土建施工中深基坑支護(hù)施工技術(shù)研究

紀(jì)海霞 馮英杰 胡存美

山東國建工程集團(tuán)有限公司

1 引言

建筑行業(yè)飛速發(fā)展，極大地促進(jìn)了現(xiàn)代化施工技術(shù)的進(jìn)步，并取得了良好的應(yīng)用成效，尤其是深基坑支護(hù)技術(shù)，在高層建筑快速增長的背景下，此技術(shù)在建筑土建基礎(chǔ)施工中得到廣泛應(yīng)用。在實際施工過程中，仍存在著不少制約因素，對技術(shù)應(yīng)用造成一定影響，因此對現(xiàn)階段深基坑施工技術(shù)應(yīng)用加強(qiáng)分析和研究至關(guān)重要。

2 深基坑支護(hù)技術(shù)及特點分析

在建筑施工土建基礎(chǔ)施工中，通過此技術(shù)的應(yīng)用，能夠使地下結(jié)構(gòu)的安全性以及基坑穩(wěn)定性得到有效提高，尤其是高層建筑，通過加固處理及支檔施工等方法的運(yùn)用，有效保護(hù)施工周圍環(huán)境以及基坑側(cè)壁。目前，建筑工程數(shù)量不斷增加，也使建筑規(guī)模在上下空間范圍不斷擴(kuò)大，同時也加大了地基開挖難度，地基質(zhì)量會直接影響整體建筑質(zhì)量，特別是對高層建筑而言，基坑質(zhì)量是建筑整體安全性能保障的重要前提和基礎(chǔ)。另外，在部分地質(zhì)條件惡劣、地下管道復(fù)雜的區(qū)域，基坑施工難度較大，并且有施工周期長、施工形式多樣以及施工工程規(guī)模大等特點，同時受地質(zhì)、地形條件的影響，對深基坑施工技術(shù)提出了更高的要求。

3 土建基礎(chǔ)施工中深基坑支護(hù)技術(shù)應(yīng)用的重要作用分析

隨著建筑土建基礎(chǔ)施工條件和環(huán)境的日益復(fù)雜，對操作技術(shù)提出了更高的要求，通過良好的技術(shù)應(yīng)用效果，能夠有效解決施工中存在的圍護(hù)結(jié)構(gòu)位移、變形以及地面沉降等問題，使施工安全及施工工期得以有效保障。在土建工程施工中，深基坑支護(hù)技術(shù)作為重要的技術(shù)應(yīng)用之一，在建筑整體質(zhì)量和安全性提升中發(fā)揮著重要作用[1]。在進(jìn)行深基坑支護(hù)施工時，其通常采用臨時支護(hù)結(jié)構(gòu)，加大了操作環(huán)節(jié)的風(fēng)險，開挖過程中極容易出現(xiàn)變形、移位，以及土體周圍出現(xiàn)地面沉降等。

其次施工過程中如土質(zhì)中存在砂土、黏土等，也會使施工風(fēng)險加大。另外深基坑支護(hù)施工技術(shù)所涉及的專業(yè)知識較多，其中包括了土地學(xué)知識、結(jié)構(gòu)知識等，對施工技術(shù)人員提出了更高的要求。同時需要對地下水位控制加強(qiáng)重視，避免土體變形的問題出現(xiàn)。

最后需要對深基坑支護(hù)施工方案的進(jìn)行綜合考慮和設(shè)計，從而使施工的合理性和經(jīng)濟(jì)性能夠有效兼顧。

隨著深基坑支護(hù)技術(shù)施工環(huán)境的日益復(fù)雜，對技術(shù)應(yīng)用成效造成一定影響。比如施工現(xiàn)場臨近陳舊建筑物以及復(fù)雜的地下管道，會對基坑支護(hù)技術(shù)應(yīng)用造成不利影響，甚至使整體施工項目風(fēng)險增強(qiáng)。因此在實際施工中，相關(guān)人員需要對深基坑支護(hù)技術(shù)要點加強(qiáng)了解和掌握，對施工環(huán)節(jié)進(jìn)行全面把控，從而使施工中安全事故發(fā)生概率最大程度減少。

