3兆帕為宜。但也不能過小，否則漿液就很難順利灌入土層了。此外，為了提高灌漿質(zhì)量，漿液應(yīng)當(dāng)隨用隨制，以免漿液長時(shí)間放置后變質(zhì)。

2.6 掛網(wǎng)

這里的“網(wǎng)”，主要指的是鋼絲網(wǎng)或者尼龍網(wǎng)。在掛網(wǎng)的選擇過程中，既要控制好網(wǎng)孔的大小，又要控制好網(wǎng)絲的粗細(xì)，實(shí)現(xiàn)最小的成本換取最佳的防護(hù)效果。此外，在掛網(wǎng)過程中，與土釘?shù)慕佑|部分應(yīng)用鋼絲固定緊。特別在掛網(wǎng)的四個(gè)角部分，應(yīng)使用帶彎頭的粗鋼筋固定。

3 建筑工程深基坑支護(hù)施工技術(shù)的優(yōu)化分析

3.1 支護(hù)結(jié)構(gòu)體的優(yōu)化設(shè)計(jì)

在現(xiàn)代深基坑施工中，常用的支護(hù)結(jié)構(gòu)體由混凝土擋墻、鋼筋防護(hù)網(wǎng)、防護(hù)樁等構(gòu)成。特別在一些大型建筑工程中，所應(yīng)用的支護(hù)支護(hù)結(jié)構(gòu)體更為復(fù)雜。而支護(hù)結(jié)構(gòu)體越復(fù)雜，則造價(jià)越高，施工難度也越大。因此，很有必要采用適當(dāng)?shù)膬?yōu)化技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化。在實(shí)施優(yōu)化設(shè)計(jì)之前，首先要確定支護(hù)方式。支護(hù)方式有聯(lián)合支護(hù)方式與單體支護(hù)方式之分。在具體選擇時(shí)，須依照實(shí)際情況而定。一般淺基坑多用單一性的支護(hù)方式，而深基坑則多用聯(lián)合支護(hù)方式；其次，在支護(hù)方式選定后，可以采用整體補(bǔ)強(qiáng)措施來進(jìn)行優(yōu)化，以增強(qiáng)支護(hù)結(jié)構(gòu)體的可靠性。根據(jù)受力分析和大量工程監(jiān)測資料表明，支護(hù)樁樁頂位移、樁身變形以及樁身鋼筋應(yīng)力都是中間樁大，在基坑拐角附近（約l/5基坑邊長處），支護(hù)結(jié)構(gòu)受力較小，可適當(dāng)減小樁長配筋數(shù)量或采用單排樁與雙排樁混合形式；對于鋼筋籠易控制的人工挖孔樁，可采用單面配筋以減小配筋數(shù)量。此外，基坑的拐角處屬于比較脆弱的部分，同時(shí)也是在搭建支護(hù)結(jié)構(gòu)體時(shí)容易忽略的部分。雖然這種忽略并不起眼，但“千里之堤，毀于蟻穴”，很多深基坑的坍塌事故均是基坑拐角處未應(yīng)用支護(hù)結(jié)構(gòu)體進(jìn)行防護(hù)造成的。因此，在支護(hù)結(jié)構(gòu)體施工時(shí)，可以在這個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)置斜撐，施工費(fèi)用不高卻可以取得令人滿意的防護(hù)效果，可以說是一種非常實(shí)用的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，值得進(jìn)一步推廣應(yīng)用。此外，還可以應(yīng)用土體補(bǔ)強(qiáng)的方式，來優(yōu)化支護(hù)結(jié)構(gòu)體。而且，這種優(yōu)化更應(yīng)該被稱為簡化（簡化同樣是一種重要的優(yōu)化措施）。其原因就在于土體補(bǔ)強(qiáng)針對的的基坑土層，而支護(hù)結(jié)構(gòu)體恰恰是為了防范土層過于松散而引發(fā)的坍塌。故而，如果土體得到了加強(qiáng)，就可以大大優(yōu)化防護(hù)支護(hù)體的結(jié)構(gòu)，節(jié)省大量的工程資金。而具體的補(bǔ)強(qiáng)措施是可在基坑開挖前一定時(shí)間（加固土體的硬結(jié)時(shí)間）內(nèi)，對支護(hù)結(jié)構(gòu)被動(dòng)區(qū)進(jìn)行加固。加固的形式有格構(gòu)式暗撐、齒形暗扶壁和暗墻、微型、高壓注漿等。

