深基坑開挖支護施工及變形控制研究

李春雷

（太原市政建設(shè)集團有限公司，山西太原 030002）

0 引言

在城市化發(fā)展進程當(dāng)中，建筑施工行業(yè)迎來了發(fā)展機遇。不過，在城市發(fā)展規(guī)模不斷擴大的當(dāng)下，實際的建筑施工工作難度也有所增加，如遇到的地質(zhì)結(jié)構(gòu)情況越來越復(fù)雜。而如何保障施工工作的安全與穩(wěn)定，就成為建筑施工單位的基本工作任務(wù)之一。這就涉及對地基的科學(xué)處理工作，目前應(yīng)用效果較好的就是基坑支護施工技術(shù)。

1 深基坑支護及特點

深基坑支護通常指為保證地下結(jié)構(gòu)施工及基坑周邊環(huán)境的安全，對深基坑側(cè)壁及周邊環(huán)境采用的支擋、加固與保護的措施。其支護方法有很多，包括排樁支護、樁錨支護、地下連續(xù)墻支護、噴錨支護等。深基坑支護工程普遍具有以下特點：①基坑深度增加或場地狹窄導(dǎo)致支護難度加大；②基坑開挖面積大，橫向支撐系統(tǒng)施工困難；③與土層和地下水狀況關(guān)系密切，為保證周圍建筑物、市政設(shè)施和地下管線的安全，對基坑支護技術(shù)提出較高的要求；④深基坑施工工期長，降雨、重物堆放等臨時因素對基坑穩(wěn)定性不利；⑤與相鄰場地的降水、挖土等工序相互制約影響；⑥支護形式多樣，技術(shù)銜接不完善。

2 深基坑支護結(jié)構(gòu)的設(shè)計原則

在對建筑物進行深基坑支護結(jié)構(gòu)的設(shè)計工作時，必須遵循以下三項基本原則。①施工設(shè)計過程中，分層界限要設(shè)置在預(yù)應(yīng)力錨索的0.5m 深以上的位置，預(yù)應(yīng)力錨索與基坑開挖的具體深度以及支護結(jié)構(gòu)在豎直方向上存在對應(yīng)性。對于應(yīng)用在深基坑支護結(jié)構(gòu)中的預(yù)應(yīng)力錨索，為了保證其具有符合標(biāo)準(zhǔn)要求的承載能力，要提前做抗拔承載力的相關(guān)檢測試驗；②深基坑支護結(jié)構(gòu)的設(shè)計要充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)的優(yōu)勢，基于對施工現(xiàn)場各項信息的監(jiān)測和分析，對支護結(jié)構(gòu)進行符合實際施工環(huán)境的設(shè)計，并根據(jù)發(fā)生的具體變動及時進行相應(yīng)的結(jié)構(gòu)調(diào)整，最終實現(xiàn)動態(tài)化的深基坑支護結(jié)構(gòu)設(shè)計；③在進行深基坑支護結(jié)構(gòu)的設(shè)計工作時，必須將安全原則放在首位，要保證支護結(jié)構(gòu)能夠?qū)ι罨悠鸬阶銐虻闹巫饔?，實現(xiàn)安全穩(wěn)定的基坑施工環(huán)境，對深基坑周圍的地下管線及其他設(shè)施加以保護，避免因為深基坑施工發(fā)生各種質(zhì)量事故或者安全事故。

3 建筑工程中深基坑支護技術(shù)研究

3.1 土釘墻支護

土釘墻支護的主要作用是為了加固土體、混凝土面層，確保土釘與土體之間互相牽制，形成有機的整體，提高土體的承載能力，避免結(jié)構(gòu)變形和沉降。土釘墻支護具有施工簡便，便于維護等優(yōu)點，但在施工前需先對土釘進行拔拉試驗，確定鉆孔深度。

3.2 錨桿支護施工技術(shù)

