深基坑支護(hù)技術(shù)在巖土工程施工中的應(yīng)用探究

宋炳 SONG Bing

（杭州坤博巖土工程科技有限公司，杭州310012）

0 引言

深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性是基坑工程在施工過程中的安全保障，也是工程正常實施的前提和基礎(chǔ)，同時支護(hù)結(jié)構(gòu)在基坑開挖過程中也保障了深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性是基坑工程在施工過程中的安全保障，也是工程正常實施的前提和基礎(chǔ)。由于基坑較深、地質(zhì)條件及周圍環(huán)境較復(fù)雜的基坑，單一的支護(hù)方式往往難以滿足施工條件的要求。因此合理的選擇深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)對工程施工的安全性有著決定性的影響。只有統(tǒng)籌做好各項工作，實行精細(xì)化的支護(hù)施工管理，才能保證巖土工程高標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)完成。本文以工程實例，通過工程的方案優(yōu)化，歸納總結(jié)巖土工程深基坑穩(wěn)定性控制，以期為類似工程提供參考。

1 巖土工程施工中深基坑支護(hù)技術(shù)特點

在巖土工程的實施過程中，對于深基坑支護(hù)施工需要確保其支護(hù)結(jié)構(gòu)或者支護(hù)深度達(dá)到5m以上，才能確保深基坑技術(shù)能夠發(fā)揮正常作用。對于深基坑施工過程的設(shè)計方案需要進(jìn)行合理科學(xué)地檢測和規(guī)劃。通過多次準(zhǔn)確測量來確定其基坑的深度和相關(guān)參數(shù)，這對于基坑支護(hù)工程來說是非常重要的環(huán)節(jié)，其能夠保障深基坑的施工質(zhì)量和安全，另外還需要結(jié)合周圍的建筑環(huán)境，合理安排建筑結(jié)構(gòu)，以保證在不破壞相應(yīng)的環(huán)境設(shè)施的同時，保障建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性，所以，深基坑支護(hù)技術(shù)對于相關(guān)的技術(shù)人員和管理人員提出了更高的要求，其是一項復(fù)雜的高難度工程，深基坑深度會隨著建筑物的高度而變化，并且其能夠承受的壓力也會不斷上升，對此必須從施工需求出發(fā)，依據(jù)合理科學(xué)的深坑支護(hù)技術(shù)，不斷完善施工過程。

2 巖土工程施工中深基坑支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用要求

在巖土工程施工深基坑支護(hù)技術(shù)的實際應(yīng)用中，應(yīng)按照適當(dāng)?shù)囊髮嵤?，并強調(diào)以下要求：首先，注意地質(zhì)和水文條件的應(yīng)用。在深基坑支護(hù)的實際應(yīng)用中，要密切聯(lián)系工程建設(shè)的地質(zhì)和水文條件，為了改善支護(hù)結(jié)構(gòu)質(zhì)量，促進(jìn)順利施工，結(jié)合荷載承載力和水文條件的地質(zhì)評價，選擇適當(dāng)?shù)闹ёo(hù)方法。然后，支護(hù)建設(shè)質(zhì)量的有效控制。在住宅建設(shè)中科學(xué)應(yīng)用支護(hù)技術(shù)，應(yīng)更加注意支護(hù)施工質(zhì)量的管理，保障支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用和住宅建設(shè)要求，積極優(yōu)化支護(hù)技術(shù)，全面提高質(zhì)量管理水平。同時，我們要做好支護(hù)的監(jiān)測工作，以避免質(zhì)量問題。

3 深基坑支護(hù)技術(shù)在巖土工程施工中的應(yīng)用

3.1 土釘墻支護(hù)技術(shù)

土釘墻是一種加固支護(hù)主體結(jié)構(gòu)形式，即在基坑主開挖的整個施工過程中，在其他現(xiàn)澆邊坡土體支護(hù)結(jié)構(gòu)中，細(xì)長鋼筋是均勻、緊密的。與此同時，在其他的邊坡墻體表面上均勻地重新布置了一層鋼筋網(wǎng)并對其墻體進(jìn)行了鋼筋噴射，即鋼筋噴錨。然后，再通過人工使用混凝土體、砼和橡木地板釘以及墻體噴射防水混凝土等將結(jié)構(gòu)物與表層材料進(jìn)行緊密聯(lián)合加固保護(hù)，形成一個緊密復(fù)合的混凝土體。這種新型支護(hù)性凝凝土結(jié)構(gòu)能夠有效縮短支護(hù)施工持續(xù)時間、降低施工造價，一般被廣泛應(yīng)用于建筑基坑內(nèi)部相對開挖挖掘深度不大且其基坑周邊沒有毗鄰的其他建筑物或?qū)υ趬w沉降、位移等特殊條件下防護(hù)要求較低的建筑基坑內(nèi)部進(jìn)行支護(hù)。其中一個需要特別注意的一點就是針對該工程支護(hù)主體結(jié)構(gòu)在設(shè)計進(jìn)行工程施工時，必須從工程施工第一階段的設(shè)計開始至最終施工結(jié)束不間斷地對其設(shè)計進(jìn)行現(xiàn)場工程監(jiān)控及檢查系統(tǒng)工作，并通過現(xiàn)場監(jiān)控檢查系統(tǒng)在工程施工的進(jìn)行過程中所實時收集獲取到的即時工程資料數(shù)據(jù)來進(jìn)行判斷和分析，解決其中存在的技術(shù)問題，并對其設(shè)計進(jìn)行及時的檢查反饋，再對具體設(shè)計方案內(nèi)容作出進(jìn)一步設(shè)計修改。