3.2 施工工藝的優(yōu)化

施工工藝雖然不能直接作用于支護(hù)結(jié)構(gòu)體的優(yōu)化，但是如果采用高效的施工工藝，就能夠最小限度的擾動(dòng)土層結(jié)構(gòu)，從而間接加強(qiáng)了土層的強(qiáng)度，最終可以起到優(yōu)化支護(hù)結(jié)構(gòu)體的作用。而施工工藝常用的優(yōu)化方式是開挖方式的優(yōu)化。基坑開挖實(shí)際上是一種卸荷作用，這種作用擾動(dòng)了場地初始應(yīng)力場，土體的形變場也就隨之調(diào)整?？刂菩逗煞绞郊靶逗伤俾?，就可以控制基坑邊坡土體變形量與變形方式，而后者與支護(hù)工程的結(jié)構(gòu)及支護(hù)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度有著密切的關(guān)系。對于大型基坑，挖方量極大，如果全面開挖，則基坑周邊暴露的時(shí)間很長，將產(chǎn)生過量變形。因此，在基坑開挖時(shí)，非常不適宜的開挖方式就是傳統(tǒng)的硬性開挖方式。而采用新型的開挖方式如大基坑小開挖法，也即首先劃定基坑施工范圍，在該區(qū)域的中心位置標(biāo)定開挖點(diǎn)，以此為起點(diǎn)逐步向四周開挖，從而最小限度地減小對周圍土層的擾動(dòng)，優(yōu)化防護(hù)結(jié)構(gòu)體；或者采用分段開挖的方式，將施工區(qū)域劃分為數(shù)個(gè)小區(qū)域，分段同時(shí)施工，在增加施工效率的同時(shí)還能起到對支護(hù)結(jié)構(gòu)體的優(yōu)化作用。另外，盆式開挖方式也是常用的優(yōu)化型開挖方案。它的開挖流程與大基坑小開挖方式差不多，不過是在施工區(qū)域的周圍開挖，依次向中心推進(jìn)的方式。

4 強(qiáng)化支護(hù)施工技術(shù)控制的措施探討

加強(qiáng)支護(hù)施工技術(shù)的控制，是確保施工質(zhì)量的有效方法。一方面，在制定施工技術(shù)方案過程中，一定要對深基坑的施工要求進(jìn)行仔細(xì)研討，并詳細(xì)勘察施工現(xiàn)場，從而確定具體的支護(hù)方式。這就要求技術(shù)控制部門協(xié)同施工人員，深入施工現(xiàn)場，及時(shí)了解深基坑的實(shí)際施工情況，制定與之相適應(yīng)的支護(hù)施工方案；另一方面，需要加強(qiáng)對支護(hù)結(jié)構(gòu)施工現(xiàn)場的監(jiān)管。施工監(jiān)管部門可以在完善監(jiān)管制度的基礎(chǔ)上，采用信息化的監(jiān)管設(shè)備，對施工現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)管，確保施工方案的落實(shí)和施工質(zhì)量。

5 結(jié)語

總而言之，支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量，是發(fā)揮防護(hù)作用的關(guān)鍵。施工單位務(wù)必采取多種措施，加強(qiáng)施工質(zhì)量控制。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介：陸培永（1977.01- ），男，工程師，MBA工商管理碩士，研究方向：建筑工程管理。