巖土工程施工中深基坑支護(hù)問(wèn)題研究

張歐陽(yáng)，王 震，徐銘揚(yáng)

（中國(guó)建筑第二工程局有限公司，北京 101101）

隨著建筑工程數(shù)量的增多，類型的復(fù)雜，巖土工程施工中深基坑支護(hù)問(wèn)題逐漸成為了人們關(guān)注的重點(diǎn)，其施工環(huán)境復(fù)雜、難度大、工程量大，需要工程單位科學(xué)分析。但是當(dāng)前深基坑支護(hù)施工還無(wú)法滿足施工實(shí)際要求，主要因?yàn)樵O(shè)計(jì)和實(shí)際情況不符導(dǎo)致，對(duì)此需要工程單位加以重視，科學(xué)分析深基坑施工的特點(diǎn)和要求，以此制定科學(xué)的施工方案，并在施工過(guò)程中加強(qiáng)控制，有效保證工程質(zhì)量。

1 巖土工程施工中深基坑支護(hù)問(wèn)題

1.1 存在超挖和欠挖的問(wèn)題

在巖土工程深基坑施工中，因?yàn)殚_(kāi)挖方案不合理，控制措施不到位導(dǎo)致超挖和欠挖問(wèn)題的出現(xiàn)，直接影響施工質(zhì)量，在具體開(kāi)挖的過(guò)程中人員操作不規(guī)范也會(huì)導(dǎo)致以上問(wèn)題的出現(xiàn)，其主要是因?yàn)槭┕と藛T操作技術(shù)水平不高，職業(yè)素質(zhì)不高。一般施工人員在操作機(jī)械設(shè)備開(kāi)挖時(shí)，因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)施工條件限制沒(méi)有根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求進(jìn)行開(kāi)挖，且自身的技術(shù)水平不高，最終導(dǎo)致邊坡表面出現(xiàn)各種凹凸、順直度不高的情況。不僅影響后期施工的進(jìn)行，也會(huì)導(dǎo)致返工、成本增加、質(zhì)量問(wèn)題的出現(xiàn)[1]。

1.2 設(shè)計(jì)方案和實(shí)際情況不符

在巖土工程深基坑施工過(guò)程中，施工人員需要根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、施工要求、設(shè)計(jì)方案等對(duì)深基坑施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行勘察、分析，做好規(guī)劃設(shè)計(jì)工作，但有時(shí)在具體施工中沒(méi)有根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行，導(dǎo)致各種問(wèn)題出現(xiàn)。比如在進(jìn)行攪拌樁水泥深層攪拌時(shí)沒(méi)有根據(jù)設(shè)計(jì)要求配置水泥和混凝土的比例，沒(méi)有控制攪拌速度，導(dǎo)致參量不符合安全要求，施工質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，水泥磚支護(hù)強(qiáng)度和穩(wěn)定性不符合要求，最終導(dǎo)致水泥樁出現(xiàn)各種裂縫、坍塌、傾斜現(xiàn)象。主要原因是施工企業(yè)過(guò)度關(guān)注經(jīng)濟(jì)效益、施工進(jìn)度，在施工過(guò)程中可能存在材料質(zhì)量不合格、趕進(jìn)度、違規(guī)施工等現(xiàn)象，導(dǎo)致施工階段存在質(zhì)量隱患；因?yàn)樵O(shè)計(jì)人員自身原因、現(xiàn)場(chǎng)勘察不到位等原因?qū)е略O(shè)計(jì)方案不合理，在后期容易出現(xiàn)設(shè)計(jì)變更的情況[2]。

1.3 土層開(kāi)挖和邊坡支護(hù)不一致

巖土工程中深基坑支護(hù)施工難度大、對(duì)施工技術(shù)要求高、管理要求高。但是因?yàn)槭苁┕ぜ夹g(shù)的影響，工程單位土方開(kāi)挖技術(shù)不高，管理不到位，比如施工隊(duì)伍為了趕進(jìn)度往往會(huì)忽視施工管理或沒(méi)有根據(jù)要求設(shè)置擋土支護(hù)，導(dǎo)致工作面不符合要求，如果在后期遇到雨季會(huì)導(dǎo)致整個(gè)施工存在較大安全風(fēng)險(xiǎn)，只能單獨(dú)進(jìn)行支護(hù)施工，導(dǎo)致施工進(jìn)度不符合合同要求。

2 深基坑支護(hù)施工流程

2.1 深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)

