建筑深基坑支護(hù)工程施工的關(guān)鍵技術(shù)分析

張 赟

(北京鐵城建設(shè)監(jiān)理有限責(zé)任公司，四川 成都 100855)

隨著我國(guó)城市化建設(shè)的不斷加快，建筑工程數(shù)量也在逐漸增加，而出于人們對(duì)于建筑工程質(zhì)量的需求，應(yīng)不斷提高建筑的基礎(chǔ)支撐結(jié)構(gòu)，對(duì)人們的生命安全提供保障。深基坑支護(hù)施工極為重要，但很容易受到多方面因素的影響，增加其風(fēng)險(xiǎn)性與不安全性，也對(duì)建筑工程質(zhì)量造成影響，因此為了提高施工安全與整體建筑水平，相關(guān)人員應(yīng)熟練掌握深基坑技術(shù)，促進(jìn)我國(guó)建筑行業(yè)的發(fā)展。

1 建筑深基坑支護(hù)工程施工的特點(diǎn)

深基坑的開(kāi)挖可分為兩類：一類是深度在5m以上的基坑支護(hù)施工，二類則是深度不足5m，但周邊環(huán)境復(fù)雜性較高， 對(duì)支護(hù)工程的要求更高。雖然深基坑工程作為支護(hù)結(jié)構(gòu)，大多數(shù)都是非永久工程，但其施工技術(shù)復(fù)雜且具有較大的隨機(jī)性，再加上地區(qū)差異， 需要考量周邊環(huán)境的差異，因此深基坑支護(hù)施工并沒(méi)有嚴(yán)格統(tǒng)一的方式，應(yīng)因地制宜，對(duì)周邊環(huán)境綜合考慮，靈活挑選施工方法，不應(yīng)照搬其他區(qū)域的技術(shù)。

深基坑支護(hù)工程普遍還具有工程量較大的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)領(lǐng)域較多，需要相關(guān)人員對(duì)結(jié)構(gòu)、材料、地質(zhì)、水文、設(shè)計(jì)等諸多領(lǐng)域的知識(shí)有所涉獵，因此就需要強(qiáng)化對(duì)施工過(guò)程的把控，只有在全面考量設(shè)計(jì)后方可開(kāi)展作業(yè)，且施工中還應(yīng)對(duì)周邊土方石開(kāi)挖與環(huán)境做好偵測(cè)，一旦發(fā)現(xiàn)周邊結(jié)構(gòu)出現(xiàn)位移、形變等現(xiàn)象就應(yīng)及時(shí)優(yōu)化，做好各項(xiàng)應(yīng)急處理，確保建筑工程的順利開(kāi)展[1]。

2 當(dāng)前深基坑支護(hù)工程的問(wèn)題

在雄安站西側(cè)廣場(chǎng)地下空間項(xiàng)目中便運(yùn)用了深基坑支護(hù)工程技術(shù)，工程雄安新區(qū)昝崗鎮(zhèn)雄安站西側(cè)規(guī)劃了E3路以南，E4路以北，N2路以東，緊鄰雄安站站房和新月公園，距離雄安新區(qū)起步區(qū)域約為24km，且雄安站西側(cè)廣場(chǎng)及新月公園地下空間約為4.83萬(wàn)m2，該項(xiàng)目中施工單位通過(guò)測(cè)斜儀觀察支護(hù)樁的位移情況。但當(dāng)土方開(kāi)挖到地下9m時(shí)，觀察孔的位移較大，且與前一天觀測(cè)數(shù)據(jù)相差10cm，且個(gè)別支護(hù)樁發(fā)生了斷裂情況，在右側(cè)主干道交叉口發(fā)生了小部分坍塌，圍護(hù)結(jié)構(gòu)一部分產(chǎn)生了傾覆。

