建筑工程施工中深基坑支護(hù)的施工技術(shù)管理研究

王超

中交第四公路工程局有限公司 北京 100025

建設(shè)項(xiàng)目施工安全是我國(guó)安全生產(chǎn)監(jiān)督管理的重要組成部分。在建筑工程中，深基坑支護(hù)工程直接影響著工程的質(zhì)量和安全。因此，有必要重視深基坑支護(hù)施工技術(shù)的管理。在實(shí)際施工過(guò)程中，深基坑支護(hù)會(huì)受到地質(zhì)、環(huán)境和人為等多方面因素的影響，在施工時(shí)，要根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，采用合適的施工技術(shù)，并進(jìn)行有效管理，以確保工程施工的安全和施工進(jìn)度。

1 深基坑支護(hù)關(guān)鍵技術(shù)分析

1.1 深層攪拌水泥土樁擋墻

在深基坑施工過(guò)程中，可以用吊車將深層攪拌機(jī)吊入基坑進(jìn)行定位。然后啟動(dòng)深層攪拌機(jī)，將其放入土層中，噴灑水泥漿固化劑，與地基土進(jìn)行原位強(qiáng)制攪拌，形成水泥土樁。深層攪拌可以反復(fù)操作，使多個(gè)水泥土樁相互緊靠，硬化后形成具有一定強(qiáng)度的墻體。深層攪拌水泥土樁既可作為擋土又可作為擋水幕。開挖深度一般不超過(guò)6m，比較經(jīng)濟(jì)。

深層攪拌水泥土樁擋土?xí)r，實(shí)際使用的固化劑和外加劑必須經(jīng)過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)和加筋土檢驗(yàn)后才能使用。固化劑漿液必須嚴(yán)格按照配合比要求進(jìn)行，調(diào)制后漿液不能分離。為了防止泥漿中的凝結(jié)物損壞泵體，泥漿放入收集斗時(shí)需要進(jìn)行加篩過(guò)濾。成樁必須采用二次攪拌技術(shù)，噴射攪拌時(shí)鉆頭上升速度應(yīng)小于0.5m/min，鉆頭每轉(zhuǎn)一圈的提升量以1.0-1.5cm為宜。樁的垂直偏差需低于1%，樁位偏差小于50mm，樁徑偏差小于4%。

1.2 旋噴樁擋土墻

將鉆機(jī)運(yùn)送至深基坑工程現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行定位，然后啟動(dòng)鉆機(jī)造孔。鉆孔后，將鉆桿從土層深處緩慢上提，在提升過(guò)程中，通過(guò)鉆桿端部的旋轉(zhuǎn)噴嘴，借助高壓將水泥固化劑噴入地基土中。通過(guò)反復(fù)運(yùn)作，可以制成多個(gè)水泥土樁；樁體相互搭接，形成擋土墻。制造旋噴樁擋土墻，需要控制好鉆桿的上提速度、噴射水泥漿固化劑壓力與噴射量。

進(jìn)行旋噴樁擋土墻施工時(shí)，需要設(shè)計(jì)好漿液的水灰比、外加劑、樁徑的大小。一般來(lái)說(shuō)，水泥漿液的水灰比應(yīng)為1:1-1:1.5。外加劑一般采用氯化鈣、木鈣、石膏、三乙醇胺和氯化鈉等。在粘性土中進(jìn)行旋噴樁擋土墻施工，樁徑宜控制在0.4-0.8m之間。

1.3 土層錨桿

土層錨桿可以將一端錨固在穩(wěn)定的地層上，而另一端與支撐結(jié)構(gòu)的擋土墻相連，拉桿組件所承受的載荷（土壓力）通過(guò)拉桿傳遞到錨固體上，從而將載荷從鐳固體分散到周圍的穩(wěn)定地層中。深基坑施工采用土層錨桿，可使開挖和地下結(jié)構(gòu)施工不受支護(hù)干擾，施工工作面更為寬敞。

土錨工程必須選擇合適的土錨。不同土層的錨固壓力不同，分別為0.3MPa-0.5MPa和2MPa-5MPa，應(yīng)根據(jù)深基坑工程的具體情況單獨(dú)選擇[1]。

