建筑施工中基坑支護(hù)的技術(shù)分析

楊宏民 西山煤電集團(tuán)有限責(zé)任公司

1 前言

當(dāng)今社會(huì)建筑行業(yè)正在飛速發(fā)展，現(xiàn)代的施工技術(shù)也獲得了突飛猛進(jìn)，并且在實(shí)際應(yīng)用中也取得了良好的成效。其中基坑支護(hù)技術(shù)尤為顯著，在高層、超高層建筑快速增長(zhǎng)的社會(huì)背景下，新型的基坑支護(hù)技術(shù)在建筑的基礎(chǔ)工程施工中應(yīng)用廣泛。但是在實(shí)際施工中，支護(hù)技術(shù)還存在很多制約的因素，對(duì)其應(yīng)用產(chǎn)生一些影響。建筑基坑支護(hù)本身是個(gè)技術(shù)難度很高的工作環(huán)節(jié)，對(duì)于施工的安全問(wèn)題，人們很重視，高層建筑深基坑支護(hù)施工技術(shù)的質(zhì)量，決定了操作人員在建筑施工過(guò)程中安全隱患的大小，因此應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)基坑施工技術(shù)應(yīng)用的分析探討。

2 基坑支護(hù)的技術(shù)及特點(diǎn)分析

在建筑施工的基礎(chǔ)工程中，通過(guò)基坑支護(hù)的技術(shù)應(yīng)用，能夠達(dá)到地下結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中的安全性，并且有效提高工程施工過(guò)程中的穩(wěn)定性，尤其是高層、超高層建筑，采用基坑加固處理和基坑支擋施工等技術(shù)的應(yīng)用，可以有效地對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)周圍和基坑側(cè)面進(jìn)行保護(hù)。

隨著建筑工程量的日益增加，地上空間逐漸變小，也導(dǎo)致建筑規(guī)模在向下不斷擴(kuò)大，這也直接增加了地基的開(kāi)挖難度。而地基和基礎(chǔ)施工又會(huì)嚴(yán)重影響到上層建筑的質(zhì)量和整體工程的安全，特別是對(duì)于高層、超高層建筑，基坑質(zhì)量是建筑整體安全的重要前提、保障和基礎(chǔ)。

此外，在很多地區(qū)施工時(shí)，地下環(huán)境都很復(fù)雜，包括土層條件多變、地質(zhì)條件惡劣、周圍建筑土壓力、地下管道復(fù)雜等情況?；娱_(kāi)挖的難度非常大，而且工期較長(zhǎng)、工藝復(fù)雜以及規(guī)模龐大等特點(diǎn)，對(duì)基坑的施工工藝和技術(shù)提出了極高要求。

3 基坑施工中常見(jiàn)的問(wèn)題及事故

3.1 基坑周圍環(huán)境的破壞

隨著土地使用日益緊張，新舊建筑的間距越來(lái)越近，在基坑和地下工程的施工中，對(duì)周圍土體會(huì)產(chǎn)生或多或少不同程度的干擾。其中一個(gè)非常明顯的表現(xiàn)就是會(huì)引起周圍土體表面的不均勻沉降，從而導(dǎo)致周圍建筑物、構(gòu)筑物、地下管線和路面的破壞。引起周圍土體表面不均勻沉降的因素大致包括：基坑的隆起和回彈、基坑護(hù)墻的變形、井點(diǎn)降水而引起的土層固結(jié)、抽排水導(dǎo)致的砂土流失、流砂、管涌等土質(zhì)問(wèn)題。

3.2 基坑本身的體系破壞

3.2.1 基坑外圍護(hù)折斷的事故

由于趕工期、過(guò)量挖土、土體固結(jié)不到位、支撐體系跟不上等圍護(hù)體系的問(wèn)題，或者施工方忙于進(jìn)度，不按照設(shè)計(jì)圖紙施工，持僥幸心理，少加、晚加支撐，導(dǎo)致圍護(hù)體系應(yīng)力超過(guò)設(shè)計(jì)值，達(dá)到承載能力極限狀態(tài)，從而產(chǎn)生錯(cuò)位、折斷或無(wú)法使用的大變形情況等。

3.2.2 基坑圍護(hù)體系整體失穩(wěn)的情況

隨著基坑的開(kāi)挖，以及周邊建筑物產(chǎn)生的被動(dòng)土壓力，土體圍護(hù)結(jié)構(gòu)、擋土墻等結(jié)構(gòu)的下沿，會(huì)沿著圓弧滑面和軟弱土層產(chǎn)生整體的土體滑動(dòng)失穩(wěn)破壞，造成圍護(hù)結(jié)構(gòu)、擋土墻等整體被“鏟”起來(lái)的情況。

3.2.3 基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的踢腳破壞

由于部分深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)插入基坑的深度不夠，同時(shí)基坑底部的土體強(qiáng)度不足，從而產(chǎn)生圍護(hù)墻向基坑內(nèi)部發(fā)生“踢腳”“隆起”等變形的情況，還會(huì)導(dǎo)致土體的向上隆起。