究其原因，該工程在設(shè)計(jì)中對(duì)于圍護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)存在失誤， 在進(jìn)行計(jì)算時(shí)并沒(méi)有嚴(yán)格勘察周邊環(huán)境，為考慮地質(zhì)條件能否滿足支護(hù)結(jié)構(gòu)的支撐力，在未能做好勘察的情況下就直接修建，對(duì)安全性的計(jì)算存在疏忽，通常僅依靠施工人員的個(gè)人經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行判斷，對(duì)整體施工帶來(lái)了較大的安全隱患[2]。且圍護(hù)樁的拉錨設(shè)計(jì)中并未在土層穩(wěn)定范圍內(nèi)，而是布置在土體破裂區(qū)域，土體的滑動(dòng)就會(huì)帶著樁結(jié)構(gòu)一起滑動(dòng)，樁的荷載成倍增加，造成了樁結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)與斷裂。再加上施工單位缺乏管理，沒(méi)有落實(shí)好風(fēng)險(xiǎn)管理政策，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)與拉梁等設(shè)計(jì)不符合質(zhì)量，圍護(hù)樁變成了懸壁圍護(hù)樁，砼強(qiáng)度與配筋力度不足，難以經(jīng)受灌注樁的荷載，同時(shí)由于該工程對(duì)工期的要求，為了確保施工進(jìn)度，施工單位又盲目地挑選大型施工機(jī)械進(jìn)行施工，未考慮到對(duì)于施工精度的把控與微調(diào)，導(dǎo)致很多細(xì)微結(jié)構(gòu)中都產(chǎn)生了誤差，難以保證深基坑支護(hù)工程的質(zhì)量，多方面情況下導(dǎo)致了施工支護(hù)結(jié)構(gòu)遭受到了破壞[3]。

3 建筑深基坑支護(hù)工程的難點(diǎn)

雄安新區(qū)昝崗鎮(zhèn)雄安站西側(cè)項(xiàng)目的地下空間包括了地下人行廊道與公共服務(wù)設(shè)施等，約占建筑面積33 067m2，地下二層還需要連通地鐵，約占建筑面積1 616m2，其中還蘊(yùn)含各項(xiàng)污水處理管線、雨水管、再生水管、通信電纜等，因此工程項(xiàng)目較為復(fù)雜，通過(guò)調(diào)查分析，該基坑工程的施工難點(diǎn)有以下幾點(diǎn)。

(1)該工程在挖掘中普遍需要開(kāi)挖深度在地下5m以上的土方開(kāi)挖、支護(hù)、降水工程等施工，而該區(qū)域中的周邊土體環(huán)境處于軟弱地層，施工期間對(duì)周邊土體區(qū)域的形變、隆起、滑坡等的控制措施以及各項(xiàng)基坑施工安全，控制基坑變形等是該施工的一項(xiàng)重點(diǎn)難點(diǎn)工作。

(2)基坑深度在不斷增加。建筑工程中，深基坑支護(hù)作為基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，應(yīng)為建筑整體結(jié)構(gòu)提供支護(hù)作用，保障建筑工程的整體質(zhì)量，且深基坑中很長(zhǎng)一部分時(shí)間都是處于地下施工， 環(huán)境較差，特別是隨著工程的深入，相比于地面工程來(lái)說(shuō)，地下的施工環(huán)境更為陰暗、潮濕，很容易對(duì)施工人員造成影響，再加上工程周邊還具有地下水位，因此還應(yīng)注意基坑的滲水漏水與結(jié)構(gòu)損壞的問(wèn)題，對(duì)施工人員造成了較大的挑戰(zhàn)[4]。

(3)施工環(huán)境較為復(fù)雜。該工程中也具有深基坑普遍擁有的施工特點(diǎn)，所涉獵領(lǐng)域較廣泛，且地下結(jié)構(gòu)極容易出現(xiàn)松軟土質(zhì)，影響施工進(jìn)度，這就需要施工前期應(yīng)對(duì)于施工場(chǎng)地做好嚴(yán)格審查，減少施工事故的發(fā)生，且深基坑施工區(qū)域周邊具有較多的建筑區(qū)域，還涵蓋了各項(xiàng)水路電纜管線，一旦在施工中出現(xiàn)偏差，就很容易對(duì)周邊建筑及城市的居民生產(chǎn)生活帶來(lái)影響，這對(duì)于施工前期的規(guī)劃與施工方式挑選要求更為嚴(yán)格。

4 建筑深基坑支護(hù)工程的施工技術(shù)

