建筑施工中深基坑支護的施工技術探討

吉 鵬

(遼寧漢特建筑裝飾工程有限公司，遼寧 沈陽 110000)

在建筑項目建設復雜程度逐漸提升的背景下，許多企業(yè)為保證項目施工的安全性，已經廣泛應用深基坑支護方案，以此提升深基坑邊坡的穩(wěn)定性，為項目施工提供安全的工作環(huán)境。因此，有必要對深基坑支護的施工方案設計以及施工技術要點進行分析，以此提升深基坑空間結構的堅固性，助力建筑行業(yè)長遠穩(wěn)定發(fā)展。

1 建筑施工中深基坑圍護方案的確定

1.1 工程水文地質條件

以某建筑工程深基坑圍護方案的選取為例，該項目建設包括4#、5#、6#高層辦公樓、4F商業(yè)及整體地下車庫。其中，4#、5#、6#高層辦公樓地上建設層數分別為25層、28層、28層，高度分別為100m、140m、140m。工程深基坑呈現梯形，東西向、南北向長度分別為232m、153m，地下車庫基坑基底標高為-22m，基坑開挖深度在自然地面下約20.9m～22.95m。建筑項目所處地貌單元屬于黃河沖擊平原，通過地質勘測明確基坑開挖處各土層的土壤性質，包括結構不均的雜填土、干強度與韌性中等的粉質黏土，土壤顏色隨著土壤性質的變化而發(fā)生相應的改變。最近幾年，該地區(qū)最高降水量約為84m，根據相關規(guī)定采取相應的深基坑支護措施。

1.2 基坑圍護選型

深基坑支護工程類型包括鋼板式、預制混凝土板樁、柱樁橫列式，要求支護方案設計人員綜合考量圍護結構的強度與剛度要求，嚴格遵循基坑支護結構不滑移、不傾覆等原則，進行地面基礎承載力與永久結構的力學計算、分析，從諸多深基坑支護方案中選取穩(wěn)定性、安全性最強的方案，在保證基坑支護工程強度與剛度的基礎上，有效控制工程造價。

2 深基坑支護的施工技術要點

2.1 結構設計

2.1.1 土壓力計算分析

土壓力計算包括主動土壓力和被動土壓力的計算兩種方法，由于深基坑支護承擔的土壓力主要來源于重力式土擋墻，對兩種土壓力進行計算分析之后，能夠有效提升基坑邊坡的穩(wěn)定性。計算土壓力運用到的公式如下所示。

Ka=tan2(45-φ/2)

其中，Ka為主動土壓力；φ為土的內摩擦角；Ep為總單位寬度的被動土壓力；γ為圖的重度；H為土的厚度[1]。

2.1.2 基坑穩(wěn)定性分析

重力式土擋墻是深基坑支護結構穩(wěn)定性分析的重點，涵蓋抗滑移穩(wěn)定、抗傾覆穩(wěn)定等問題的分析。通過水泥土墻抗傾覆穩(wěn)定的計算，能夠間接得到重力式土擋墻的厚度，但是由于水泥土墻需要承受較多的被動土壓力，在計算時可假設土壓力的作用方向為水平的，然后利用科學的計算公式對深基坑穩(wěn)定性進行全面分析，在得到基坑設計安全系數之后，可明確主動土壓力合力作用點、墻底孔隙水壓力合力作用點到墻底內端的水平距離，進而確定深基坑開挖深度，以此保證建筑施工深基坑支護工程的穩(wěn)定性與安全性。

2.2 施工方案

2.2.1 土方開挖施工

在深基坑支護施工之前，需要安排專門人員側放基坑角點、邊角控制點以及一系列保護設施，以此保證各樁點放置的準確性。土方開挖要點如下：第一，深度0～7m土方開挖。主要是從基坑的中部開始分層、分塊、平衡開挖，開挖到地面以下2m處，進行第一層土釘支護與灌裝柱施工；開挖到地面以下3.5m處，進行第二層土釘支護施工；開挖到地面以下5m處，進行第三層土釘支護施工，并開始冠梁施工；開挖到地面下7m之后，結束土釘支護施工，進行第一道鋼支撐施工。第二，深度7m～22.95m土方開挖。同樣是從深基坑中部開始進行分層開挖，當邊線每隔8m～10m時，進行支護隔段交叉施工，注意不開挖部分的保護，并采用機械設備向外運輸土方，分別在自然地面下9.5m、12m、14.5m、17m、19.5m進行鋼支撐施工。在土方開挖過程中，要注重邊坡預留土厚度、基坑底部清理工作以及開挖的質量控制、標高控制等，當機械開挖深度超過設計標高300mm之后，可采用人工開挖方式。

