論深基坑支護(hù)施工技術(shù)在土建施工中的應(yīng)用難點(diǎn)與對(duì)策

李慶林

0 引言

基坑是指在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)位置根據(jù)基底的標(biāo)高以及平面尺寸所開(kāi)挖的土坑，在我國(guó)土建施工過(guò)程中基坑開(kāi)挖是不可或缺的一道施工工序[1]。近年來(lái)，我國(guó)各城市都在大力開(kāi)發(fā)地下空間，在開(kāi)發(fā)過(guò)程中難免會(huì)對(duì)施工場(chǎng)地周邊的環(huán)境造成影響，因此在正式施工前設(shè)置基坑支護(hù)是一種保護(hù)措施，其主要作用是保證基坑的穩(wěn)定安全?；又ёo(hù)屬于臨時(shí)性工程，因此其施工技術(shù)和所選支護(hù)類型是否合理對(duì)整個(gè)土建施工項(xiàng)目的工期、施工安全以及經(jīng)濟(jì)效益影響巨大。

1 基坑工程的主要特點(diǎn)及應(yīng)用難點(diǎn)分析

基坑工程是一個(gè)臨時(shí)性的項(xiàng)目，隨著工程結(jié)束其也會(huì)被拆除，其結(jié)構(gòu)相較于永久性工程而言更脆弱，因此在對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工時(shí)需要考慮其安全系數(shù)。

1.1 基坑工程的主要特點(diǎn)分析

（1）基坑工程具有很強(qiáng)的區(qū)域性特點(diǎn)，整個(gè)工程受到地理環(huán)境的影響最大，尤其是施工后地下承壓水會(huì)改變整個(gè)基坑的形狀，而我國(guó)地大物博，各區(qū)域之間的地理環(huán)境都存在較大差異，比如有的地區(qū)地下存在很多溶洞，而有的地區(qū)地下主要為軟弱地基，針對(duì)不同地區(qū)的施工要求當(dāng)然也會(huì)有所不同。

（2）極易受環(huán)境條件影響，除了受水文地質(zhì)條件影響之外，其還受到施工周邊環(huán)境的影響[2]。比如有些基坑工程的施工地點(diǎn)在城市的繁華地帶，那么其周邊勢(shì)必有很多建筑物，這些建筑物也會(huì)對(duì)基坑的形狀產(chǎn)生影響。

（3）時(shí)空效應(yīng)強(qiáng)，即工程的形狀以及空間都對(duì)整個(gè)支護(hù)體系的受力影響較大，施工程序和施工周期也會(huì)對(duì)基坑產(chǎn)生影響，因?yàn)榛拥男再|(zhì)為土，而土本身就具有多變性和蠕變性，隨著施工周期的不斷推移土的抗剪強(qiáng)度也會(huì)發(fā)生變化，因此必須考慮到施工周期對(duì)基坑形狀所產(chǎn)生的影響，盡量不要出現(xiàn)工期延誤的情況。

（4）具有較高的系統(tǒng)性，無(wú)論是基坑支護(hù)的設(shè)計(jì)還是土方開(kāi)挖以及地下結(jié)構(gòu)施工都是一個(gè)系統(tǒng)性的工程，不僅需要考慮到施工條件，還需要對(duì)施工組織作出對(duì)應(yīng)的要求，加強(qiáng)監(jiān)測(cè)工作強(qiáng)度，對(duì)基坑變形允許值提出相應(yīng)要求。

1.2 基坑支護(hù)施工技術(shù)難點(diǎn)

絕大部分基坑工程都存在規(guī)模大、工期緊張以及涉及領(lǐng)域多等特點(diǎn)，因此對(duì)工程的質(zhì)量要求極高，加上工程本身結(jié)構(gòu)相較復(fù)雜，周邊的建筑物多，因此施工比較困難，施工技術(shù)難度較大[3]。我國(guó)大部分施工單位設(shè)置的基坑多為填土，而這些填土一般是有砂質(zhì)和粉質(zhì)土所組成的，因此其結(jié)構(gòu)相對(duì)比較松散，滲透性強(qiáng)，在挖孔過(guò)程中可能會(huì)造成基坑不穩(wěn)定。另外很多基坑工程附近建筑物比較密集，若工程附近的交通流量再繁忙，那么勢(shì)必增加施工的難度。