4.1 施工方案敲定

在建筑深基坑支護(hù)工程中，科學(xué)合理的施工方案規(guī)劃是首要條件，也是施工的基礎(chǔ)條件，而很多難度較高、 工期較長(zhǎng)的基坑工作也都會(huì)由于施工前期缺乏準(zhǔn)備而造成各項(xiàng)問(wèn)題，因此在施工方案規(guī)劃過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)嚴(yán)格考察施工場(chǎng)地周邊的地質(zhì)環(huán)境，例如泉州商業(yè)中心等深基坑施工中，就應(yīng)對(duì)施工周邊的土壤環(huán)境、氣候條件、地下水文條件、土體質(zhì)量等多方面進(jìn)行調(diào)查，并向施工監(jiān)理方出具完善的數(shù)據(jù)報(bào)告清單， 結(jié)合工期要求等進(jìn)行合理的規(guī)劃與記錄，同時(shí)也應(yīng)安排專業(yè)人員做好各項(xiàng)數(shù)據(jù)的對(duì)比分析，嚴(yán)格對(duì)射孔作業(yè)、土釘?shù)倪x擇、灌漿液的配比及水泥灰制備等工作進(jìn)行規(guī)劃，必要時(shí)也應(yīng)靈活選擇不同的施工方法，結(jié)合水文情況做好防水措施，確保施工的整體質(zhì)量。

4.2 基坑土方開(kāi)挖

基坑的挖掘工作也是深基坑工作的基礎(chǔ)工作，該工作不應(yīng)過(guò)度依賴機(jī)械施工，對(duì)施工質(zhì)量造成影響，但如果過(guò)于依賴人力挖掘，又無(wú)法保證施工進(jìn)度與安全性，且也會(huì)對(duì)周邊環(huán)境造成不同程度的損傷，因此就需要設(shè)計(jì)人員嚴(yán)格規(guī)劃挖掘方式，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況做好機(jī)械與人工的調(diào)配。

挖掘工作中應(yīng)盡量減少對(duì)土體的擾動(dòng)范圍，并通過(guò)分層分塊的方式，減少周邊區(qū)域土體的沉降，盡可能控制基坑開(kāi)挖的無(wú)支撐暴露時(shí)間，保持全過(guò)程中的受力平衡，且基坑挖掘中應(yīng)嚴(yán)格按照施工規(guī)劃進(jìn)行，在開(kāi)挖到達(dá)支撐設(shè)計(jì)標(biāo)高處時(shí)，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行開(kāi)槽并架設(shè)支撐結(jié)構(gòu)，只有支撐結(jié)構(gòu)滿足設(shè)計(jì)要求，才可以繼續(xù)進(jìn)行挖掘，并時(shí)刻分析土坡的形變程度，遵循先撐后挖的方式，避免土體沉降。

4.3 支撐受力的應(yīng)急預(yù)案

深基坑施工本身存在較多的風(fēng)險(xiǎn)性，很多較為復(fù)雜的工程也均有著艱苦的施工環(huán)境，因此深基坑施工應(yīng)做好完善的應(yīng)急預(yù)案規(guī)劃，確?；邮┕さ陌踩浴Ｊ┕と藛T在地下作業(yè)中應(yīng)通過(guò)鋼管、混凝土等穩(wěn)定性與承重能力較高的材料，對(duì)周邊結(jié)構(gòu)進(jìn)行支撐與加固措施，還應(yīng)加裝相關(guān)報(bào)警與監(jiān)測(cè)設(shè)備，一旦發(fā)現(xiàn)周邊結(jié)構(gòu)存在斷裂等情況，就應(yīng)及時(shí)處理，避免結(jié)構(gòu)塌陷。

施工中有很多影響因素，難以對(duì)施工人員的生命安全問(wèn)題做到百分之百的避免，因此施工中管理人員應(yīng)設(shè)置好安全帶與隔離帶區(qū)域，首先減少對(duì)周邊環(huán)境及車輛交通的影響，而在施工中出現(xiàn)危險(xiǎn)情況時(shí)，管理人員就應(yīng)充分發(fā)揮自身的專業(yè)能力，及時(shí)做好施工人員的疏散，避免損傷的進(jìn)一步擴(kuò)散，并做好現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)，合理安排救治工作。