4 土建施工中深基坑支護(hù)技術(shù)應(yīng)用分析

4.1 土層錨桿法

此施工技術(shù)主要利用沖擊鉆、循環(huán)式鉆機(jī)或螺旋鉆機(jī)進(jìn)行成孔，并在圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工完成后開始作用。其中因螺旋鉆對施工環(huán)境要求較高，其應(yīng)用相對較少。成孔作業(yè)完成后，并在拉桿安裝之前，對拉桿進(jìn)行除銹處理，采用清除劑涂抹的方式，全部清除其外部銹斑。在灌漿施工環(huán)節(jié)采用硅酸鹽水泥為主要材料，由于多數(shù)建筑施工項目的地下水都呈現(xiàn)弱酸性，所以要求所使用的水泥的防酸能力較強(qiáng)。另外需要對水灰比加強(qiáng)控制，同時通過一定量的碳酸鈣的加入，使水泥干縮問題有效解決。

4.2 凍結(jié)排樁法

該技術(shù)采用排樁支護(hù)技術(shù)與凍結(jié)施工技術(shù)相結(jié)合進(jìn)行施工。在實際應(yīng)用中，通過凍結(jié)含水地層，利用所形成的凍土墻對含水底層和地下水進(jìn)行隔離，從而對封水結(jié)構(gòu)進(jìn)行構(gòu)建[2]。其次通過排樁支撐系統(tǒng)對受力結(jié)構(gòu)進(jìn)行構(gòu)建，并確保所形成的三維空間結(jié)構(gòu)能夠?qū)Υ蠡訃o(hù)要求予以有效滿足。另外采用人工冰結(jié)法更加節(jié)能環(huán)保，并具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，能夠在地下水資源保護(hù)中發(fā)揮應(yīng)用優(yōu)勢。隨著深基坑支護(hù)工程的開挖體積及基坑深度的不斷加大，此施工技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢不斷凸顯。

4.3 土釘支護(hù)法

此技術(shù)在土建施工的深基坑支護(hù)技術(shù)施工中得到廣泛應(yīng)用。其主要在施工區(qū)域內(nèi)進(jìn)行適當(dāng)數(shù)量成樁點的科學(xué)布置，并采用混合水泥漿對成樁點進(jìn)行澆筑，水泥凝結(jié)后可使深基坑圍巖強(qiáng)度有效提升。在此技術(shù)應(yīng)用過程中，需要對以下細(xì)節(jié)加強(qiáng)重視：對成孔直徑進(jìn)行有效控制，應(yīng)根據(jù)施工現(xiàn)場土層的實際厚度、松散度，運(yùn)用相應(yīng)的控制措施，通常成孔直徑應(yīng)控制在10.5cm以下；其次需要有效控制掘進(jìn)力度和速度，水泥漿及時開展噴射施工，使建筑工程基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性切實提高；另外控制鋼筋籠捆扎長度，通常鋼筋籠長度應(yīng)不少于鋼筋直徑的25 倍。最后還應(yīng)對土釘成孔位置與注漿管之間間距進(jìn)行合理調(diào)整，通常應(yīng)將距離控制在25.6cm～30.5cm之間[3]。

4.4 護(hù)坡樁

此技術(shù)在實際施工中，首先需要對螺旋式鉆機(jī)進(jìn)行選擇。打扎作業(yè)完成后，相關(guān)施工人員應(yīng)遵循自下而上的方式，將水泥漿注入成孔，并確保漿液達(dá)到相應(yīng)的標(biāo)注位置。另外相關(guān)施工人員還應(yīng)對施工現(xiàn)場地下水狀況以及有無塌孔現(xiàn)象進(jìn)行了解和明確。

