巖土項目施工中深基坑開挖支護(hù)技術(shù)應(yīng)用研究

樊中武

經(jīng)濟(jì)的發(fā)展促進(jìn)了城市建設(shè)進(jìn)程的加快，建筑工程也朝著高層、超高層的方向發(fā)展，為了充分的利用有限的城市空間，絕大多數(shù)高層建筑都配置了地下停車場、地下倉庫等設(shè)施。同時，市政設(shè)施的建設(shè)，如地鐵、地下商場的建設(shè)，使得基坑開挖的深度不斷加深，對基坑工程的建設(shè)質(zhì)量提出了更高的要求。深基坑開挖必須采取必要的支護(hù)措施，這是施工安全的最基本的保障，對預(yù)防建筑塌方，增強(qiáng)建筑功能具有十分關(guān)鍵的作用。深基坑的開挖支護(hù)受多方面因素的影響，必須對各種因素和條件進(jìn)行綜合的考慮，合理的進(jìn)行設(shè)計，施工中嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，保證深基坑支護(hù)施工的安全性和可靠性。

一、深基坑開挖支護(hù)技術(shù)的特點

（一）不確定性

巖土工程在施工前首先要對場地進(jìn)行巖土勘察，但是場地數(shù)據(jù)是非常有限的，這就使施工場地的巖土性能了解無法做到清楚全面，而且環(huán)境條件的變化又對巖土的結(jié)構(gòu)的相關(guān)參數(shù)有直接的影響，施工帶來的環(huán)境變化可能使巖土性能參數(shù)發(fā)生改變。巖土結(jié)構(gòu)和性能的變化又對施工的進(jìn)行具有直接的影響，巖土情況變化的不確定性使得巖土工程的施工也具有不確定性。

（二）區(qū)域性

不同的區(qū)域的自然環(huán)境不同，巖土性質(zhì)也存在差異，不同的巖土結(jié)構(gòu)和性能的各項指標(biāo)也是不一樣的，因此對于不同區(qū)域的巖頭工程要根據(jù)場地區(qū)域的實際情況選擇合適的設(shè)計參數(shù)和施工方法。

（三）隱蔽性

深基坑的開挖和支護(hù)都屬于隱蔽的工程，完工后的投入運行也是在地下隱蔽的環(huán)境中，即使存在問題，發(fā)現(xiàn)比較困難，而且解決起來也有較大的難度，缺乏直觀性。

（四）成片性

深基坑的開挖和支護(hù)通常是同時在多個基坑同時開展施工建設(shè)，在施工的過程中，兩個臨近的基坑在施工程序的進(jìn)行中，如打樁、降水、灌漿等過程中，也會存在差異性，兩個基坑的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)施工存在一定的難度。

二、深基坑開挖支護(hù)施工中存在的問題

（一）土體物理力學(xué)參數(shù)選擇不合理

深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全性直接受土壓力大小的影響，支護(hù)結(jié)構(gòu)的承受性能越強(qiáng)，其安全度就越高。但是巖土地質(zhì)情況是復(fù)雜多變的，受多方面因素的影響，具有不確定性的特點，因此對土壓力進(jìn)行精確的計算至今仍然是一個難題。土體物理參數(shù)的選擇十分復(fù)雜，深基坑開挖的過程中，土體含水率、粘聚力等參數(shù)都可能發(fā)生改變，不合理的參數(shù)選擇直接影響支護(hù)結(jié)構(gòu)承受土壓力的計算結(jié)果的準(zhǔn)確性。

（二）基坑土體取樣不完全

深基坑的開挖支護(hù)，在設(shè)計階段就需要對土體進(jìn)行取樣，以獲得土體的物理力學(xué)指標(biāo)。按照國家相關(guān)規(guī)定的要求通常會在基坑區(qū)域范圍內(nèi)進(jìn)行土體的鉆探取樣。但是考慮到工程造價以及勘探量大小的問題，鉆孔取樣數(shù)量有限，取得的土體樣本隨機(jī)性較強(qiáng)，土體區(qū)域不完全。

（三）沒能充分的考慮到空間效應(yīng)