3.2 深層攪拌樁支護(hù)技術(shù)

在巖土工程施工中，深層攪拌樁支護(hù)技術(shù)是利用攪拌設(shè)備對固化劑進(jìn)行攪拌，促使固化劑產(chǎn)生固化現(xiàn)象，從而形成堅固性較強的樁體。通過將水泥、混凝土和原土按照相應(yīng)的比例進(jìn)行調(diào)配，提升樁體的堅固性，從而加強深層攪拌樁支護(hù)技術(shù)的支撐效果，并且由于深基坑沒有側(cè)向的作用力，對基坑周圍的建筑物的壓力也不會產(chǎn)生較大的影響。除此之外，深層攪拌樁支護(hù)技術(shù)具有一定的靈活性，能夠根據(jù)施工環(huán)境的地勢條件靈活調(diào)整樁體的形狀、大小和強度，并且該技術(shù)對環(huán)境的污染也較小。在使用深層攪拌樁支護(hù)技術(shù)過程中需要施工人員了解基坑的形狀、大小等地勢條件，然后遵循調(diào)配比例降水和灰進(jìn)行調(diào)配和攪拌。需要施工人員注意的是，調(diào)配過后的樁體會因為水分的蒸發(fā)而凝固形成堅固的樁體，所以攪拌的時間和等待的時間需要進(jìn)行嚴(yán)格的把控。攪拌的次數(shù)越多，樁體顆粒越小，強度也就越高，因此在施工過程中需要施工人員用最快的速度進(jìn)行攪拌，并且攪拌時計算好時間，以此保證樁體的強度最大化。

3.3 土層錨桿支護(hù)技術(shù)

為了能夠提高巖土工程質(zhì)量，其中對于土層錨桿進(jìn)行施工，需要準(zhǔn)確預(yù)測鉆孔深度，并且鉆孔后進(jìn)行注漿操作，水泥漿的作用能夠保護(hù)工程材料的性能，另外還需要鋼絲絞線進(jìn)行多次重復(fù)注漿操作。首先，該過程是通過測量人員準(zhǔn)確測量鉆孔的深度情況進(jìn)行位置條款的操作保證錨桿的準(zhǔn)確插入，再進(jìn)行相應(yīng)的鉆孔操作，其中必須確保鉆孔深度的準(zhǔn)確測量和設(shè)置，并對于其中存在的問題進(jìn)行檢測，并做好相關(guān)的記錄，根據(jù)相關(guān)的情況變化，作出相應(yīng)的判斷，當(dāng)遇到障礙物時，需要及時停止鉆孔操作，并采取相關(guān)的補救措施，來推動其他環(huán)節(jié)的高效進(jìn)行。其次，對于水平方向錨桿產(chǎn)生的誤差需要將誤差控制在50mm的范圍內(nèi)，并且垂直方向的誤差需要保證在1000mm以下，否則將會嚴(yán)重影響建筑物的建設(shè)過程，最后，注漿和混合配比方面需要著重進(jìn)行操作，依據(jù)規(guī)范的注漿標(biāo)準(zhǔn)和配比要求，進(jìn)行注漿液的選擇，同時在進(jìn)行土層錨桿施工時，也要加強對混凝土進(jìn)行強度的改善。

3.4 錨噴支護(hù)技術(shù)

