礦山巖土工程基礎施工中深基坑支護技術研究

車朵花

（江西省地質(zhì)工程（集團）公司，江西 南昌 330001）

保證深基坑結構穩(wěn)定性是提高巖體工程質(zhì)量的關鍵施工環(huán)節(jié)。一旦在施工中基坑出現(xiàn)質(zhì)量問題，便會在一定程度上誘發(fā)工程出現(xiàn)質(zhì)量安全事故，例如，巖體坍塌、土層滑坡等。盡管目前施工方已針對施工中現(xiàn)存問題，設計完善的基坑支護施工方案，但在實際施工作業(yè)時，由于工程影響因素較多，導致支護技術在應用中仍存在較多不足[1]。相比常規(guī)的建筑工程，巖土工程的空間結構較復雜，倘若沒有做好基坑空間的規(guī)劃設計，會增加連鎖反應的發(fā)生概率。即基坑內(nèi)部與邊緣出現(xiàn)裂紋，裂紋會持續(xù)擴大，進而造成基坑邊緣失穩(wěn)，此時一旦出現(xiàn)基坑上層結構受力不均勻的問題，便會造成結構塌陷，此種由于細小問題造成的基坑安全事故，便屬于結構連鎖效應。除此之外，在進行基坑支護作業(yè)時，施工方會先使用機械設備進行現(xiàn)場作業(yè)，再用人工的方式進行現(xiàn)場整平，但由于機械設備管理不到位或人工作業(yè)流程不規(guī)范，容易導致邊坡表面出現(xiàn)不平整現(xiàn)象。

1 礦山巖土工程基礎施工中深基坑支護技術研究

1.1 深基坑支護結構選擇與支護工藝流程設計

為確保設計的支護施工方案符合工程設計需求，在相關工作前先選擇支護結構，并根據(jù)對應的支護結構進行支護工藝流程設計。

在進行支護結構的選擇后，根據(jù)工程結構、地質(zhì)環(huán)境、工期需求等內(nèi)容對支護結構進行設計，在確定時，應通過結構承載或受力具有傳遞性的方式，實現(xiàn)將上層結構傳遞的壓力轉(zhuǎn)變?yōu)槭軓澙Γ源朔N方式達到降低土層位移、提高結構穩(wěn)定性的作用。

根據(jù)我國市政工程施工單位最新發(fā)布的支護施工標準，采用加權計算的方式進行支護結構參數(shù)設計，設定支護體系與基坑的內(nèi)部摩擦角度為4.0°，土壓力根據(jù)支撐樁結構的插入深度計算[2]。掌握工程施工相關參數(shù)后，進行施工流程設計，具體步驟為：確定基坑支護樁→實施土方開挖→環(huán)梁施工作業(yè)→養(yǎng)護→對稱開挖，繼續(xù)下深→安裝下層支撐體系→墊層施工→底層養(yǎng)護→回填澆筑→超出結構模板。按照上述步驟，完成深基坑支護結構施工工藝流程的設計。

1.2 深基坑支護布置

完成上述設計后，布置深基坑支護體系。其中豎向支護以單排φ800mm@1.0×103mm灌注樁作為支撐，長度控制在21.0m～23.0m范圍內(nèi)，主筋使用17φ21的方式進行均勻配筋，對應的箍筋使用φ8.0@350，樁身結構對應的混凝土強度為C20。

下層支撐采用雙層支撐方案，上層支護體系以鋼筋、混凝土環(huán)梁作為支撐，下層支護體系選擇大斜角度鋼結構桁架為內(nèi)支撐、混凝土排樁為外支撐，以此種聯(lián)合支撐方式進行結構支撐體系設計[3]。除此之外，可在支護結構中預留一個500.0mm的替代支撐層，確保后續(xù)拆除支撐結構后，基坑仍保留較強的穩(wěn)定性。

1.3 混凝土澆筑與支撐拆除

在完成基坑支護布置后，需要對支護結構進行對應的澆筑處理，澆筑時選擇高性能混凝土材料作為支撐。

在對混凝土材料澆筑時，首先需要對其供應運輸提出嚴格要求，對于水泥、砂、石、外加劑等材料嚴格選擇，并根據(jù)現(xiàn)場巖土工程施工工況采取措施，防止混凝土堿集料反應，在攪拌過程中使用生活飲用水。將混凝土材料運送到施工現(xiàn)場后，澆筑時應當保證澆筑高度小于1.5m，若在特殊情況下澆筑高度無法滿足上述要求時，則可選擇采用溜管深入的方式控制澆筑高度[4]。在澆筑的同時，采用插入式振搗棒對混凝土振搗，并按照圖1順序移動，防止出現(xiàn)澆筑遺漏的問題出現(xiàn)，確保澆筑的均勻性和密實性。

