關(guān)于深基坑支護(hù)技術(shù)的探討

趙峰 陸日興

摘 要 在城市建設(shè)中，高層建筑越來越多，高層建筑的大規(guī)模出現(xiàn)，也促使深基坑支護(hù)施工技術(shù)被大規(guī)模應(yīng)用，深基坑支護(hù)施工技術(shù)也得到了進(jìn)一步的發(fā)展。除了房屋建筑，市政工程、軌道交通的建設(shè)也出現(xiàn)了大量的深基坑作業(yè)。深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)一旦破壞將造成重大損失，其重要性可見一斑。這也是本研究探討深基坑支護(hù)施工技術(shù)及其穩(wěn)定性的原因。

關(guān)鍵詞 建筑工程;深基坑;支護(hù)技術(shù)

前言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，許多大型建筑工程劇增，在現(xiàn)在建筑工程中，基坑支護(hù)是保證地下結(jié)構(gòu)施工及基坑周邊環(huán)境的安全的主要防護(hù)工程，其主要是對(duì)基坑側(cè)壁采取的支擋、加固與保護(hù)措施。隨著建筑技術(shù)的不斷發(fā)展，支護(hù)技術(shù)也需要在安全、經(jīng)濟(jì)、工期等方面要更高的要求，在實(shí)際工程中采用的支護(hù)結(jié)構(gòu)形式也越來越多。因此，施工方在施工中為了能夠在基坑支護(hù)工程中采用最先進(jìn)的技術(shù)，在經(jīng)濟(jì)合理的條件下，進(jìn)一步確?；又苓吔ㄖ铩⒒娱_挖深度、基坑邊坡、道路和地下設(shè)施的安全，就必須要在綜合考慮場(chǎng)地工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件、降排水條件、地下室的要求、施工季節(jié)、支護(hù)結(jié)構(gòu)使用期限、周邊環(huán)境和周邊荷載等因素，因地制宜采用合理的支護(hù)形式和施工技術(shù)。

1深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的基本形式

（1）放坡開挖深基坑。放坡開挖技術(shù)施工難度較小、造價(jià)較低，所以在基坑開挖工程中應(yīng)用廣泛。當(dāng)場(chǎng)地土工程性質(zhì)較好、地下水位較低、基坑排水設(shè)施完善并滿足放坡角度要求時(shí)，可優(yōu)先選擇此開挖技術(shù)。但由于本施工方法需向深基坑四周外擴(kuò)開挖，所以，本施工方法適用于深基坑四周放坡范圍內(nèi)無建筑物，或基坑邊緣距離附近既有建筑物較遠(yuǎn)的場(chǎng)地條件。

（2）土釘墻支護(hù)。土釘墻是指在開挖的土坡土體中打入土釘，使土釘與面層噴射的混凝土共同與土體構(gòu)成一個(gè)承受土釘墻后面土壓力的類似重力擋墻。它能約束墻后土體的變形，保持土坡的穩(wěn)定性。土釘墻的施工一般包括鉆孔、插筋、注漿等過程實(shí)施。由于土釘墻在一定程度上是利用了土體與土釘間的相互作用來保持土釘墻的穩(wěn)固，所以，土釘墻支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用范圍是工程性質(zhì)較好且處于地面水位以上的粉土、黏性土及無黏性土。而工程性質(zhì)較差的淤泥質(zhì)土、飽和軟土則不適合選用土釘墻支護(hù)技術(shù)。

（3）重力式結(jié)構(gòu)。重力式結(jié)構(gòu)可以滿足該結(jié)構(gòu)的抗滑移和抗傾覆要求，因?yàn)槠淇梢栽诨觽?cè)壁形成一個(gè)具有相當(dāng)厚度和重量的剛性實(shí)體結(jié)構(gòu)，這樣就可以通過其重量來抵抗基坑側(cè)壁土壓力。這種結(jié)構(gòu)通常會(huì)采用水泥土攪拌樁，但是有時(shí)也會(huì)選擇采用旋噴樁，讓樁體相互搭接形成塊狀，或者格柵狀等連續(xù)實(shí)體的重力結(jié)構(gòu)。

（4）拱墻結(jié)構(gòu)。拱墻結(jié)構(gòu)主要是通過把基坑開挖成弧形平面，如圓形、橢圓形等，同時(shí)沿基坑側(cè)壁分層逆作鋼筋混凝土拱墻，充分發(fā)揮拱的作用把垂直于墻體的土壓力轉(zhuǎn)換成拱墻內(nèi)的切向力，這樣就可以充分利用墻體混凝土的受壓強(qiáng)度。因?yàn)橐话銇碚f墻體內(nèi)力主要是壓應(yīng)力，所以可以把墻體厚度做薄些，因?yàn)樵诤芏鄷r(shí)候，不用錨桿或內(nèi)支撐就完全可以滿足承載力和穩(wěn)定的要求。一般這種結(jié)構(gòu)都會(huì)采用分層分段施工的現(xiàn)澆鋼筋混凝土拱墻結(jié)構(gòu)[1]。

