巖土基坑邊坡失穩(wěn)及加固處理技術(shù)

甘鐵柱

（湖南恒基隧道工程有限公司）

1 基坑支護工程的特點

基坑建設(shè)工程屬于復(fù)雜性高、技術(shù)要求大的臨時性工程，在巖土工程中處于十分重要的地位，如果在施工過程中稍有閃失就會導(dǎo)致巨大的損失。所以在基坑施工工程中要想順利開展施工作業(yè)，就必須要先了解基坑支護工程的施工特點，這樣才能做好巖土施工工程。

1.1 不確定性和多事故性

在基坑支護工程施工過程中，由于實際環(huán)境處于動態(tài)變化狀態(tài)，所以基坑支護具有十分強的不可確定性，這包括許多方面，其中最關(guān)鍵的是巖土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)差異、巖土的性質(zhì)、相關(guān)調(diào)查數(shù)據(jù)具有離散性大的特點。與高不確定性相對應(yīng)的就是基坑支護工程的事故易發(fā)性，其原因是多是基坑支護工程工作條件差、工期長等原因造成的。

1.2 實踐性和區(qū)域性

由于基坑支護工程具有一定的區(qū)域性，因此在基坑支護工程施工過程前要對施工場地進行仔細(xì)勘察。包括巖土地質(zhì)結(jié)構(gòu)，基坑水質(zhì)等。

1.3 綜合性和系統(tǒng)性

基坑支護工程不僅僅是一個單一的施工工程，它還聯(lián)系著多學(xué)科的內(nèi)容，比如巖土工程學(xué)科，結(jié)構(gòu)工程學(xué)科，這些學(xué)科內(nèi)容的有機融合與互補才有現(xiàn)階段較為健全的巖土工程施工體系。由于基坑支護工程具有較強的綜合性與系統(tǒng)性，所以在施過程中要充分考慮各個方面的影響因素。

2 巖土工程中基坑失穩(wěn)的原因

2.1 超挖、欠挖現(xiàn)象較為嚴(yán)重

造成基坑支護工程中超挖、欠挖現(xiàn)象的關(guān)鍵原因在于施工人員的技術(shù)水平低下，進而導(dǎo)致許多操作不合乎相關(guān)規(guī)范。比如在機械開挖作業(yè)過程中，由于施工過程具有一定的難度，因此如果機械操作人員沒有足夠的操作水平或者操作經(jīng)驗，就非常容易發(fā)生邊坡不平的現(xiàn)象。這會大大加大工程的施工量，進而影響工程質(zhì)量與工程進度。

2.2 實際施工與施工設(shè)計間存在較大差異

巖土工程在施工之前必須要根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或依據(jù)來展開工程規(guī)劃與設(shè)計。在正式施工開始以后，由于大多數(shù)基坑支護工程都難以按照原有施工設(shè)計方案來進行施工，這就使得實際施工結(jié)果與施工設(shè)計之間產(chǎn)生較大差異，這就在很大程度上直接影響了基坑支護工程的建設(shè)質(zhì)量。造成這些現(xiàn)象的主要原因是：建設(shè)單位盲目追求建設(shè)速度與效益，在實際施工過程中偷工減料、不按計劃強行施工等原因造成的。

2.3 土層開挖與邊坡支護間存在不配套現(xiàn)象

土層開挖與邊坡支護間存在較大的聯(lián)系，但邊坡支護的技術(shù)含量與管理水平的要求都十分嚴(yán)格，而土方開挖的技術(shù)含量與管理水平的要求相對較低。在基坑支護工程施工過程中，這兩項都簽訂平行合同分配給專業(yè)施工團隊來完成，這種看似合理的制度實際上給施工過程帶來了很大的難度。因此有一些施工團隊就會選擇對簡單土方進行開挖施工，而忽視了邊坡支護工程的施工進度；還有一些施工團隊盲目追求土層開挖進度，而疏于管理，進而導(dǎo)致了施工工程難以按時完工，而且質(zhì)量不合格。

3 各類型基坑邊坡加固技術(shù)的特點及適用情況

3.1 深層水泥攪拌樁圍護墻

深層水泥攪拌樁圍護墻是利用特別制造的深層攪拌機在土體深層對軟土與水泥進行強制拌和，從而形成連續(xù)搭接的水泥土柱。深層水泥攪拌樁圍護墻是一種重力擋土結(jié)構(gòu)，具有擋土與防滲兩種功能。水泥攪拌樁圍護墻的優(yōu)點是施工簡單、沒有振動、沒有噪音。缺點是施工成本高、周期長、施工厚度較大，因此只有在施工環(huán)境允許時才可以被采用。

3.2 高壓旋噴樁墻

高壓旋噴樁墻是指水泥漿利用旋轉(zhuǎn)鉆桿底端的噴嘴高壓灌入土層，使水泥漿與土體充分混合而形成水泥土柱固體，互相搭接而形成排樁，從而實現(xiàn)擋土與防滲功能。對于難以采用攪拌樁或者打入樁支護的地層，可以使用高壓旋噴成樁法。由于高壓旋噴樁使用的是旋轉(zhuǎn)高壓噴漿，因此質(zhì)量難以控制，水灰比、水泥摻量等參數(shù)難以科學(xué)協(xié)調(diào)，工藝試樁難度較大，而且成本相對較高。

