深基坑支護(hù)施工技術(shù)在房屋建筑工程施工中的應(yīng)用研究

魏慶軍 甘肅第三建設(shè)集團(tuán)有限公司工程師

科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，促進(jìn)了我國(guó)各行各業(yè)的發(fā)展，建筑行業(yè)也迎來(lái)了建造大規(guī)模的高層建筑并開(kāi)發(fā)利用地下空間資源的新機(jī)遇。無(wú)論是建造大型的建筑還是建造地下建筑，都離不開(kāi)深基坑工程。由于開(kāi)挖深基坑的過(guò)程勢(shì)必會(huì)引起周圍地基的地下水位發(fā)生變化，同時(shí)應(yīng)力場(chǎng)的改變將會(huì)導(dǎo)致周圍地基土體變形，進(jìn)而影響周圍建筑物的穩(wěn)定性以及地下管線的正常使用，因此將支護(hù)技術(shù)廣泛應(yīng)用于深基坑工程十分有必要，對(duì)于我國(guó)建筑行業(yè)的發(fā)展具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 深基坑支護(hù)施工技術(shù)的應(yīng)用

在建筑行業(yè)中，一般情況下，深基坑的深度在5 m 以上或者雖深度不足5 m，但其地質(zhì)結(jié)構(gòu)和地下管線十分復(fù)雜。隨著深基坑支護(hù)施工技術(shù)不斷趨于成熟，逐漸體現(xiàn)了基坑深度不斷增加、施工環(huán)境更為復(fù)雜等特點(diǎn)。因此，在選擇深基坑支護(hù)施工技術(shù)應(yīng)用于深基坑工程時(shí)，需要綜合考慮具體的地質(zhì)條件和施工環(huán)境，同時(shí)也需要考慮較長(zhǎng)的施工周期帶來(lái)的影響。

在建筑工程中應(yīng)用深基坑支護(hù)施工技術(shù)能夠有效規(guī)避施工周邊土方發(fā)生坍塌以及土層滲漏等方面的問(wèn)題，該類技術(shù)使用較多的是土釘墻施工技術(shù)、護(hù)坡樁施工技術(shù)以及土層錨桿施工技術(shù)等[1]。

1.1 土釘墻支護(hù)施工技術(shù)

土釘墻支護(hù)施工技術(shù)在實(shí)際施工中應(yīng)用十分廣泛，其具有造價(jià)低、技術(shù)難度小以及實(shí)施較快等特點(diǎn)。該支護(hù)技術(shù)的常規(guī)工藝流程是鉆孔（人工或機(jī)械）→安裝土釘→注漿→綁扎鋼筋→噴混凝土。土釘墻結(jié)構(gòu)與原土體成為整體后，可以起到加固邊坡、防止土層變形的作用，應(yīng)用該技術(shù)時(shí)需要建立排水網(wǎng)絡(luò)來(lái)進(jìn)行地下建筑工程的排水。此外，還要密切關(guān)注水泥漿的注入程序，土釘墻結(jié)構(gòu)一般是作為建筑工程中的臨時(shí)結(jié)構(gòu)來(lái)保障整個(gè)地下建筑工程的穩(wěn)定性與安全性。

1.2 護(hù)坡樁支護(hù)施工技術(shù)

護(hù)坡樁支護(hù)施工技術(shù)的工藝流程為平整場(chǎng)地清除障礙物（高空、地面以及地下）→樁基位置放樣→埋設(shè)護(hù)筒→旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)成孔或人工挖孔→鋼筋籠吊放以及混凝土水下澆筑。由于現(xiàn)在的護(hù)坡樁支護(hù)施工技術(shù)可以達(dá)到很高的成樁率，且施工簡(jiǎn)單快捷，因此該技術(shù)已廣泛應(yīng)用在地下建筑工程施工中，尤其是對(duì)于施工環(huán)境十分復(fù)雜的深基坑工程應(yīng)用更為廣泛。護(hù)坡樁可以防止原有的工程發(fā)生位移，該支護(hù)技術(shù)需要施工人員在施工的過(guò)程中嚴(yán)格遵守施工標(biāo)準(zhǔn)以確保成樁的質(zhì)量，且對(duì)注漿工序的質(zhì)量要求非常高。

1.3 土層錨桿支護(hù)施工技術(shù)

土層錨桿支護(hù)施工技術(shù)利用錨桿鉆機(jī)在事先確定的位置鉆孔，然后向鉆好的孔中注入提前準(zhǔn)備好的水泥漿，待土層內(nèi)錨固段的漿液達(dá)到建筑施工要求的強(qiáng)度后，穿入絞線張拉錨固。該支護(hù)施工技術(shù)是眾多支護(hù)施工技術(shù)中水平較高的一種，其應(yīng)用有效保障了支護(hù)主體的強(qiáng)度，提升了建筑物的安全性與穩(wěn)定性。需要注意的是，在施工前作業(yè)人員需要對(duì)施工的主體進(jìn)行科學(xué)精確的測(cè)量，以確定鉆孔的位置和深度，避免錨桿鉆機(jī)鉆孔時(shí)出現(xiàn)過(guò)大的偏差，從而保障后續(xù)工作可以按期進(jìn)行。關(guān)于鉆孔工序，若在鉆孔過(guò)程中遇到障礙物，則需要排查清楚再繼續(xù)鉆孔。