2.2.2 降水施工

降水施工是建筑工程施工中較為重要的環(huán)節(jié)，需要工程測量員對降水、排水系統施工布設點進行科學合理的打點，并進行校核，以此保證施放井位的準確性。一般情況下，根據地質、地形、水文等條件設計出的管井結構設置的井深為33m，管井內徑與外徑分別為300mm、650mm，選用適當級配的石英砂以及水泥材料進行現場施工。在緩緩放入管井的過程中，井管下方與井口每相差200mm可放入下一節(jié)井管，然后在距離井底1.5m處安裝潛水泵，以此保證深基坑內無大量積水，保證建筑項目施工順利進行。

2.2.3 土釘墻施工

土釘墻施工流程為：土方開挖→修補邊坡→安放土釘→注漿→鋼筋網的綁扎→加強錨頭→噴射混凝土面層。具體施工方法為：在開挖土方之后，需要預留出30cm的修坡，采用分層方式進行土釘成孔施工，土釘孔深度為40cm，每個土釘孔距離為20m；在修邊坡時，需要在含水量較大的施工部位設置直徑為5cm的泄水孔，以此保證深基坑內積水及時排出；嚴格按照施工圖紙進行土釘施工，控制好鉆孔直徑、深度以及傾斜度；當土釘孔直徑達到設計標準之后，進行注漿施工，注漿壓力控制在1.5MPa左右，孔內氣泡全部排出后綁扎鋼筋網；土釘墻施工應選用等級為P.C32.5、含水率為6%～7%的細石混凝土，控制混凝土噴射厚度在80mm左右，完成噴射施工12h之后，進行一系列的混凝土養(yǎng)護工作，以此保證基坑支護工程安全性[2]。

2.2.4 排樁支護施工

排樁支護施工主要是在錨桿上施加一定的預應力，以此達到減小支擋結構的位移，可根據建筑施工現場實際情況，合理改變錨桿布置位置與層數。若遇到土質較差的施工層，可使用碎石土、砂土等對水泥漿與土體進行填充，以此保證錨桿注漿的整體性與連續(xù)性。通常情況下，排樁支護中懸臂式排樁樁徑應大于600mm，錨拉式、支撐式排樁樁徑應大于400mm，黏土層中的排樁樁距應小于900mm。

2.2.5 地下連續(xù)墻支護施工

地下連續(xù)墻支護施工是深基坑支護施工中資金耗費較多、工序較為復雜的項目，由于建筑工程對現場連續(xù)樁施工有著較高要求，為保證深基坑側壁安全等級在1-3級，應控制地下連續(xù)墻的懸臂結構范圍在5m以內，同時注意支護結構剛度與強度的控制，以此避免后期出現沉降現象。一般情況下，地下連續(xù)墻厚度為0.5m～1.2m，根據設計要求，槽段寬度在6m～8m之間，結合吊裝鋼筋體系的良好運用，保證深基坑地下連續(xù)墻變形的穩(wěn)定性。

2.2.6 內支撐支護施工

內支撐支護結構的主要作用力來源于圍護墻的土壓力與水壓力，在不考慮支撐結構豎向載荷以及施工材料本身重力時，可對深基坑支護施工活載荷進行合理取值。在該工程案例中，內支撐支護主要為鋼支撐，在施工現場應按照順序進行鋼支撐拼裝、鋼圍檁吊裝、鋼支撐吊裝、施加預應力的施工[3]。在進行鋼支撐支護施工之前，需要控制好進程鋼圍檁、鋼支撐的質量，檢查焊縫長度、深度等指標是否與規(guī)范標準相符，然后采用220mm的膨脹螺栓對鋼圍檁進行固定處理，使得內支撐支護裝置能夠穩(wěn)定運輸到相應的施工部位，并自上而下拆除吊裝的鋼支撐。

2.2.7 預應力錨索施工

預應力錨索施工工序為：開挖土方→修整坡面→在錨孔處施放鉆機→校正孔位、調整角度，進行鉆孔→注漿施工→鋼梁及錨具、錨頭的安裝→張拉鎖定。在進行預應力錨索施工之前，應使用塔尺、水準儀等準確標記出錨孔的位置，控制錨索水平方向、垂直方向孔距相差小于50mm、100mm，然后運用擴孔裝置推進鉆孔深度與直徑，控制高壓噴射壓力為20MPa～40MPa，噴嘴移動速度在10～20mm/min，在錨索施工10d之后，根據深基坑支護施工現場實際情況，進行一定等級的張拉與鎖定。

3 結 論

綜上所述，在建筑地下施工范圍、規(guī)模不斷擴大的背景下，深基坑支護施工的開展能夠從根本上保證工程建設質量與安全。因此，施工技術人員需要牢牢掌握深基坑支護技術運用要點，明確土方開挖、土釘支護、排樁支護等環(huán)節(jié)的技術要點，設計人員要做好與施工人員間的技術交底工作，并根據實際情況對支護方案進行調整，促進建筑事業(yè)可持續(xù)發(fā)展。