（5）樁支護(hù)基坑。排樁支護(hù)體系剛度較大，可對(duì)基坑本身及所處環(huán)境的安全提供可靠保障。但工程造價(jià)相對(duì)較高，適用于基坑四周環(huán)境復(fù)雜，不具有放坡開挖基坑條件的基坑支護(hù)工程。采用排樁支護(hù)技術(shù)的基坑，一般開挖深度較大，最高可達(dá)l0m左右，可有效解決毗鄰既有建筑物開挖基坑的安全與施工需求的問題。對(duì)既有建筑物的影響較小，不易引起相鄰地下管線產(chǎn)生不均勻沉降排樁支護(hù)結(jié)構(gòu)體系由支撐或錨桿排樁、連續(xù)墻結(jié)構(gòu)共同組成，可有效承擔(dān)側(cè)向土壓力及水壓力等荷載作用。

2深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及施工問題

（1）深坑基支護(hù)土體物理力參數(shù)難找。承受的土壓力大小是衡量深坑基支護(hù)結(jié)構(gòu)安全性能的重要標(biāo)準(zhǔn)。在實(shí)際工程中，地質(zhì)情況極其復(fù)雜，存在很多不確定性，在這種狀況以及技術(shù)條件的限制下，選擇用來精確計(jì)算實(shí)際土體壓力的比較適宜的土體物理量參數(shù)非常困難。深坑基開挖之后，土體內(nèi)的摩擦角、粘凝力以及含水率這三個(gè)重要參數(shù)都是可變量，大大提高了精確計(jì)算支護(hù)結(jié)構(gòu)受力的難度。除此之外，支護(hù)結(jié)構(gòu)形式和施工工藝等地土體物理力學(xué)參數(shù)的選擇也有影響。

（2）對(duì)基坑土體不能夠完全取樣。深坑基支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的一個(gè)必要步驟就是在設(shè)計(jì)前必須對(duì)地基土層取樣分析。但是由于地質(zhì)多種多樣，變化無窮，對(duì)其隨機(jī)取樣不能夠準(zhǔn)確反應(yīng)建筑地土層的實(shí)際狀況。因此，對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)不能夠完全符合基坑的真實(shí)地質(zhì)狀況。

（3）對(duì)基坑開挖后的空間效應(yīng)考慮不全面。以往很多的深基坑開挖實(shí)例表明在基坑四周會(huì)有水平位移的現(xiàn)象，并且是中間大兩邊小，造成深基坑邊坡失衡，說明在深基坑開挖施工中還存在空間的問題。

（4）理論上所計(jì)算的受力與實(shí)際情況中的受力嚴(yán)重不符。實(shí)際工程中，設(shè)計(jì)人員依據(jù)極限平衡理論確定的安全系數(shù)以及支護(hù)結(jié)構(gòu)，理論上是安全的，但是會(huì)增加支護(hù)結(jié)構(gòu)的投資成本，而且不一定能夠完全適用于實(shí)際工程[2]。

3某工程深基坑支護(hù)技術(shù)應(yīng)用分析

3.1 工程總概況

某工程總面積為31480m2，地下總面積為8642m2，建筑物的總高度約為64m，建筑物的平面形式呈方形，大廈設(shè)計(jì)地下3層，基坑的最深處距地面約為15m， 工程為鋼筋混凝土框架和剪力墻結(jié)構(gòu)，地下部分采用混凝土梁內(nèi)設(shè)無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力筋。 關(guān)于地質(zhì)條件，根據(jù)一個(gè)初步的勘探情況來看，該工程處于某河的北面，地面的標(biāo)高大概在42.8～47.1m之間;地質(zhì)土層主要為黏質(zhì)粉土層，局部為黏質(zhì)重粉質(zhì)黏土層，大廈地基的承載力標(biāo)準(zhǔn)值是230kpa，地下沒有軟弱的下臥層。 關(guān)于水文情況，根據(jù)勘探報(bào)告，擬建區(qū)存在三層地下水：第一層是滯水，其水位深度約在1.2～4.1m之間，水位標(biāo)高在46.13～43.04m之間;第二層是潛水，其水位深度約在9.87～12.19m，水位標(biāo)高在37.18～36.24m之間;第三層是層間水，其水位深度約在21.02～26.07m，水位標(biāo)高約在23.22～25.04m之間。這個(gè)場(chǎng)區(qū)的地下水水質(zhì)呈弱酸性，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生腐蝕性，但對(duì)鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)生弱腐蝕性。

3.2 工程特點(diǎn)