土層錨桿選好后，可進(jìn)行后續(xù)施工：

①鉆孔。使用鉆機(jī)在深基坑工程現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行鉆孔作業(yè)。孔壁不得坍塌和松動(dòng)、須平直，鉆孔時(shí)不使用膨潤(rùn)土循環(huán)泥漿護(hù)壁。

②拉桿安裝。鉆孔后，將土層錨桿拉桿插入鉆孔內(nèi)，將拉桿安置在鉆孔中心位置，防止進(jìn)入鉆孔時(shí)攪動(dòng)孔壁，在拉桿上每隔1.5m放置一個(gè)定位器。

③注漿。采用一次注漿或二次注漿均可。一次注漿是將注漿管插入孔底，通過(guò)該注漿管從孔底開始用泥漿泵進(jìn)行注漿，待漿液流出孔口后進(jìn)行封堵，穩(wěn)壓數(shù)分鐘后注漿結(jié)束；

二次澆注是將兩根澆注管同時(shí)插入孔底。一次澆注用一根澆注管，澆注完成后回收。然后，密封另一根澆注管的底部，從管端開始每隔1-2m沿錨固部分制作一根花管。一次澆注凝固后，可進(jìn)行二次壓力澆注。

④張拉、錨固。壓力灌漿后，待注漿體凝固，錨固段的強(qiáng)度大于15MPa，達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)的75%后，對(duì)土層錨桿進(jìn)行張拉錨固。

1.4 土釘墻

利用土釘墻，將用于加固基坑側(cè)壁的鋼筋插入土中與土粘結(jié)，并向斜面噴射混凝土形成土釘墻。土釘墻可以提高原土體的強(qiáng)度，限制土的位移，提高基坑邊坡的穩(wěn)定性。

制作土釘墻時(shí)，土釘墻的墻坡必須控制在1:0.1以下；土釘加固最好采用16mm-32mm的HRB335級(jí)螺紋鋼筋；鉆頭直徑在70-120mm之間，土釘與水平面的夾角在5-20°之間，土釘間距為 1-2 米[2]。

2 深基坑技術(shù)施工管理研究

近年來(lái)，隨著建筑業(yè)的快速發(fā)展，城市土地資源短缺，建筑不得不向地下空間發(fā)展；導(dǎo)致基坑越挖越深，許多地方深基坑深度已經(jīng)超過(guò)10m，作業(yè)難度加大。一些施工企業(yè)不得不在軟土地基、淤泥上開挖深基坑。深基坑工程施工難度加大，工程地質(zhì)條件惡劣，導(dǎo)致基坑工程事故增加。因此，必須做好深基坑施工管理。

2.1 根據(jù)各地區(qū)具體情況進(jìn)行適宜的深基坑施工

深基坑施工時(shí)，各個(gè)地區(qū)的情況不一樣，因此，施工應(yīng)根據(jù)各區(qū)域的具體情況采取相應(yīng)的施工技術(shù)。

北京地區(qū)的深基坑工程多集中在三環(huán)范圍內(nèi)，施工過(guò)程中會(huì)遇到4層土層：①1-8m厚的填土層，②5-10m厚的粉質(zhì)粘土層、③砂石、礫石層④粘性土層。還會(huì)遇到埋深超過(guò)15m的地下水。因此，在北京地區(qū)深基坑施工中宜采用土釘墻支護(hù)技術(shù)。

深圳地區(qū)的高層建筑數(shù)量是北京的6.3倍，但深圳地區(qū)的工程地質(zhì)條件卻較差，主要土層有淤泥層、淤泥質(zhì)黏性土層、黏性土層。淤泥層的含水量在71.9%左右，天然密度在1.55g/cm3左右；淤泥質(zhì)黏性土層含水量在51.2%左右，天然密度在1.68g/cm3左右；黏性土層含水量在29.1%左右，天然密度在1.90g/cm3左右。深圳地區(qū)地處熱帶，每年雨季長(zhǎng)達(dá)4-5個(gè)月；深基坑施工暴露的時(shí)間也較長(zhǎng)，往往達(dá)1-2年。因此，在深圳地區(qū)深基坑施工中應(yīng)采用土錨桿；并且要采取必要的排水措施[3]。