4.5 地下連續(xù)樁

在土建施工中，地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)較為常用，但在實際應(yīng)用時，其施工內(nèi)容較多、施工要求較高，并且施工工序繁雜，對設(shè)計人員及施工人員提出了更高的要求。在施工設(shè)計環(huán)節(jié)，需要對坑側(cè)壁單圈等級加強(qiáng)重視，對軟土地基結(jié)構(gòu)加強(qiáng)控制，并確保地下水位標(biāo)高低于基坑地面。通過此支護(hù)結(jié)構(gòu)的運(yùn)用，能夠?qū)λ治g現(xiàn)象加強(qiáng)控制，避免水滲漏現(xiàn)象出現(xiàn)。現(xiàn)階段此技術(shù)可在復(fù)雜地形中加以運(yùn)用，如施工現(xiàn)場存在大范圍軟土地基，或周圍存在較密集的建筑，施工難度較大，對施工技術(shù)人員提出了更高的要求，另外在施工過程中，支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)能夠承受上部壓力，確保支護(hù)剛度符合施工要求。

4.6 組合內(nèi)支撐

此技術(shù)具有成本投入小、施工方便快捷、產(chǎn)出較大等優(yōu)勢，能夠應(yīng)用于施工場地面積狹小、建筑物密集、復(fù)雜地質(zhì)土層等施工環(huán)境及條件[4]。此技術(shù)的施工順序主要包括:吊裝鋼支撐結(jié)構(gòu)體、結(jié)構(gòu)體焊接、預(yù)應(yīng)力施加、斜撐、縱向系桿安裝、臨時鋼立柱安裝等。在實際施工過程中，需要對土方開挖順序加強(qiáng)重視，應(yīng)從上而下采取分層，并從每層中間向兩邊進(jìn)行開挖。其次施工過程中還應(yīng)嚴(yán)禁將重物放置在鋼支撐上，以及在鋼支撐上行走。另外拆除鋼支撐支護(hù)體系時應(yīng)按照從下至上的順序進(jìn)行，首先對斜撐、縱向系桿，以及柱箍等水平構(gòu)件進(jìn)行拆除，最后從基坑中利用塔吊將鋼支撐吊出。

5 深基坑支護(hù)技術(shù)應(yīng)用案例分析

某工程位于城市主干道，由于施工場所周圍有居民區(qū)，地面建筑物較多，并且不少建筑屬于高層建筑，施工難度較大。在進(jìn)行深基坑支護(hù)方案設(shè)計階段，首先對施工區(qū)域的周圍環(huán)境及地質(zhì)情況進(jìn)行詳細(xì)勘查，在此基礎(chǔ)上，對施工方案進(jìn)行詳細(xì)規(guī)劃、設(shè)計和制定。在進(jìn)行方案制定時，需要對地下設(shè)施進(jìn)行充分考慮，確保其不會受到施工影響。同時對主干道路兩側(cè)鋪設(shè)的排污設(shè)施及地下光纜等進(jìn)行詳細(xì)勘測后，需要對土方開挖距離進(jìn)行科學(xué)設(shè)定，并且不會對周圍居民住宅造成不利影響。另外潛水對基坑開挖所產(chǎn)生的影響也需要進(jìn)行充分考慮。最后需要對施工過程中的沉降及位移情況加強(qiáng)技術(shù)監(jiān)測和管理，從而使整個施工的安全性得以有效保障。

在施工準(zhǔn)備環(huán)節(jié)，需要在施工技術(shù)方案確定的基礎(chǔ)上，對相關(guān)的技術(shù)要點進(jìn)行準(zhǔn)確把控，如采用沖孔灌注樁進(jìn)行施工時，土方開挖后進(jìn)行預(yù)應(yīng)力鋼筋施工，存在較大施工風(fēng)險，因此需要對施工環(huán)節(jié)加強(qiáng)監(jiān)控和管理，并根據(jù)實際施工情況和條件對分層開挖方案進(jìn)行合理制定，嚴(yán)格控制未經(jīng)處理的基層表面暴露時間，并加強(qiáng)開挖后施工區(qū)域的控制和管理，確保機(jī)械設(shè)備停放位置的準(zhǔn)確性，避免對基坑壁造成碾壓。