該工程所屬地段繁華，施工條件不便利，而且顯得很苛刻，再加上白天交通擁擠情況嚴(yán)重，建材只能夜間運(yùn)輸。對(duì)周圍環(huán)境要求高，施工時(shí)間有限制，總的來說施工場(chǎng)區(qū)面積狹窄，無法大量堆放建材，大件鋼材結(jié)構(gòu)只能存在倉庫，增加了二次運(yùn)輸量，提高了運(yùn)輸成本等[3]。

3.3 該工程深基坑的支護(hù)施工技術(shù)

根據(jù)工程具體情況，采用混凝土灌注樁和錨桿支護(hù)相結(jié)合的支護(hù)方案。

（1）混凝土灌注樁?；炷凉嘧?，具體的工藝流程為：平整鉆孔場(chǎng)地、測(cè)量放線布孔、挖設(shè)排水溝和布設(shè)泥漿池、樁機(jī)就位和制備泥漿、鉆機(jī)鉆孔，洗孔清孔、吊放鋼筋籠、澆筑灌注樁水下混凝土。開鉆前，檢查軸線的定位點(diǎn)與水準(zhǔn)點(diǎn)是否正確、放線定樁位等。樁機(jī)就位后，在樁位位置埋設(shè)孔口護(hù)筒，起到定位、儲(chǔ)存泥漿以及護(hù)孔等作用。準(zhǔn)備工作完成后，開始鉆孔。鉆孔時(shí)，根據(jù)鉆進(jìn)速度和鉆機(jī)是否有異響，判斷地質(zhì)變化情況;當(dāng)鉆孔的深度達(dá)到要求后，進(jìn)行清孔。清孔工作完成并通過檢測(cè)后，進(jìn)行鋼筋籠吊放施工及水下澆筑混凝土。在吊放鋼筋籠前，在鋼筋籠上安裝定位鋼筋環(huán)，控制鋼筋籠就位準(zhǔn)確;然后開始水下澆筑混凝土施工。采用導(dǎo)管法作業(yè)，確保澆筑連續(xù)進(jìn)行。

（2）質(zhì)量控制要點(diǎn)。施工的質(zhì)量控制要點(diǎn)有：護(hù)筒中心和樁中心的偏差不能超過5cm，埋深不能低于1m，泥漿的比重最好控制在1.1～1.2，孔底沉渣的厚度不能超過15cm;鋼筋籠安放位置準(zhǔn)確，鋼筋連接滿足規(guī)范要求;水下澆筑混凝土施工需要連續(xù)作業(yè)，保證導(dǎo)管埋入混凝土內(nèi)深度不小于2米，速度適宜，避免堵管或鋼筋籠上浮，同時(shí)樁頭超灌1米。灌注樁混凝土養(yǎng)護(hù)完成后，按照相關(guān)規(guī)范和設(shè)計(jì)要求進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，確保質(zhì)量合格。

（3）錨桿支護(hù)施工要點(diǎn)。土層錨桿在開挖的深基坑墻面或者尚未開挖的基坑立壁土層鉆孔，在達(dá)到要求的深度后再次擴(kuò)大孔的端部，一般形成柱狀。實(shí)施錨桿支護(hù)技術(shù)施工，主要將鋼筋、鋼索或者其他類型的抗拉材料放入孔內(nèi)，然后灌注漿液材料，令其和土層結(jié)合成為抗拉力強(qiáng)的錨桿。這樣的支護(hù)技術(shù)能夠讓支撐體系承受很大的拉力，有利于保護(hù)其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，防止出現(xiàn)變形，同時(shí)還具有節(jié)省材料、人力，加快施工進(jìn)度。

（4）支護(hù)效果。在深基坑支護(hù)完成后的施工期間，無坑壁坍塌問題出現(xiàn)，通過儀器對(duì)周圍建筑物進(jìn)行監(jiān)測(cè)，無明顯的變形現(xiàn)象出現(xiàn)。混凝土灌注樁和錨桿支護(hù)能夠保證該工程的順利進(jìn)行，并且保障周圍的建筑物的安全，因此實(shí)施深基坑支護(hù)施工方案是可行的[4]。

4結(jié)束語

深基坑支護(hù)技術(shù)的辦法有很多，每一種施工工藝都是需要嚴(yán)格施工組織，需要科學(xué)合理的施工原理的指導(dǎo)，需要施工單位有效的施工安排，在深基坑支護(hù)施工中，相關(guān)技術(shù)部門需要綜合各方的實(shí)際情況，結(jié)合自身的施工實(shí)際，對(duì)施工的技術(shù)進(jìn)行廣泛的探討，最終選定有效的施工方案。

參考文獻(xiàn)

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[3] 王成典.試述深基坑支護(hù)的施工工藝及其選擇方式[J].黑龍江科技信息，2009（9）：262.

[4] 王成彥，孟慶森.深基坑支護(hù)施工技術(shù)的若干探討[J].民營(yíng)科技，

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