2 基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)形式選擇

施工單位在選擇具體的支護(hù)形式和結(jié)構(gòu)時(shí)，必須考慮到如下幾點(diǎn)因素：基坑的深度、周邊土地性質(zhì)和地下水條件。另外還需要提前預(yù)測(cè)到如果在施工過(guò)程中基坑發(fā)生了結(jié)構(gòu)變形或失效，那么其會(huì)對(duì)周邊的施工環(huán)境帶來(lái)怎樣的負(fù)面影響，由于基坑性質(zhì)為土，因此也需要考慮到季節(jié)、天氣的變化，施工場(chǎng)地的降雨量等等[4]。不同支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)以及破壞后的結(jié)局如表1 所示。

表1 支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)以及破壞后結(jié)果

綜合以上因素考慮，本文篩選了復(fù)合土釘墻、地下連續(xù)墻以及排樁內(nèi)支撐作為基坑支護(hù)施工的三套備選方案。

2.1 復(fù)合土釘墻支護(hù)方案

根據(jù)工程周邊的地質(zhì)條件和環(huán)境條件，可采取復(fù)合土釘墻支護(hù)方案，也就是將雙排深層攪拌樁止水帷幕結(jié)合土釘墻和預(yù)應(yīng)力錨桿，整個(gè)支護(hù)的參數(shù)應(yīng)設(shè)置為樁長(zhǎng)14m，攪拌樁參數(shù)則應(yīng)為φ500mm@400mm，土釘設(shè)置7 排，長(zhǎng)度約為10～12m。采用打入式高壓注漿鋼管土釘，規(guī)格為φ48mm、δ3.5mm。預(yù)應(yīng)力錨索則應(yīng)設(shè)置2排，長(zhǎng)度在16～28m，另由3根鋼絞線組成，規(guī)格為φj15mm，微型樁直徑應(yīng)控制在φ250mm，并在其周邊設(shè)置5 口降水井[5]。

表2 不同支護(hù)結(jié)構(gòu)的適用條件

2.2 排樁-內(nèi)支撐支護(hù)方案

排樁-內(nèi)支撐支護(hù)方案應(yīng)由灌注樁、一道預(yù)應(yīng)力錨、一道內(nèi)支撐公投于構(gòu)建，灌注樁的直徑、間距以及樁長(zhǎng)應(yīng)設(shè)置為1200mm、1400mm、23 500mm。錨索應(yīng)為一樁對(duì)應(yīng)一錨，所有錨索的平均長(zhǎng)度應(yīng)為28m，單排攪拌樁的長(zhǎng)度應(yīng)16m，規(guī)格為φ50mm0@400mm，中間的旋噴樁規(guī)格則為18m、φ600mm@1400mm[6]。

2.3 地下連續(xù)墻支護(hù)方案

根據(jù)不同土建工程的施工環(huán)境以及地質(zhì)條件設(shè)置基坑等級(jí)，一般的土建項(xiàng)目基坑等級(jí)多為I 級(jí)，為此本文以I 級(jí)基坑為例對(duì)該支護(hù)方案進(jìn)行介紹。該支護(hù)方案主體為圍護(hù)結(jié)構(gòu)，在地下連續(xù)墻加上一道鋼筋混凝土作為內(nèi)支撐。I 級(jí)基坑的連續(xù)墻厚度應(yīng)控制在800mm 左右，深度則應(yīng)當(dāng)為15～18m，嵌固深度5～8m。另外嵌固的深度也可以根據(jù)基坑底部入風(fēng)化5m或者入中風(fēng)化1m。整個(gè)連續(xù)墻的槽段需要設(shè)置52 個(gè)，導(dǎo)墻混凝土則需要采用C30，主筋的規(guī)格應(yīng)為φ25mm，在整個(gè)支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)的四個(gè)大角45°處設(shè)置2 到3 道，間距把控為3.5～5m[7]。為了進(jìn)一步提高整個(gè)支撐面的穩(wěn)定性，可在支撐面之中建設(shè)一個(gè)臨時(shí)的鋼立柱。