上述3 種支護(hù)施工技術(shù)在建筑行業(yè)十分常見(jiàn)，若基坑深度在5 m 以內(nèi)或者10 m 以內(nèi)，最常應(yīng)用土釘墻支護(hù)施工技術(shù)和護(hù)坡樁支護(hù)施工技術(shù)[2]。在工程施工地地質(zhì)良好的條件下，土釘墻技術(shù)可以應(yīng)用于更深的深基坑工程，而在地下水位過(guò)低的地方，通常應(yīng)用土釘墻支護(hù)技術(shù)，不僅可以單獨(dú)用于深基坑支護(hù)，還可以和其他支護(hù)方式組合更好地保障地下建筑工程的穩(wěn)定性和安全性。護(hù)坡樁支護(hù)技術(shù)既可以擋土，又可以擋水，在防護(hù)地質(zhì)結(jié)構(gòu)上具有明顯的優(yōu)勢(shì)。

除上述支護(hù)結(jié)構(gòu)外，還有地下連續(xù)墻、新型水泥土攪拌樁墻（Soil Mixing Wall，SMW）工法等。其中，地下連續(xù)墻有著防滲性能好和占地少的優(yōu)點(diǎn)，但是其建筑費(fèi)用較高，產(chǎn)生的廢泥漿不好處理。而SMW 工法施工時(shí)噪聲小、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高，在經(jīng)濟(jì)方面比地下連續(xù)墻更優(yōu)，具有更廣闊的發(fā)展空間。

2 深基坑支護(hù)施工技術(shù)的應(yīng)用問(wèn)題

目前，在一些大城市和沿海城市，基坑深度達(dá)到了16 ～20 m，為方便施工以及確保作業(yè)人員施工安全和周圍建筑的穩(wěn)定性，同時(shí)也為了確保地下管線的正常使用，通常需要建設(shè)一些臨時(shí)的深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，不僅給施工項(xiàng)目增加了部分經(jīng)濟(jì)的投入，還會(huì)造成一些不必要的資源浪費(fèi)[3]。地質(zhì)條件的不理想會(huì)使得設(shè)計(jì)出有效的基坑支護(hù)工程存在困難，進(jìn)而影響建筑工程進(jìn)度?；又ёo(hù)工程技術(shù)的復(fù)雜性決定了基坑支護(hù)一旦失衡，基坑周邊建筑物或構(gòu)筑物就會(huì)被影響，如會(huì)造成房屋體下沉、道路開(kāi)裂等后果，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失事件發(fā)生。

3 深基坑支護(hù)施工技術(shù)要點(diǎn)及注意事項(xiàng)

3.1 技術(shù)要點(diǎn)

深基坑工程實(shí)施的質(zhì)量水平與設(shè)計(jì)的基坑降水工序以及開(kāi)挖過(guò)程等關(guān)鍵環(huán)節(jié)有著十分緊密的關(guān)系，是一種區(qū)域性特征非常突出的巖土工程，因此在設(shè)計(jì)深基坑工程時(shí)需要綜合考慮施工區(qū)域的氣候、水文、毗鄰建筑物以及地下敷設(shè)物的情況[3]。支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要考慮擋土墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)、土體加固以及支承體系等方面。

深基坑支護(hù)施工技術(shù)的支護(hù)體系通常包括止水體系和支護(hù)結(jié)構(gòu)兩部分，其中止水體系具有很大的作用，其建立能夠直接有效地阻止地下水流入基坑內(nèi)，從而保障基坑的抗?jié)B透性以及整個(gè)建筑工程的質(zhì)量。采用高壓旋噴樁和水泥攪樁形成的隔水幕布以阻止地下水對(duì)基坑造成沖擊的工作示意如圖1 所示，其中(a)處表示鉆機(jī)就位鉆孔，(b)處表示鉆機(jī)鉆孔至設(shè)計(jì)高程，(c)處表示旋噴開(kāi)始，(d)處表示邊旋噴邊提升，(e)處表示旋噴結(jié)束成樁[4]。

圖1 高壓旋噴樁施工示意

支護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)于整個(gè)工程建筑的安全性和穩(wěn)定性起到關(guān)鍵作用，實(shí)際的地質(zhì)情況、土質(zhì)松軟情況以及基坑深度等對(duì)于支護(hù)施工工作都是巨大的考驗(yàn)，需要結(jié)合實(shí)際工況選擇對(duì)應(yīng)的基坑施工方式，以達(dá)到更好的效果。采用連續(xù)緊密排布的鋼板樁與灌注樁在外圍起擋土作用的一種深基坑施工技術(shù)的施工示意如圖2 所示，其能夠保護(hù)設(shè)施及施工人員的安全，維護(hù)整個(gè)施工過(guò)程的穩(wěn)定[5]。

圖2 鋼板樁排樁施工示意

3.2 注意事項(xiàng)