3.2.4 坑內(nèi)土體滑坡導(dǎo)致基坑內(nèi)撐失穩(wěn)的事故

在火車站、地鐵站等窄長(zhǎng)形的深基坑內(nèi)挖土和放坡時(shí)，由于放坡比較陡、降雨、地下水等原因的影響，從而引起土體的滑坡事故，可能會(huì)沖垮基坑中前期施工時(shí)布置的立柱、支撐等結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致基坑的破壞。本人在某施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)時(shí)，就曾經(jīng)遭遇過(guò)坑內(nèi)土體滑坡的情況，當(dāng)時(shí)基坑內(nèi)還有工人正在施工，萬(wàn)幸塌方位置處無(wú)人，沒(méi)有導(dǎo)致嚴(yán)重的事故，但是留下了極其深刻的印象。

4 建筑基礎(chǔ)施工中，基坑支護(hù)技術(shù)應(yīng)用的重要作用

面對(duì)上述的問(wèn)題可以看出，成熟、正確、安全的基坑支護(hù)技術(shù)，在土建施工中的作用非常重要。通過(guò)規(guī)范的技術(shù)應(yīng)用，能非常高效、安全地解決上述圍護(hù)結(jié)構(gòu)失效、變形、位移，地面沉降、土體剪切以及塌坡等事故和問(wèn)題，使得施工人員的人身安全和施工工期得到很好的保障。

其次，在施工過(guò)程中，地下黏土、砂土層可能會(huì)交錯(cuò)出現(xiàn)，也會(huì)極大地增加風(fēng)險(xiǎn)。而且基坑支護(hù)設(shè)計(jì)的知識(shí)面廣，專業(yè)程度深，包括了土力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)的知識(shí)，甚至隨著現(xiàn)在深基礎(chǔ)應(yīng)用越來(lái)越高，很多基坑已經(jīng)挖到了地下水層，所以還會(huì)涉及部分水力學(xué)知識(shí)以及橋梁施工中常用的“圍堰”的計(jì)算，對(duì)施工人員和技術(shù)人員提出了更高的要求。最后，工程除了安全性，最先考慮的還有其經(jīng)濟(jì)特性，盲目增加圍護(hù)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度會(huì)造成極大的浪費(fèi)。因此，選擇最簡(jiǎn)單、快捷、安全、高效的圍護(hù)方式和技術(shù)，使施工的經(jīng)濟(jì)性和合理性能共同有效兼顧。

隨著基坑支護(hù)施工技術(shù)和環(huán)境日益復(fù)雜，成熟的技術(shù)應(yīng)用也會(huì)因具體施工環(huán)境而不同。比如施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)堆放的材料、土方等，會(huì)對(duì)坑中土體產(chǎn)生剪切力，會(huì)增加基坑的不利因素，甚至增加整體項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)。因此，在實(shí)際施工中，技術(shù)人員需要對(duì)技術(shù)要點(diǎn)熟練地掌握，還要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境和施工環(huán)節(jié)全面了解，細(xì)致把控，把風(fēng)險(xiǎn)降到最低。

5 基礎(chǔ)施工中基坑支護(hù)的技術(shù)應(yīng)用

5.1 混凝土成孔灌注樁支護(hù)施工工藝

在高層、超高層建筑的深基坑施工支護(hù)中，最常見(jiàn)的就是混凝土成孔灌注樁施工技術(shù)，因?yàn)榛炷敛牧铣Ｒ?jiàn)、易得、價(jià)格低廉、整體性強(qiáng)，而且混凝土的高抗壓強(qiáng)度也非常適用于深基坑、高層建筑施工。為保證混凝土灌注樁的施工質(zhì)量，需要注意以下幾點(diǎn)。

（1）在混凝土成孔灌注樁施工開(kāi)展前，首先需要對(duì)基坑護(hù)壁進(jìn)行防護(hù)處理，此工藝主要是為了保證在灌注樁進(jìn)行灌樁期間，不會(huì)出現(xiàn)基坑壁的脫落，或者坑徑大小的改變，導(dǎo)致施工質(zhì)量問(wèn)題甚至塌方等。灌注前要對(duì)基坑內(nèi)的雜物、垃圾和污水等進(jìn)行清理，防止影響到成樁的質(zhì)量，除了雜物等會(huì)對(duì)成樁質(zhì)量造成直接影響外，若混凝土中摻雜了污水，對(duì)其本身的黏合性和受力都會(huì)產(chǎn)生極大影響，會(huì)導(dǎo)致后期施工過(guò)程不必要的問(wèn)題。

（2）對(duì)于混凝土樁的灌注成樁工作，在鉆孔工期內(nèi)，要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，將樁架裝在最合適的位置上，同時(shí)，成孔期間，要根據(jù)地下水位，注入合適的泥漿，防止因地下水過(guò)多導(dǎo)致塌孔的問(wèn)題。