錨桿支護施工技術(shù)多運用于巖土工程深基坑中的地表以及洞室加固施工，支護施工基本上都是采用聚合物、金屬或木質(zhì)等材料制成的柱桿，然后將所采用的柱桿打入相應(yīng)的巖體中，并借助黏結(jié)性物質(zhì)將柱桿周圍的巖體進行黏結(jié)，形成穩(wěn)固的形式，且支護技術(shù)應(yīng)用過程中多會產(chǎn)生懸吊、組合梁等，從而增強支護效果。錨桿支護施工技術(shù)最大優(yōu)勢是可以在一定程度上增加支撐位置承受拉力，降低支撐位置出現(xiàn)變形的可能性，同時施工過程不需要大量的資源以及人力，提高巖土工程深基坑開挖支護施工效率，節(jié)約施工資源有很大的幫助，在巖土工程深基坑施工中具有極大的應(yīng)用推廣價值。

3.3 水泥擋土墻支護

水泥擋土墻支護施工建立在攪拌樁和軟土加固技術(shù)的基礎(chǔ)上，其中攪拌樁可以在重力的作用下保持良好的側(cè)向力，利于維護結(jié)構(gòu)的抗滑移性、抗傾覆性，可有效避免墻體變形。水泥擋土墻支護振動小、污染少，且具備良好的防水性能，支護效果也比較好，因此在應(yīng)用過程中，需綜合考量影響其質(zhì)量的要素，提高支護質(zhì)量。

3.4 地下連續(xù)墻支護

在建筑工程施工中，不同域間的地理環(huán)境差異較大，因此在施工過程中，會遇到很多特殊地質(zhì)的情況。若遇到軟弱地質(zhì)，需要著重對基坑支護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性進行分析，避免產(chǎn)生不均勻沉降。軟弱地質(zhì)施工難度較大，針對這類土質(zhì)，需要先進行地下連續(xù)墻支護結(jié)構(gòu)，待土質(zhì)固化后，方能進行后續(xù)施工。地下連續(xù)墻支護較廣泛的應(yīng)用于對沉降要求較高的工程項目，其與其他支護結(jié)構(gòu)相比具有較高的應(yīng)用價值，能應(yīng)用于各類復(fù)雜地質(zhì)，且對周邊環(huán)境影響較小，對保障建設(shè)工程順利進行有重要作用。但地下連續(xù)墻支護技術(shù)也具有一定的局限性，其對技術(shù)有較高的要求，且施工成本較高，產(chǎn)生的廢漿量也較大，一旦處理不當(dāng)就會污染環(huán)境。

3.5 混凝土灌注樁支護施工技術(shù)

在采用施工技術(shù)進行作業(yè)時，要提前做好相應(yīng)的施工計劃方案，然后嚴(yán)格按照預(yù)定計劃方案以及相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范開展相應(yīng)的施工流程操作。為了進一步提高混凝土灌注樁支護施工質(zhì)量，在采用施工技術(shù)開展施工作業(yè)時，可以借助測量放樣布孔等輔助施工技術(shù)，對施工區(qū)域進行找平處理，從而提高施工質(zhì)量控制管理水平，使混凝土灌注樁支護施工達(dá)到設(shè)計要求。

4 深基坑支護施工過程面臨的問題

4.1 實際的受力情況和施工時有很大的出入

無論是國內(nèi)的技術(shù)還是國外先進的技術(shù)，在對深基坑支護結(jié)構(gòu)維護方面，都不能很好地計算出深基坑支護結(jié)構(gòu)自身的承受力。這就會使實際的受力情況和施工所開展的會有一定的偏差。一方面可能是建筑用地自身的情況比較復(fù)雜，這就會導(dǎo)致土質(zhì)所承受的力有所不同。其次，有關(guān)人員對于影響深基坑支護承受力的各個因素掌握不夠全面，在對有關(guān)內(nèi)容進行計算的時候，沒有辦法準(zhǔn)確計算出深基坑支護的承載力，影響了實際施工情況的開展。

4.2 在具體施工過程中可能出現(xiàn)的問題

深基坑支護的過程中有一些問題并不是可以人為控制的，這是一些客觀的因素導(dǎo)致的，如果不對其進行排查，就會引發(fā)施工過程中的安全隱患，對于整個施工的安全形成一定的影響。比如說在施工過程中，基坑周圍的土壤向基坑內(nèi)部移動，就會使施工人員在基坑內(nèi)部操作受到一定的阻礙，導(dǎo)致施工人員在開挖的過程中面臨很多的困難，這個時候就需要有關(guān)人員根據(jù)該情況提前做好預(yù)防的措施，保證施工作業(yè)的安全。