3 土建施工中基坑支護(hù)技術(shù)實(shí)施方案

3.1 把控工程的特點(diǎn)與難點(diǎn)

正式施工前需要派遣專人到施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)地勘察，結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況記錄整個(gè)工程對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)標(biāo)高，并計(jì)算好基坑的實(shí)際開(kāi)挖深度。保證土方施工流程能夠充分配合支護(hù)施工，若整個(gè)施工場(chǎng)地比較開(kāi)闊平坦，那么可在合適的場(chǎng)地中堆放施工廢料[8]。在施工過(guò)程中應(yīng)采取水平分段或者是垂直分層這兩種施工方法，做到每開(kāi)挖一段就支護(hù)一段的施工原則。

3.2 管理好施工組織

要提升整個(gè)基坑支護(hù)工程的實(shí)施效果就必須做好對(duì)應(yīng)的施工管理，在管理施工組織時(shí)必須做到如下幾點(diǎn)：（1）首先是要對(duì)整個(gè)施工組織進(jìn)行部署規(guī)劃，要求施工人員需要按照錨桿和錨管樁為主開(kāi)展施工，其余的所有施工材料、人員則需要滿足施工主體的實(shí)際要求，保證施工可以按照施工工藝計(jì)劃來(lái)開(kāi)展。（2）其次是要協(xié)調(diào)好各部門的關(guān)系，尤其是設(shè)計(jì)單位、建立單位以及業(yè)主之間一定要多溝通、多交流。針對(duì)所有進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)的材料，無(wú)論其是屬于成品還是半成品，均需要持有質(zhì)量合格保證書，將進(jìn)場(chǎng)材料抽取一部分送檢，經(jīng)過(guò)檢查合格后方能投入使用。（3）最后是需要構(gòu)建對(duì)應(yīng)的組織管理體系，管理體系必須合理。要求各部門領(lǐng)導(dǎo)人員履行好自身職能，對(duì)其管理的所有人員進(jìn)行監(jiān)督，保證所有工作人員都能夠按照施工方案進(jìn)行施工。

3.3 排水系統(tǒng)

為保證施工周邊環(huán)境不會(huì)受到基坑支護(hù)工程的影響，需要在整個(gè)基坑支護(hù)工程旁設(shè)置一個(gè)“明溝+集水坑”的排水系統(tǒng)，根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況來(lái)設(shè)置排水溝的間距、坡度、深度、寬度。要求整個(gè)排水溝距離所設(shè)置的坡腳之間需要間隔1m 以上，另外需要在整個(gè)排水系統(tǒng)上構(gòu)建一個(gè)截水溝，并將其安置在排水系統(tǒng)的最頂處。這樣一來(lái)該排水系統(tǒng)就可以將施工現(xiàn)場(chǎng)的流水、雨水等進(jìn)行充分的排除和疏通，遇到雨季時(shí)則需要提前準(zhǔn)備好相應(yīng)的抽水設(shè)備。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)土建工程的不斷發(fā)展，土建工程項(xiàng)目的構(gòu)成也得到了進(jìn)一步的明確，而土建項(xiàng)目的可優(yōu)化空間卻變得越來(lái)越狹窄，優(yōu)化限制條件也越來(lái)越多。因此無(wú)論是在設(shè)計(jì)、施工環(huán)節(jié)都存在很多問(wèn)題，如何通過(guò)優(yōu)化技術(shù)方案來(lái)提高土建項(xiàng)目的施工質(zhì)量是所有施工單位亟須思考的問(wèn)題。根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況選擇基坑工程的種類和支護(hù)方式可以有效提高整個(gè)土建施工項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)的安全系數(shù)。因此各土建施工單位需要綜合施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)條件、開(kāi)挖深度以及施工周期等多方面因素考慮后，進(jìn)行多個(gè)支護(hù)方案的對(duì)比，選擇最經(jīng)濟(jì)最合理最安全可靠的支護(hù)方案。