深基坑的開挖是一個空間的問題，通常在設(shè)計深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的過程中都是對按平面應(yīng)變問題來進(jìn)行支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計和處理，這對于細(xì)長條的基坑是比較合理的。但是對于近似方形的深基坑來說采用此種方法會存在較大的差別。因此在對此種形狀的基坑開挖和支護(hù)時要對設(shè)計方案進(jìn)行一定的調(diào)整以滿足空間效應(yīng)的要求。

（四）支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計計算與實際有出入

現(xiàn)今深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計計算主要是建立在極限平衡理論的基礎(chǔ)之上的，但是從實際支護(hù)受力來看，有的支護(hù)結(jié)構(gòu)雖然安全系數(shù)在理論上符合要求，但是在實際應(yīng)用中卻有損壞發(fā)生。有的支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全系數(shù)的計算雖然沒有達(dá)到理論上的要求，但是實際工程應(yīng)用中卻表現(xiàn)為安全性良好。

三、深基坑開挖支護(hù)技術(shù)在巖土項目施工中的應(yīng)用

（一）深層攪拌樁支護(hù)

深層攪拌樁支護(hù)是利用深層攪拌機(jī)械設(shè)備將石灰、水泥等作為固化劑的原料進(jìn)行強(qiáng)制攪拌，使軟土和固化劑發(fā)生一系列的反應(yīng)達(dá)到軟土硬結(jié)的效果，促使其成為具有水穩(wěn)定性和整體性的樁體支護(hù)結(jié)構(gòu)。這種支護(hù)技術(shù)尤其適用于飽和軟粘土巖土項目基坑中應(yīng)用。需要注意的是基坑開挖應(yīng)該控制在六米以下，對于有機(jī)質(zhì)土雞酸堿度較低的粘性土，應(yīng)先進(jìn)行試驗加以確定。

（二）排樁支護(hù)

排樁支護(hù)技術(shù)指的是以隊列式的形式進(jìn)行灌注樁的間隔布置形成擋土結(jié)構(gòu)?？蓡闻挪紭兑部呻p排布樁。綜合考慮基坑的深度、支撐布置的形式以及基坑周圍的環(huán)境條件來對樁徑、嵌固深度和配筋進(jìn)行計算。排樁多使用鉆孔灌注樁，適用于基坑在八米以上十四米以下的基坑。

（三）鋼板樁支護(hù)

鋼板樁支護(hù)具有操作簡單，成本投入低的優(yōu)勢，由鋼板樁和錨拉桿共同組成支護(hù)結(jié)構(gòu)。但是鑒于鋼板剛性不足的缺陷，要求支撐系統(tǒng)必須合理的設(shè)置，否則會產(chǎn)生變形，影響支護(hù)效果。此種支護(hù)技術(shù)不適用于深度在八米以上的軟土層基坑。

（四）土釘支護(hù)

土釘支護(hù)指的是在基坑原位土體中將金屬桿件進(jìn)行小間距的排列，在金屬桿件外一般會采用水泥砂漿進(jìn)行包裹。土釘依靠和土體接觸面上的粘結(jié)力與土體結(jié)合成一個整體，通過受拉起到土體加固的作用。此種支護(hù)技術(shù)施工簡單，操作方便，對機(jī)械化要求低，易于推廣和使用。

（五）錨桿支護(hù)

錨桿支護(hù)類似于土釘支護(hù)，在基坑原土體中錨入錨桿，將支護(hù)結(jié)構(gòu)與基坑外墻用受拉桿件進(jìn)行連結(jié)達(dá)到保持基坑穩(wěn)定的目的。錨桿支護(hù)可與其它支護(hù)結(jié)構(gòu)配合使用，但是對于基坑土層為有機(jī)土的不適用。

（六）拱圈支護(hù)技術(shù)

拱圈支護(hù)分為閉合拱圈支護(hù)和非閉合拱圈支護(hù)。拱圈支護(hù)在對水平方面的土壓力的承受方面具有良好的優(yōu)勢，能夠使混凝土抗壓強(qiáng)度充分的發(fā)揮出來。此種支護(hù)技術(shù)施工起來非常方便，操作簡單，機(jī)械化要求低。需要注意的是基坑施工現(xiàn)場構(gòu)造要滿足圓環(huán)受力特征的要求，尤其要注意必須保證拱圈拱腳具有良好的穩(wěn)定性，同時要采取必要的措施對拱腳穩(wěn)定性加以保障。