4.3 深基坑支護工程存在施工質(zhì)量不可靠的問題

在實際施工中，為節(jié)約成本，增加局部效益，很多建筑工程承包公司將深基坑支護工程委托給專業(yè)性不高的單位和技術(shù)人員進行施工。而這些技術(shù)不強的工程單位并不具備巖土施工的能力，甚至偷減材料，甚至有個別沒有資質(zhì)的個體負(fù)責(zé)深基坑支護工程，從而出現(xiàn)施工技術(shù)水平低和質(zhì)量強度不可靠的問題。

5 深基坑支護結(jié)構(gòu)的設(shè)計要點分析

5.1 支護結(jié)構(gòu)的空間效益設(shè)計

在進行深基坑的開挖過程中，基坑周圍的空間環(huán)境對施工質(zhì)量存在很大的影響，良好的空間設(shè)計能對支護結(jié)構(gòu)起到保護作用。內(nèi)錨支護是針對深基坑支護結(jié)構(gòu)的主要支護方法，該支護方法對于整體與局部結(jié)構(gòu)都能夠起到非常高效的支護作用。內(nèi)錨支護方法的應(yīng)用，可以彌補深基坑支護結(jié)構(gòu)無法承受水平作用力的缺陷。在開挖深基坑的時候，外部土層存在往基坑中移動傾斜的情況，這就導(dǎo)致施工期間深基坑邊坡位置的穩(wěn)定性很難得到保障。

5.2 地基加固

深基坑施工過程中，對地基進行加固可以有效提升地基土體的抗壓能力和強度，增強地基結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性?？梢酝ㄟ^在地基土體中添加固化劑，并對其進行深層且充分的攪拌，使固化劑和軟土充分接觸產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，從而達(dá)到固化土體的作用。固化后的地基，具有良好的抗?jié)B性能和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，能有效保障深基坑支護效果，確保建筑工程施工質(zhì)量和結(jié)構(gòu)安全性、穩(wěn)定性。

5.3 排水施工要點

由于進行深基坑支護結(jié)構(gòu)施工的環(huán)境都是在地面以下進行，經(jīng)常都會面臨地下水相關(guān)的問題，在一些地下水位比較高的地方進行施工操作時，會具有非常高的危險性。地下水的具體來源非常復(fù)雜，包括深基坑周邊土體滲漏的地下水、承壓水、潛水、上層滯水以及雨水等，而且在枯水期和豐水期，地下水的水位也會發(fā)生巨大的變化，這就導(dǎo)致進行深基坑支護結(jié)構(gòu)的止水排水工作時具有比較大的難度。為了實現(xiàn)較好的排水施工質(zhì)量，設(shè)計人員要以施工場所當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件為基礎(chǔ)，對地下水形成的具體原因進行全面的分析與總結(jié)，在結(jié)合深基坑周圍的自然環(huán)境，最終制定出科學(xué)有效的排水方案，并對周邊的水體和土體加以保護，以防流失嚴(yán)重。對于深基坑支護結(jié)構(gòu)周圍的地下水，具體排水主要是采用堵塞的方法，在地方區(qū)域需要使用抽水方法加以輔助。

5.4 加大監(jiān)測力度

基本上針對巖土工程深基坑支護施工的變形監(jiān)測都是通過對周圍建筑、網(wǎng)管變形情況以及基坑邊坡變形情況進行相應(yīng)的判定。在監(jiān)測過程中會對所監(jiān)測的相關(guān)數(shù)據(jù)進行記錄、整理和分析，以便更好地了解深基坑變形情況，并根據(jù)實際變形情況制定相應(yīng)的控制措施和修補方案。為了有效避免深基坑變形導(dǎo)致的施工質(zhì)量和安全問題發(fā)生，需要進一步加大監(jiān)測力度，提高監(jiān)測人員素質(zhì)，確保監(jiān)測工作按照相關(guān)規(guī)范執(zhí)行。

6 結(jié)束語

總而言之，深基坑支護工程在建筑領(lǐng)域地下工程中有著至關(guān)重要的位置，其工程質(zhì)量嚴(yán)重影響著自身及周邊建筑的安全，工程技術(shù)人員應(yīng)根據(jù)支護中存在的問題做好對策實施，并不斷完善技術(shù)水平，為基坑支護工程盡責(zé)盡力。