濕陷性黃土地區(qū)大多位于我國(guó)西北部，在陜西、甘肅和寧夏最為常見。濕陷性黃土的主要成分是由應(yīng)時(shí)和長(zhǎng)石組成的粉土，土中有較大的孔隙。如果在一定壓力下被水浸泡，土壤結(jié)構(gòu)將被破壞，其強(qiáng)度將迅速下降，并顯著下沉。西北地區(qū)高層建筑和超高層建筑數(shù)量較少，而西北地區(qū)深基坑工程數(shù)量較少。土釘墻和水泥土樁可用于西北濕陷性黃土地區(qū)的深基坑施工。當(dāng)采用單一土釘墻時(shí)，支護(hù)深度應(yīng)小于12m。采用水泥土樁時(shí)，支護(hù)深度小于6m，水泥土樁施工范圍內(nèi)的地基承載力應(yīng)超過(guò)150kPa。

2.2 采用信息化技術(shù)進(jìn)行施工管理

目前深基坑施工中還存在一些問(wèn)題：深基坑支護(hù)與開挖的難度較大，由于必須考慮經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、安全等多重因素，往往難以選擇合理的支護(hù)結(jié)構(gòu)；在深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，各計(jì)算參數(shù)取值不合理；設(shè)計(jì)人員水平參差不齊，參數(shù)值和計(jì)算方法沒有規(guī)律可循，導(dǎo)致深基坑工程設(shè)計(jì)質(zhì)量不合格。在深基坑工程施工中，還存在著施工混亂和管理不到位的現(xiàn)象。

為解決上述問(wèn)題，施工企業(yè)有必要在深基坑工程的整個(gè)周期內(nèi)采用信息化技術(shù)，進(jìn)行全過(guò)程、全方位信息化管理。具體包括：①使用信息化技術(shù)進(jìn)行深基坑工程設(shè)計(jì)，使用BIM技術(shù)建立深基坑的虛擬模型，結(jié)合當(dāng)?shù)氐墓こ痰刭|(zhì)條件、地下水條件、降水條件進(jìn)行虛擬試驗(yàn)，以提升深基坑工程設(shè)計(jì)質(zhì)量；②使用信息化技術(shù)。在深基坑工程現(xiàn)場(chǎng)，應(yīng)布置大量傳感器，實(shí)時(shí)掌握土體荷載、土體壓力的變化；并根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)指導(dǎo)深基坑工程施工，必要時(shí)可修改施工方案。

2.3 其他補(bǔ)充

①進(jìn)行放坡開挖的深基坑，應(yīng)為機(jī)械設(shè)備上下基坑設(shè)置專用通道。通道地基的寬度和坡度需滿足施工和安全行車的要求。

②設(shè)置專用通道供施工人員上下基坑。專用通道可用鋼管搭設(shè)，通道應(yīng)穩(wěn)定，防止坍塌。梯道斜度應(yīng)控制在30°-35°之間，梯道踏步的高度差應(yīng)不超過(guò)于30cm，并且要保持等距。

③雨季期間，基坑四周邊緣應(yīng)挖排水溝或砌擋水墻。在基坑內(nèi)設(shè)置明溝和集水井，以及時(shí)排除積水，并防止明水傾灌；采用明溝、集水井排水時(shí)，排水溝應(yīng)布置在地下結(jié)構(gòu)外邊距坡腳0.5m的位置，排水溝溝底寬度應(yīng)大于0.3m，坡度大于0.1%。集水井直徑大于0.6m，集水井間距小于30m。

④基坑邊坡用塑料布覆蓋，封閉坡頂和邊坡，防止各種地表水流入坑壁。施工人員不得在基坑邊緣注入廢水。砂質(zhì)和軟土基坑圍護(hù)外應(yīng)設(shè)置防水帷幕，防止坑內(nèi)降水造成坑外水土流失。

3 結(jié)語(yǔ)

總的來(lái)說(shuō)，深基坑施工在建筑工程施工中應(yīng)用廣泛，在建筑工程施工中也占有重要地位。然而，深基坑施工容易受到諸多因素的影響，如施工難度大、施工條件差、事故率高等。因此，在施工過(guò)程中，有必要對(duì)施工環(huán)境進(jìn)行詳細(xì)分析，結(jié)合適合當(dāng)?shù)丨h(huán)境和深基坑支護(hù)技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行科學(xué)選擇。建設(shè)單位應(yīng)加強(qiáng)深基坑施工管理，有效提高深基坑工程的施工質(zhì)量。