完成對相關澆筑處理后，進行支護結構的拆除處理，支撐拆除工作是巖土工程施工中最重要的一項施工任務，在完成對混凝土的振搗澆筑后的8.0d～12.0d內(nèi)，對混凝土結構強度進行測試，若強度已經(jīng)達到要求，則可對支撐結構進行拆除；若強度仍未達到要求，則需要在一段時間后重新進行混凝土強度測試，直到強度達到標準后，對支撐進行拆除。在拆除的過程中還需要嚴格控制拆模力度，完成拆模任務后，要對拆下的支撐結構進行檢查，若存在漏口則需要及時進行修理。

選擇對稱拆除法作為支撐，在進行內(nèi)撐結構拆除時，應先在填土方位置設定一個厚度在450.0mm～550.0mm范圍內(nèi)的混凝土層，以此層替代支撐原始支撐結構。支撐結構優(yōu)選C10混凝土，通過此種方式，確保相關施工材料符合質(zhì)量標準，完成預設工作后，即可進行內(nèi)支撐結構的拆除[5]。以此種方式，完成對深基坑結構的支護施工處理。

2 實例應用分析

上文基于理論層面，對基坑支護技術展開設計研究，考慮此項技術的實用性與有效性直接關系到巖土地質(zhì)結構的穩(wěn)定性，因此，需要將方法投入使用前，對施工方案進行實用性檢驗。

此次實例應用分析的試點場所為濟南地區(qū)，此地區(qū)中大部分礦山巖土工程屬于低山丘陵環(huán)境。施工區(qū)域的地理位置為：東經(jīng)106°42′01″～106°44′45″，北緯22°54′30″～22°55′45″，礦區(qū)占地面積約為3.53km2?？辈閰^(qū)中心坐標：東經(jīng)106°43′05″，北緯22°55′02″，交通比較方便。施工區(qū)域的基坑挖深為雜填土，頂部埋深在3.0m～6.0m之間，厚度在5.0m～10.0m之間，由于土層沉積年代較長，因此土層結構整體的可塑性較差，土層松軟。為確保后續(xù)施工作業(yè)的有序?qū)嵤?，在開展施工作業(yè)前，調(diào)派技術人員，對施工區(qū)域進行現(xiàn)場勘查，勘查后得到深基坑區(qū)域的土層參數(shù)與對應土層的狀態(tài)。相關數(shù)據(jù)如下表1所示。

在掌握支護施工區(qū)域的地質(zhì)環(huán)境后，根據(jù)地質(zhì)條件，設計標準化的作業(yè)工藝流程，并選擇對應的支護結構類型，布設施工區(qū)域作業(yè)條件，完成施工后，進行支護結構的拆除。

施工前，采用地質(zhì)勘查的方式，記錄對應的基坑深度、施工區(qū)域土層厚度，完成施工后，由現(xiàn)場技術人員使用專業(yè)的地質(zhì)監(jiān)測設備，進行基坑是水平位移與相對水平位移的檢測。前者可直接使用現(xiàn)場檢測設備進行實驗數(shù)據(jù)的記錄，后者則需要在確定監(jiān)測點后，通過監(jiān)測點對地位移與支護基坑整體結構的對地位移之比進行計算。相對水平位移是用于評估整體結構位移量最有效指標，因此，需要在完成現(xiàn)場作業(yè)后，進行對應監(jiān)測點實驗結果的輸出，通過此種方式，實現(xiàn)對本文支護技術的綜合評價。

按照上文所述的方式進行深基坑現(xiàn)場施工作業(yè)，完成后，選擇基坑內(nèi)6個不同土層的支護點作為位移監(jiān)測點。完成對監(jiān)測數(shù)據(jù)的統(tǒng)計與整理后，導出數(shù)據(jù)，將對應的數(shù)據(jù)整理成表格，如下表2所示。

從上述表2所示的實驗結果可以看出，不同監(jiān)測點均存在一定程度的水平位移，但基于整體層面分析，水平位移量較低，相對水平位移<1.0%。即深基坑現(xiàn)場支護作業(yè)是一項綜合型工程，施工行為與作業(yè)項目無法在真正意義上實現(xiàn)對所有外界干擾因素的排出，但顯而易見的是，本文設計的施工技術在實際應用中，可將不同支護點的水平位移控制在10.0mm范圍內(nèi)，將相對水平位移控制在1.0%以內(nèi)。以此種方式降低位移量，從而提高基坑結構整體的穩(wěn)定性。

3 結語

在進行基坑支護工程質(zhì)量驗收工作時，第三方機構對于此方面工作沒有一個統(tǒng)一的評價標準，導致工程安全事故發(fā)生的頻率較高。為解決基坑施工作業(yè)中存在的問題，本文進行了支護技術的深入設計。完成設計后，選擇的試點場所為濟南地區(qū)，以實例應用的方式證明，設計的施工技術在實際應用中，可將不同支護點的水平位移控制在10.0mm范圍內(nèi)，將相對水平位移控制在1.0%以內(nèi)。