5.2 土釘支護(hù)施工工藝

在深基坑的支護(hù)施工工藝中，土釘支護(hù)是非常常用的一項(xiàng)技術(shù)，該項(xiàng)施工工藝不僅可以達(dá)到穩(wěn)定的施工效果，并且有操作簡(jiǎn)單、容易達(dá)到預(yù)期目標(biāo)強(qiáng)度的優(yōu)點(diǎn)。土釘施工支護(hù)技術(shù)就是將土釘打入基土內(nèi)，利用釘與土之間的摩擦力，產(chǎn)生拉錨的效果。因此，土釘自身的摩擦系數(shù)越大，產(chǎn)生的摩擦力也就越大，可以更好地實(shí)現(xiàn)施工目的和工程效果。

在進(jìn)行土釘支護(hù)施工工藝時(shí)，需要仔細(xì)勘查現(xiàn)場(chǎng)的施工情況，并且對(duì)即將拉錨的土體進(jìn)行細(xì)致的監(jiān)測(cè)。將現(xiàn)場(chǎng)情況和土體情況相結(jié)合，選擇合適土釘類型，多次進(jìn)行抗拔實(shí)驗(yàn)，結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)比不同型號(hào)土釘?shù)男Ч罱K選擇土釘。還要對(duì)其彎曲度數(shù)、拉力和本身的強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)試，同時(shí)要對(duì)嵌入深度進(jìn)行細(xì)致考慮，避免出現(xiàn)工程事故對(duì)后續(xù)工藝產(chǎn)生影響。

5.3 地下連續(xù)樁施工工藝

在基礎(chǔ)施工中，地下連續(xù)墻也是非常常用的結(jié)構(gòu)，但是在實(shí)際施工時(shí)，由于其內(nèi)容較多、對(duì)施工技術(shù)要求較高，并且工藝復(fù)雜，對(duì)設(shè)計(jì)、施工和技術(shù)人員都提出了很高的要求。在具體施工環(huán)節(jié)，需要加強(qiáng)對(duì)坑側(cè)單圈等級(jí)的重視，對(duì)軟土地基加強(qiáng)控制，并且要確定地下水標(biāo)高的位置，使其低于基底，避免出現(xiàn)滲水的現(xiàn)象。

現(xiàn)階段，此施工工藝比較適用于復(fù)雜地形的基坑處理當(dāng)中，例如基坑周圍存在高大或較多的建筑，施工現(xiàn)場(chǎng)的土體是大范圍的軟土等，能達(dá)到很好地施工效果。在施工過(guò)程中需要注意，支護(hù)結(jié)構(gòu)需要承受較強(qiáng)的上部壓力，確保支護(hù)結(jié)構(gòu)的剛度能滿足要求。

5.4 鋼板樁支護(hù)施工工藝

鋼板樁施工前，一定要仔細(xì)勘查地下管線，構(gòu)筑物的情況，認(rèn)真準(zhǔn)確的放出支護(hù)樁中線。在施工前，要對(duì)樁的材料鋼板進(jìn)行多重標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)比和選擇，在滿足強(qiáng)度需要的情況下，再進(jìn)行性價(jià)比的對(duì)比選擇，但務(wù)必把鋼板的質(zhì)量放在第一位。此工藝中，鋼板的質(zhì)量能極大地提高安全系數(shù)。

其次，應(yīng)選擇鋼板的形態(tài)。一般情況下，市面上常見(jiàn)的鋼板，一般為U型和Z型鋼板。除了形態(tài)外，此兩種鋼板之間的鏈接工藝也有較大的區(qū)別，相鄰鋼板的縫隙大小有區(qū)別。鋼板樁支護(hù)施工工藝除了材料的選取外，在檢測(cè)施工技術(shù)，對(duì)應(yīng)不同土質(zhì)的情況和其改善措施外，在施工期間如果出現(xiàn)地下水沒(méi)過(guò)基底的情況時(shí)，還要考慮降水處理，防止水位影響鋼板質(zhì)量。對(duì)于較硬的土質(zhì)，鋼板在施工時(shí)需要鉆孔處理，并且在鉆孔中加入黏性物質(zhì)，給鋼板起到填充效果。

6 結(jié)束語(yǔ)

在基坑支護(hù)施工過(guò)程中，除了需要高度重視施工的質(zhì)量問(wèn)題，更要提高施工工藝。在施工前，需要進(jìn)行細(xì)致的現(xiàn)場(chǎng)考察，根據(jù)得到的具體數(shù)據(jù)決定最合適的施工工藝，明確各個(gè)階段施工的重點(diǎn)、目標(biāo)和要求，提高質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。更需要提高管理監(jiān)控方面的問(wèn)題，這不僅是對(duì)技術(shù)的要求，更是對(duì)安全的保障。

總之，隨著高層、超高層建筑物市場(chǎng)的日益興盛，基坑開(kāi)挖越來(lái)越深，施工工藝越來(lái)越高，對(duì)支護(hù)工藝的技術(shù)也是越來(lái)越嚴(yán)格，整體的施工過(guò)程中，務(wù)必提高監(jiān)管力度，這樣才能安全保證建筑物和施工人員，強(qiáng)化對(duì)基坑的防水、防滲的問(wèn)題，加強(qiáng)監(jiān)督處理整改，避免發(fā)生人員、經(jīng)濟(jì)上的損失。