4.4 土釘支護(hù)施工技術(shù)

深基坑的各項(xiàng)結(jié)構(gòu)加固措施中，土釘支護(hù)措施可以有效提高周邊結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，施工中需要在土層中增加土釘，通過(guò)土釘增強(qiáng)土體與結(jié)構(gòu)的摩擦力，為建筑結(jié)構(gòu)增添穩(wěn)定性。施工人員應(yīng)依據(jù)建筑結(jié)構(gòu)特性與周邊環(huán)境，合理挑選適當(dāng)?shù)耐玲?，并確保灌注漿的質(zhì)量，并按要求嚴(yán)格執(zhí)行土釘?shù)睦瘟Χ葴y(cè)試，再通過(guò)鉆機(jī)長(zhǎng)度計(jì)算土釘?shù)拇蚩咨疃?，確保土釘可以充分受力，強(qiáng)化與結(jié)構(gòu)之間的摩擦，施工中應(yīng)注意土釘?shù)氖芰η闆r以及對(duì)周邊土體的影響，應(yīng)依照施工方案規(guī)劃，詳細(xì)控制水灰的配比與各項(xiàng)外加劑的添加量，并保證水泥砂漿可以自動(dòng)墜落，并在漿液產(chǎn)生凝結(jié)前完成補(bǔ)漿施工。

4.5 深基坑防水施工技術(shù)

很多深基坑施工中都會(huì)面臨地下水位的侵蝕，臨近水源或地下水源都會(huì)對(duì)施工的結(jié)構(gòu)造成影響，例如上海某酒店的施工周邊就有自來(lái)水公司的水池，且地下水位較高，因此應(yīng)做好相應(yīng)的防水施工處理。深基坑施工中一般挖掘到地下4m就會(huì)出現(xiàn)水源的滲漏情況，因此應(yīng)實(shí)施降水措施。

當(dāng)前普遍使用的降水措施中，明排設(shè)立的排水溝是一種較為快捷，且無(wú)需其他施工器械的方式，可直接在基坑內(nèi)的集水井中對(duì)地下水進(jìn)行抽取，或在基坑的四周挖掘排水溝渠，降低基坑中的地下水位，這種方式成本較低，但僅僅適用于不會(huì)產(chǎn)生流沙或不良地質(zhì)的土體。而如果排水周期較長(zhǎng)，且周邊環(huán)境對(duì)于明排較為不利時(shí)，可安裝地面抽水系統(tǒng)，先在管井外側(cè)修建排水溝渠，如果多雨季節(jié)時(shí)還應(yīng)注意地面降水的影響，施工中可通過(guò)單井單泵抽水，通過(guò)彎連管接通排水溝，或通過(guò)虹吸管將多個(gè)集水井并聯(lián)進(jìn)行抽水，這種方式可不受水位高低的限制，使用較為廣泛。

4.6 地下連續(xù)墻施工技術(shù)

在各項(xiàng)深基坑支護(hù)施工中，還會(huì)需要對(duì)地下室、停車場(chǎng)等區(qū)域進(jìn)行施工，這種場(chǎng)所對(duì)基坑施工的要求較高，由于本就處于地下，因此還需要向更深處進(jìn)行挖掘。為保證施工安全性，可設(shè)立地下導(dǎo)向墻，并對(duì)墻體的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行控制，包括導(dǎo)向墻體的中線、設(shè)立角度、排布距離與制作寬度等，都應(yīng)依據(jù)施工實(shí)際情況，并嚴(yán)格要求水泥砂漿的配置，適當(dāng)摻入膨潤(rùn)土或純堿等，再結(jié)合性能測(cè)試，確保泥漿的質(zhì)量。

在雄安新區(qū)昝崗鎮(zhèn)雄安站西側(cè)施工中，對(duì)于各項(xiàng)地下場(chǎng)所要求較高，且項(xiàng)目占地面積較大，對(duì)深基坑施工有著較高的要求，而該施工中，施工人員便通過(guò)地下連續(xù)墻施工對(duì)地下停車場(chǎng)、地鐵連通、人形走廊等區(qū)域進(jìn)行了應(yīng)用，施工人員通過(guò)嚴(yán)格控制泥漿的澆筑質(zhì)量與高度，強(qiáng)化對(duì)混凝土澆筑流程的控制，并通過(guò)灌注質(zhì)量測(cè)試，避免了施工規(guī)劃中指出的坍塌風(fēng)險(xiǎn)，再通過(guò)設(shè)立地下導(dǎo)向墻，對(duì)后續(xù)連續(xù)墻的設(shè)立進(jìn)行控制，完善了墻面的施工工藝，保證了深基坑施工的穩(wěn)定。