在護(hù)坡樁施工過程中，首先需要確保螺旋鉆桿深度與預(yù)定要求相符合，并利用鉆桿自下而上將漿液壓入，在漿液上升并確定無塌孔或地下水滲漏問題后，再將鉆桿提出。在骨料和鋼筋籠投放過程中，需要保證連續(xù)一次成孔，并多次從孔底至下而上進(jìn)行高壓澆筑。對于具有復(fù)雜地質(zhì)狀況的施工環(huán)境，采用高壓注漿工藝，能夠取得良好的施工效果。護(hù)坡樁施工技術(shù)能夠及時開展高壓注漿作業(yè)，確定長臂螺旋桿深度與設(shè)計位置相一致后，即可開始壓入漿液，并同時將水及時排出，使孔壁塌落現(xiàn)象有效解決。

此工程的支護(hù)施工流程主要包括了：基坑開挖、沖孔、灌注樁施工等。在進(jìn)行灌注施工時，首先需要清理混凝土，通過徹底清理廢棄的殘渣，能夠使工藝合理性提高。在進(jìn)行澆筑施工時，需要確保作業(yè)的穩(wěn)定性和均衡性，從而使整體質(zhì)量有效提升，在實際施工過程中，首先從柱模板混凝土開始澆筑，梁板混凝土澆筑應(yīng)從梁后開始作業(yè)，避免因出現(xiàn)混凝土堆積的現(xiàn)象，而對架體安全性造成影響。其次在進(jìn)行澆筑時，需要防止出現(xiàn)局部過載的情況，確保澆筑量均勻，并根據(jù)具體的勘測指標(biāo)進(jìn)行深基坑沖孔作業(yè)。

在進(jìn)行灌注樁施工時，為了提高施工質(zhì)量及合理性，需要對混凝土強(qiáng)度等級加強(qiáng)重視。此工程主要采用整體樁錨支護(hù)形式，其允許偏差范圍控制在4.8mm～5.8mm 之內(nèi)。在土方開挖過程中，首先需要避免出現(xiàn)盲目施工的情況，遵循先撐后挖、開槽支撐、分層開挖的原則，并加強(qiáng)質(zhì)量把控，同時避免出現(xiàn)超挖的情況。對于面積較大的基坑，可采用分層分段開挖，能夠有效控制基坑底部暴露時間。其次在施工過程中，應(yīng)根據(jù)施工設(shè)計方案，對施工現(xiàn)場進(jìn)行編號和標(biāo)記，針對關(guān)鍵部位需要加強(qiáng)拉拔實驗的應(yīng)用，通過實驗對注漿量以及相應(yīng)的力度大小進(jìn)行檢測，并對實驗準(zhǔn)確性予以保障。另外應(yīng)嚴(yán)格根據(jù)注漿的水泥石灰比例要求進(jìn)行調(diào)配，嚴(yán)格按照施工方案，利用重力下沉的方式進(jìn)行注漿。最后還需要實時監(jiān)測深基坑支護(hù)施工全過程，其中包括了工程周邊環(huán)境，以及建筑物管線檢測等。

6 結(jié)束語

作為建筑土建基礎(chǔ)施工中至關(guān)重要的組成部分，深基坑支護(hù)能夠?qū)ㄖ锓€(wěn)定性予以保障，同時也是土建基礎(chǔ)施工質(zhì)量提高的基礎(chǔ)。隨著現(xiàn)代建筑行業(yè)及技術(shù)的快速發(fā)展，深基坑技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，但在實際應(yīng)用過程中，因諸多因素的影響和制約，技術(shù)應(yīng)用過程中仍存在不少問題。因此需要對現(xiàn)階段深基坑支護(hù)具體類型，以及技術(shù)應(yīng)用過程中存在的問題加強(qiáng)分析，并對相應(yīng)的優(yōu)化和提升策略進(jìn)行制定，使深基坑支護(hù)的積極作用得以充分發(fā)揮，才能使土建基礎(chǔ)施工質(zhì)量得到切實提高。