巖土工程深基坑周圍一般都有建筑物，為了有效保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，確保施工順利進(jìn)行，需要從技術(shù)性和經(jīng)濟(jì)性角度出發(fā)，在巖土層施工中采用鋼管樁和錨噴支護(hù)施工方法，在具體施工前需要對(duì)勘察報(bào)告中的土層指標(biāo)、開(kāi)挖深度和范圍等要求進(jìn)行明確，綜合分析不同土層的巖石性質(zhì)，科學(xué)處理施工場(chǎng)地和周圍建筑物之間的距離問(wèn)題。在具體設(shè)計(jì)支護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí)既要保證基坑邊坡的穩(wěn)定性，也要保證周圍邊坡的變形情況，避免周圍邊坡變形影響施工質(zhì)量和周圍建筑物。從安全性和技術(shù)性角度出發(fā)的同時(shí)，也需要對(duì)以往的設(shè)計(jì)方案和施工經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行分析，通過(guò)計(jì)算明確支護(hù)結(jié)構(gòu)類型，在基坑周圍靠近建筑物的地方通常需要設(shè)置防護(hù)措施，一般沿著基坑深度縱向位置設(shè)置五排錨桿，對(duì)于基坑的噴面厚度也需要科學(xué)控制。采用混凝土材料噴射成型，需要對(duì)周圍采用錨桿支護(hù)進(jìn)行加固處理，對(duì)于外側(cè)的錨桿段需要進(jìn)行遮擋，避免桿體漏出來(lái)，總之，在設(shè)計(jì)中需要確保錨桿處于正中間，在錨桿相隔的適當(dāng)位置處設(shè)置隔離架，并在錨桿內(nèi)灌注混凝土泥漿。

2.2 基坑施工

施工單位在開(kāi)挖基坑的過(guò)程中需要注重周圍的安全性，遵循相關(guān)原則進(jìn)行施工，在開(kāi)挖時(shí)采用分層開(kāi)挖的方法，邊開(kāi)挖邊支護(hù)，在此過(guò)程中做好鋼筋網(wǎng)的綁扎工作，對(duì)于鋼筋網(wǎng)的搭設(shè)長(zhǎng)度和牢固性都需要符合設(shè)計(jì)要求。對(duì)于鋼槽和混凝土面需要連接緊密，如果坡面不平整禁止將槽鋼和坡面進(jìn)行連接，先采用混凝土對(duì)坡面進(jìn)行平整處理，如果預(yù)應(yīng)力錨桿的張力較大，則需要在4周后進(jìn)行灌漿，注漿的水泥可以采用普硅水泥。為了確保工期不延誤，需要在混凝土中加入早強(qiáng)劑，注漿材料要科學(xué)控制水灰比，對(duì)于樁體的垂直度偏差也要科學(xué)控制[3]。

2.3 施工工藝流程

1）鋼管樁施工 采用特定型號(hào)的鉆機(jī)進(jìn)行施工，在鉆孔結(jié)束后灌注入水泥漿，并采用孔深在二分之一的鉆桿插入其中，再次灌注水泥，在拔除鉆桿后即可插入鋼管樁。

2）錨桿施工 在施工時(shí)采用鉆機(jī)，根據(jù)錨桿長(zhǎng)度控制下料量和速度，誤差控制在20mm 左右，根據(jù)設(shè)計(jì)要求科學(xué)控制錨桿間距，并在定位處進(jìn)行鉆孔。

3）掛網(wǎng)和噴射混凝土施工 一般在噴射混凝土施工后開(kāi)挖土方，確保開(kāi)挖分層層數(shù)和錨索排數(shù)相同，開(kāi)挖深度需要控制在錨桿的28cm以下，在噴射混凝土?xí)r需要檢查螺絲釘和管路頭的接口情況，在檢查完防堵漏裝置后進(jìn)行通風(fēng)。啟動(dòng)通風(fēng)機(jī)后需要檢查其運(yùn)行情況，對(duì)橡膠合板的位置進(jìn)行修正，繼續(xù)進(jìn)行噴射，并根據(jù)要求攪拌混凝土，以此保證混凝土強(qiáng)度符合要求。在通風(fēng)的同時(shí)進(jìn)行加水，根據(jù)具體情況控制噴出量，以此保證工作壓力符合要求。

3 深基坑支護(hù)問(wèn)題解決策略

3.1 更新設(shè)計(jì)理念

巖土工程單位需要把握我國(guó)深基坑施工技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，不斷提高自身的施工技術(shù)水平，科學(xué)分析深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的變化規(guī)律，在把握技術(shù)特點(diǎn)和應(yīng)用要求的基礎(chǔ)上科學(xué)設(shè)計(jì)支護(hù)結(jié)構(gòu)，為后期施工進(jìn)行奠定基礎(chǔ)。在此過(guò)程中，我國(guó)相關(guān)行業(yè)需要制定統(tǒng)一的設(shè)計(jì)規(guī)范，采用新型的設(shè)計(jì)方法，在相關(guān)理論指導(dǎo)的基礎(chǔ)上對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析、計(jì)算，以此確保設(shè)計(jì)符合實(shí)際要求，以保證工程施工質(zhì)量。