對(duì)于基坑開(kāi)挖環(huán)節(jié)，需要遵守“三寶”“四口”的臨邊防護(hù)要求，建立“欄桿式基坑護(hù)欄＋密目式安全網(wǎng)”的防護(hù)措施?；拥呐潘胧┮话銥榧髋拧⒔厮约盎毓嗟?，采用坑外降水時(shí)，要做好預(yù)防周圍建筑物下沉的措施?？舆吅奢d要嚴(yán)格按照施工安全要求，作業(yè)人員上下通行的通道結(jié)構(gòu)要保持牢固。在土方開(kāi)挖后，作業(yè)人員不能進(jìn)入機(jī)械作業(yè)中心區(qū)域。

基坑監(jiān)測(cè)主要包括監(jiān)測(cè)方案、監(jiān)測(cè)項(xiàng)目中基坑側(cè)壁的安全等級(jí)、選擇監(jiān)測(cè)點(diǎn)、設(shè)置監(jiān)測(cè)的周期以及提交的監(jiān)測(cè)報(bào)告5 個(gè)方面。對(duì)于基坑監(jiān)測(cè)環(huán)節(jié)，既要設(shè)計(jì)精確準(zhǔn)時(shí)的監(jiān)測(cè)方案，又要保障方案的嚴(yán)格執(zhí)行，目的是在意外狀況發(fā)生時(shí)能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)并有效解決。

選擇基坑支護(hù)方式時(shí)，需考慮土體狀況、地下水的情況以及周邊建筑或構(gòu)筑體維持穩(wěn)定性所允許的最大變形值。由于天氣具有不可預(yù)測(cè)性，故將施工周期納入考慮范圍。此外，工程造價(jià)也是在選擇施工技術(shù)時(shí)要考慮的一個(gè)因素。具體施工時(shí)可以從施工前和施工中兩個(gè)不同時(shí)期來(lái)分析。

3.2.1 施工前注意事項(xiàng)

首先，合理設(shè)計(jì)工程，施工前期要了解施工工況參數(shù)，如建筑面積、土壤的松軟度以及基坑邊界距離等，做出科學(xué)合理的施工方案，從而提高深基坑工程實(shí)施的可靠性與建筑的穩(wěn)定性。其次，合理選擇深基坑支護(hù)方式，在施工前詳細(xì)考察基坑區(qū)域，根據(jù)實(shí)際工況選擇合適的基坑支護(hù)方式，其中土釘墻施工技術(shù)、護(hù)坡樁施工技術(shù)以及土層錨桿施工技術(shù)等都有各自的優(yōu)點(diǎn)，合理選擇才能有最好的防護(hù)效果。最后，保護(hù)基坑周圍環(huán)境，施工前需要對(duì)周圍的土地和建筑進(jìn)行良好保護(hù)，以更好地保證地基的穩(wěn)定性和承重能力。

3.2.2 施工中注意事項(xiàng)

一是做好勘察工作。在實(shí)際的勘察工作中可以了解施工的真實(shí)情況，如地下水的水位和周圍的建筑情況等。在施工時(shí)只有及時(shí)掌握情況并采用合理的方法應(yīng)對(duì)，才能保證施工的正常運(yùn)行。二是做好檢測(cè)工作。檢測(cè)測(cè)量的工作主要針對(duì)于支護(hù)的機(jī)構(gòu)尺寸，實(shí)時(shí)參數(shù)的變化能直觀地說(shuō)明支護(hù)結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況，動(dòng)態(tài)更新參數(shù)才能將參數(shù)控制在安全范圍內(nèi)，保障施工運(yùn)行。三是做好調(diào)整工作。實(shí)際工況可能會(huì)與設(shè)計(jì)參數(shù)有出入，導(dǎo)致理論與實(shí)際不能完全匹配，因此在施工時(shí)要及時(shí)調(diào)整支護(hù)方式，做到高效、高質(zhì)量地完成支護(hù)工作[6]。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和生活水平的不斷提高，建筑用地的需求也越來(lái)越大。建筑施工技術(shù)的進(jìn)步使建筑行業(yè)向更高的樓層和更深的地下空間發(fā)展。深基坑支護(hù)技術(shù)是保障地下工程施工質(zhì)量的首要技術(shù)，通過(guò)不斷探索可應(yīng)用于各種地質(zhì)條件，從而推動(dòng)我國(guó)建筑行業(yè)達(dá)到更高質(zhì)量的發(fā)展。深基坑項(xiàng)目是地下工程的基礎(chǔ)，其支護(hù)技術(shù)的成熟與否直接影響我國(guó)地下空間資源的利用情況，研究各種深基坑支護(hù)技術(shù)的適用條件以及優(yōu)缺點(diǎn)有利于施工單位更好地根據(jù)實(shí)際情況開(kāi)展施工。目前，深基坑支護(hù)技術(shù)已經(jīng)成為我國(guó)現(xiàn)階段建筑行業(yè)普遍應(yīng)用的一項(xiàng)施工技術(shù)，被廣泛地應(yīng)用于超市、商場(chǎng)以及停車場(chǎng)等地下建筑工程中。