4.7 鉆孔灌注樁施工技術(shù)

深基坑施工中還應(yīng)合理應(yīng)用鉆孔工藝，施工中應(yīng)嚴(yán)格對(duì)照施工方案，針對(duì)實(shí)際施工情況合理挑選護(hù)臂方式，作業(yè)前應(yīng)對(duì)施工所用的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行檢查，并控制鉆孔機(jī)的安裝定位。鉆孔工作中，很多施工都會(huì)由于鉆孔的深入而受到地下水源的影響，因此還應(yīng)進(jìn)行護(hù)筒的埋設(shè)工作，減少孔口受到水源的影響，并發(fā)揮導(dǎo)向作用，避免坍塌問(wèn)題。應(yīng)注意鉆孔的深度、直徑等都會(huì)直接關(guān)系到后續(xù)的成樁質(zhì)量，因此鉆孔工作中應(yīng)密切監(jiān)控孔位、孔深、孔型等，并及時(shí)進(jìn)行孔底清理，避免出現(xiàn)泥漿沉淀問(wèn)題，且在灌注樁的施工中，應(yīng)保證沉渣的厚度，再通過(guò)機(jī)械設(shè)備，將預(yù)制的鋼筋籠垂直吊放入鉆孔區(qū)域內(nèi)部并通過(guò)導(dǎo)管灌注混凝土進(jìn)行密封，此時(shí)應(yīng)保證灌注的連續(xù)性，避免斷樁。

4.8 土層錨桿施工技術(shù)

深基坑施工中，還應(yīng)在灌注樁、連續(xù)墻等施工后，為進(jìn)一步加固土層土體強(qiáng)度，也可通過(guò)土層錨桿進(jìn)行施工。施工中應(yīng)嚴(yán)格考量建筑的整體需求，可通過(guò)氣動(dòng)沖鑿、旋轉(zhuǎn)沖擊鉆機(jī)等進(jìn)行鉆孔，并向其內(nèi)部架設(shè)強(qiáng)度高、延展性強(qiáng)且抗疲勞性強(qiáng)的錨桿，例如高強(qiáng)度鋼絲、 鋼絞繩、螺紋鋼等，對(duì)土層的內(nèi)部進(jìn)行進(jìn)一步加固，施工中應(yīng)合理控制拉桿的布置與孔位，可通過(guò)油脂進(jìn)行清洗，進(jìn)行錨桿的除銹，待灌入漿液到達(dá)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)后， 即可進(jìn)行張拉錨固，通過(guò)千斤頂對(duì)錨具進(jìn)行拉拔試驗(yàn)，確保錨桿的抗拉強(qiáng)度。該項(xiàng)施工既可以作為一項(xiàng)臨時(shí)工程，同樣也可作為一項(xiàng)永久性工程，起到一定的擋土作用，對(duì)于建筑樓層較高的或承重較大的建筑進(jìn)行施工，可有效避免周邊土體土層的坍塌與位移情況，為建筑提供更高的穩(wěn)定性與安全性。

5 結(jié) 語(yǔ)

總而言之，建筑工程的深基坑支護(hù)施工難度較高、工況普遍較為復(fù)雜，為保證其施工質(zhì)量，工作人員應(yīng)合理做好施工方案設(shè)計(jì)，依據(jù)方案控制土方挖掘，做好各項(xiàng)應(yīng)急預(yù)案，施工中可通過(guò)土釘支護(hù)施工、基坑防水施工、地下連續(xù)墻施工、鉆孔灌注樁施工、土層錨桿施工等方式強(qiáng)化支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，并及時(shí)清理積水與建筑垃圾，全方位提升建筑工程中的深基坑支護(hù)工程質(zhì)量。