深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)中也需要加強(qiáng)監(jiān)測(cè)和審核，科學(xué)利用信息技術(shù)創(chuàng)建動(dòng)態(tài)化的信息反饋設(shè)計(jì)體系，創(chuàng)新設(shè)計(jì)理念。另外，隨著高層建筑數(shù)量的增多，深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)也發(fā)生了較大的變化，需要采用新的支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，比如可以采用鋼板樁、地下連續(xù)墻支護(hù)結(jié)構(gòu)和土釘、雙排樁、旋噴土錨支護(hù)結(jié)構(gòu)等新型結(jié)構(gòu)。但這些新結(jié)構(gòu)在計(jì)算和設(shè)計(jì)上還沒(méi)有形成一個(gè)完整的理論體系和操作體系，對(duì)此還需加強(qiáng)研究和分析[4]。

3.2 加強(qiáng)支護(hù)技術(shù)研究

為了有效提高深基坑支護(hù)水平，需要加強(qiáng)對(duì)深基坑支護(hù)技術(shù)的研究和分析，通過(guò)試驗(yàn)測(cè)試對(duì)施工技術(shù)對(duì)施工質(zhì)量的影響進(jìn)行分析，重點(diǎn)對(duì)深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形、穩(wěn)定性、內(nèi)力等進(jìn)行測(cè)試、研究，對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄分析。另外，工程單位在具體施工前還需要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)、水文條件進(jìn)行科學(xué)分析，不斷總結(jié)施工經(jīng)驗(yàn)，優(yōu)化施工工藝，根據(jù)實(shí)際情況制定統(tǒng)一的行業(yè)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)，以此形成完成的深基坑支護(hù)體系，并根據(jù)現(xiàn)行的施工設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)形成科學(xué)的定量計(jì)算和分析方法，以此提高施工質(zhì)量。

深基坑支護(hù)技術(shù)在施工中的應(yīng)用可以分為排樁支護(hù)技術(shù)、深層攪拌樁支護(hù)技術(shù)、鋼板樁支護(hù)技術(shù)三種。排樁支護(hù)技術(shù)的支護(hù)結(jié)構(gòu)主要由鋼板樁制作而成。在具體施工時(shí)需要將不同的預(yù)制結(jié)構(gòu)進(jìn)行拼接，形成一個(gè)整體，以此有效發(fā)揮擋土的作用和效果，并通過(guò)密實(shí)性強(qiáng)的結(jié)構(gòu)體對(duì)水流進(jìn)行阻擋。隨著該技術(shù)的廣泛應(yīng)用，逐漸形成了多樣化的鋼板樁墻體截面形式，其規(guī)則形狀和彎曲都有了較大的變化，但在具體應(yīng)用時(shí)需要考慮地基振動(dòng)、地基變形的問(wèn)題。尤其是在巖土工程施工中因?yàn)榈匦螚l件限制性大，更容易發(fā)生地基變形的問(wèn)題，一般不會(huì)采用鋼板樁施工技術(shù)。

3.3 加強(qiáng)全過(guò)程質(zhì)量控制

巖土工程深基坑施工質(zhì)量控制不應(yīng)各階段進(jìn)行分層控制，需要從整體出發(fā)，做好規(guī)劃設(shè)計(jì)工作，將整個(gè)深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)有效連接成為一個(gè)整體，做好全過(guò)程控制工作，有效實(shí)現(xiàn)控制目標(biāo)，保證工程質(zhì)量，消除各個(gè)環(huán)節(jié)中的細(xì)節(jié)問(wèn)題，對(duì)此，工程單位需要做好以下幾點(diǎn)工作。

第一，在設(shè)計(jì)前期單位需要做好各項(xiàng)準(zhǔn)備工作，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)條件進(jìn)行檢測(cè)和分析，確保深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)和實(shí)際視情況保持一致，以此保證后期施工順利進(jìn)行。一般情況下，巖土工程在施工中不同巖土性質(zhì)需要采用不同的施工技術(shù)和方法。研究發(fā)現(xiàn)巖土性質(zhì)不同物理學(xué)性質(zhì)也不同，抗剪切能力也不同，尤其是各種粉質(zhì)土、碎石土、沙質(zhì)土等抗剪切能力強(qiáng)，在施工中不會(huì)出現(xiàn)各種變形、有裂紋的情況。對(duì)于砂土和軟土地基，需要在設(shè)計(jì)前考慮地下水滲透和外流的情況，在施工設(shè)計(jì)前需要做好現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研和勘察工作，根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計(jì)施工方案，并對(duì)地基荷載力和受力平衡情況等進(jìn)行計(jì)算。