3.3 槽鋼鋼板樁

槽鋼鋼板樁是一種較為簡易的鋼板樁圍護墻，由槽鋼正反扣搭而成，用機械將槽鋼直接壓入土中，由于其剛度較小，頂部開挖0.5m需要設(shè)置支撐，每隔2m就要設(shè)置一道支撐，多用于深度小于4m且地下水位較低的基坑，其優(yōu)點是施工簡便，施工工期較短，具有較好的耐久性，槽鋼支護之后可將其拔出回收。缺點是密封性較差，沒有防滲效果，內(nèi)部存在支撐不利于機械挖土，支護的剛度較小，抗彎能力較差，開挖后容易變形。

3.4 拉森鋼板樁

拉森鋼板樁由拉森鋼板扣搭或并排組成，槽鋼一般長為8～16m，厚度為17cm，使用專用機械直接壓入土體，并且在內(nèi)部設(shè)置止水條，頂部使用槽鋼進行連接。這樣操作的止水效果比較好，剛度較大，比較適用于那些地下水位相對較高、地質(zhì)條件較差并且施工現(xiàn)場較狹窄的基坑。頂部開挖1.0m就需要設(shè)置一道支撐，每隔3.5m就必須設(shè)置支撐，如基坑內(nèi)不適合或者不方便設(shè)置支撐并且開挖深度小于5m的時候就可以采用雙排拉森樁。雙排拉森樁的優(yōu)點是施工簡便，工期較短，密封性能非常好，而且具有良好的耐久性，基坑支護完成以后就可以將槽鋼拔出回收。其缺點是造價成本較高，通常需要使用專用機械進行施工，如圖1所示為拉森鋼板樁施工現(xiàn)場圖。

圖1 拉森鋼板樁施工現(xiàn)場圖

3.5 鋼筋混凝土板樁

鋼筋混凝土板樁曾經(jīng)在基坑支護過程中被廣泛應(yīng)用，但鋼筋混凝土板樁通常采用錘擊法施工，這種方法會產(chǎn)生較大的振動與噪音，擠土現(xiàn)象嚴(yán)重，在城市施工過程中施打會受到較嚴(yán)格的限制。此外，其必須先進行預(yù)制，再運送到工地現(xiàn)場進行施打，成本相對灌注樁等較高。用液壓靜力沉樁設(shè)備可以有效降低施工過程產(chǎn)生的振動與噪音，并且具有施工簡單、作業(yè)周期短等顯著特點，因此在基坑支護過程中仍有所應(yīng)用。

3.6 鉆孔灌注樁

鉆孔灌注樁圍護墻是在基坑支護中被應(yīng)用較為廣泛的一種。鉆孔灌注樁支護的優(yōu)點是施工過程中沒有振動、沒有噪音、不會出現(xiàn)擠土現(xiàn)象；墻身本身強度高、剛度較大、支護穩(wěn)定性非常好、變形程度也??；與工程樁可以實現(xiàn)同步施工，進而有利于施工組織，但樁間縫隙容易造成水土流失，這時就需要根據(jù)工程條件來采取注漿、旋噴樁等措施以確保實現(xiàn)防滲的目的；樁頂需要設(shè)置錨梁來連成一個整體，以增加整體的穩(wěn)定性。特殊工程以及開挖深度大的基坑可以設(shè)置錨桿或者支撐來增加支護穩(wěn)定性，并且有效減少墻體位移。

3.7 地下連續(xù)墻

地下連續(xù)墻的剛度較大，止水效果較好，是一種非?？煽康闹ёo結(jié)構(gòu)，可以廣泛應(yīng)用于地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜、開挖要求高的基坑。優(yōu)點是占地面積小，防滲性能強，剛度大，安全可靠，能夠較好的代替結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，有效提高效益。缺點是成本較高，施工要求高，建設(shè)工期長。

3.8 土釘墻

土釘墻是指將土釘打入土體與噴射混凝土面層進而形成復(fù)合土體，利用該復(fù)合土體的高自穩(wěn)性實現(xiàn)支護目的，使基坑開挖后仍能夠保持坡面穩(wěn)定。土釘墻通常被用于優(yōu)質(zhì)土質(zhì)地區(qū)。其主要優(yōu)點為穩(wěn)定性高、可靠性強、施工簡單、工期較短、支護效果較理想，在土質(zhì)優(yōu)良地區(qū)得到較為廣泛的應(yīng)用。

3.9 SMW工法連續(xù)墻

SMW工法是指在水泥攪拌樁中插入H型鋼，使其成為具有擋土、受力以及防滲等功能的特殊支護結(jié)構(gòu)。SMW工法連續(xù)墻的支護特點是：施工過程中基本無噪音，對周圍環(huán)境幾乎沒有影響，支護結(jié)構(gòu)強度十分可靠，凡是應(yīng)用水泥攪拌樁的施工場地都可以使用，如果能采取合適的施工措施來回收H型鋼，那么施工成本將大大低于地下連續(xù)墻，因此該技術(shù)具有較大的發(fā)展前景。

4 結(jié)束語

在實際建設(shè)工程中要對整體效益進行綜合考慮，靈活地使用基坑支護方法，在符合經(jīng)濟發(fā)展原則的同時，充分考慮施工過程與建設(shè)結(jié)果對社會或群眾們?nèi)粘Ｉa(chǎn)生活可能造成的實際影響，以方便生活、維護生命財產(chǎn)安全作為巖土工程施工的總體原則，進而全面增強我國巖土工程建筑事業(yè)的施工質(zhì)量。

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