第二，在施工中加強(qiáng)質(zhì)量控制，加強(qiáng)內(nèi)部監(jiān)督和外部監(jiān)測(cè)工作，嚴(yán)格根據(jù)設(shè)計(jì)要求、具體規(guī)范進(jìn)行操作，明確施工細(xì)節(jié)問(wèn)題，優(yōu)化施工工藝和流程，禁止各種違規(guī)施工、偷工減料現(xiàn)象的發(fā)生。具體施工中禁止隨意改變錨桿的距離，開(kāi)挖土方時(shí)需對(duì)挖掘深度和位置、范圍等進(jìn)行精準(zhǔn)控制，避免出現(xiàn)各種欠挖、漏挖的問(wèn)題，以確保邊坡平整。另外，還需保證不同層的對(duì)稱性，確保土層穩(wěn)定性更高。考慮到施工環(huán)境的復(fù)雜性、危險(xiǎn)性，需要隨時(shí)考慮各種意外情況的發(fā)生，制定緊急預(yù)案，出現(xiàn)施工安全和質(zhì)量問(wèn)題時(shí)第一時(shí)間處理，確保整個(gè)挖掘工作順利進(jìn)行，避免影響工程進(jìn)度和施工成本。

第三，加強(qiáng)施工管理?？茖W(xué)的管理工作可以有效處理施工質(zhì)量和進(jìn)度之間的關(guān)系，可以優(yōu)化資源，確?，F(xiàn)場(chǎng)環(huán)境穩(wěn)定，減少各種安全風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生，保證現(xiàn)場(chǎng)施工安全。在此過(guò)程中，工程單位需要加強(qiáng)監(jiān)督和管理，對(duì)每一個(gè)施工環(huán)節(jié)都需要精準(zhǔn)把握，保證每一個(gè)階段的施工在完成驗(yàn)收后才可以進(jìn)入到下一個(gè)階段中，以此保證設(shè)計(jì)和驗(yàn)收的結(jié)合，最終確保施工過(guò)程緊密銜接，施工行為規(guī)范、科學(xué)。

3.4 明確注意事項(xiàng)

在巖土工程深基坑施工中還需注意一些細(xì)節(jié)問(wèn)題，比如在掛網(wǎng)施工和邊坡修正施工中，一般需要在完成噴錨支護(hù)施工后進(jìn)行土方開(kāi)挖，在開(kāi)挖過(guò)程中需要保證開(kāi)挖層數(shù)和錨桿排數(shù)對(duì)應(yīng)。掛網(wǎng)施工中需要確保雙向使用網(wǎng)筋，在邊坡壁上預(yù)留一定的距離，在后期進(jìn)行噴射施工時(shí)需要根據(jù)要求和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)配置混合料，對(duì)空氣壓力進(jìn)行科學(xué)計(jì)算，將其作為載體來(lái)傳送干料，在完成傳送后還需要在噴口處確保水相融合，以此保證噴涂符合要求。進(jìn)行邊坡修正施工時(shí)需要制定修正措施，明確計(jì)劃方案，一般采用人工修正的方法來(lái)保證邊坡的平整，以此確保邊坡符合要求。另外，在深基坑開(kāi)挖的過(guò)程中還需要加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件、水文條件的分析，根據(jù)分層、分階段、分段的原則進(jìn)行開(kāi)挖，降低開(kāi)挖難度，在一些薄弱部位需要做好各種防堵措施，以此確保后期施工順利進(jìn)行。

4 結(jié)語(yǔ)

巖土工程施工中深基坑支護(hù)施工是一個(gè)技術(shù)難點(diǎn)，其工程量大、施工技術(shù)要求高，需要工程單位在設(shè)計(jì)前做好各項(xiàng)準(zhǔn)備工作，在施工中需要加強(qiáng)管理、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)，科學(xué)應(yīng)用各種深基坑支護(hù)施工技術(shù)，并對(duì)各個(gè)技術(shù)應(yīng)用問(wèn)題進(jìn)行綜合分析，以此保證施工質(zhì)量。另外，在具體施工中，工程單位需要科學(xué)分析施工過(guò)程中存在的各種問(wèn)題，根據(jù)問(wèn)題特點(diǎn)針對(duì)性制定措施和方法，以此保證工程質(zhì)量。