錨噴支護(hù)技術(shù)在基坑支護(hù)工程中得到了廣泛的應(yīng)用，它對提高基坑支護(hù)工程的安全穩(wěn)定起著重要的作用，具有很大的應(yīng)用優(yōu)勢。錨噴支護(hù)技術(shù)在深基坑支護(hù)工程中有廣泛的應(yīng)用，是一種最為主要的施工技術(shù)，其在深基坑支護(hù)工程中應(yīng)用的優(yōu)勢體現(xiàn)在2個方面。具體來說，在應(yīng)用錨噴支護(hù)技術(shù)施工時，施工人員需要使用高壓噴射的方式將混凝土噴射到巖層上，在這一過程中，混凝土可以與錨桿結(jié)合起來，達(dá)到對巖層加固的目的，能夠為后續(xù)施工奠定良好的基礎(chǔ)。在長期的實踐應(yīng)用過程中發(fā)現(xiàn)，錨噴支護(hù)技術(shù)不僅有著良好的黏結(jié)性，而且有很強的及時性，在完成土方開挖后的幾個小時便可以進(jìn)行錨噴施工，此時可以形成保護(hù)層對圍巖進(jìn)行加固，對提升圍巖的穩(wěn)定性有重要的意義。另外，在錨桿安裝操作過程中，錨桿可以順利嵌入巖層內(nèi)部，在不破壞巖石強度的基礎(chǔ)上調(diào)整巖體應(yīng)力，且錨桿可以在巖石拉力作用下完成巖體的加固，此時，錨桿嵌入深度可以大大增加。

3.5 地下連續(xù)樁支護(hù)技術(shù)

地下連續(xù)樁支護(hù)是指在開挖前，用專用機械設(shè)備在保護(hù)臂上開挖一定長度的溝槽，并以加工后的鋼筋為主。并在泥漿軟化作用下使用機械與設(shè)備對溝槽進(jìn)行開挖，將預(yù)先配比攪拌好的混凝土由底部向上澆筑，在混凝土澆筑完成后，泥漿也會逐漸被置換出來。地下連續(xù)樁支護(hù)技術(shù)具體流程，首先，制作導(dǎo)墻與泥漿，在制作導(dǎo)墻時，應(yīng)確?；啬軌蚱秸炷翝仓惨獡碛幸欢ǖ哪０搴湍景遄鳛橹?，并使用插入式振搗器實行振搗功能，制作的泥漿質(zhì)量則會直接關(guān)系到地下連續(xù)樁支護(hù)質(zhì)量，要求其要嚴(yán)格按照技術(shù)規(guī)范實行泥漿的配比。其次，實施挖掘施工的過程中，其主要分為土層成槽和巖層成槽。最后，在成槽后，應(yīng)及時對草地的沉渣進(jìn)行清理，利用導(dǎo)管實行反復(fù)清理，并將泥漿進(jìn)行置換。

3.6 護(hù)坡樁支護(hù)技術(shù)

在巖土工程施工中，護(hù)坡樁支護(hù)技術(shù)應(yīng)用的主要目的在于避免深基坑邊坡出現(xiàn)坍塌問題，具體實施過程中，可以從這幾方面進(jìn)行：①鉆孔時需做好速度控制，并且對鉆井周邊和上部土層穩(wěn)定性進(jìn)行觀察，結(jié)合實際情況對相關(guān)方案進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)而使鉆孔工作得以順利進(jìn)行。②制作鋼筋籠時，需將設(shè)計方案具體要求作為依據(jù)，合理選擇焊接方式。一般情況下，彎曲主筋會在鋼筋籠上的中心線集中，在主筋和彎曲主筋之間展開焊接工作，進(jìn)而使鋼筋籠在堅固性上獲得充分保證。③在安裝時，需由專業(yè)人員指導(dǎo)，鉆孔在完成之后，需將鋼筋籠及時放入其中，并且在放置時需對速度、角度進(jìn)行有效控制，避免其出現(xiàn)變形問題，保證其整體穩(wěn)定性。④選擇混凝土材料過程中，需和施工方案結(jié)合在一起，在施工質(zhì)量得以保證情況下使用性價比較高的材料，減少施工中產(chǎn)生的成本。⑤通過泵運輸混凝土?xí)r，需運用合理方式防止混凝土出現(xiàn)分層情況和失水問題的發(fā)生。如果在運輸時出現(xiàn)上述情況，需展開二次攪拌工作，保證混凝土整體強度。⑥混凝土進(jìn)行澆筑時，需對時間進(jìn)行合理控制。

4 深基坑支護(hù)技術(shù)在巖土工程施工中的應(yīng)用策略

4.1 制度方案優(yōu)化設(shè)計

在實際施工階段的準(zhǔn)備工作中，即在深基坑土方施工開始之前，有關(guān)單位和主管部門需要進(jìn)行全面檢查，調(diào)研周邊道路上的建筑物、地下管線等的詳盡資料，然后擬訂出具體、可以實際操作的施工方案和計劃，該項目的選址應(yīng)由不少于5名工作人員進(jìn)行分析和論證，確保其選址符合實際施工情況。如果深基坑存在較強滲透力，會增加底部裂縫的發(fā)生風(fēng)險，為了避免此類情況的出現(xiàn)，要做好防水設(shè)計，做好二重管的設(shè)置和防水系統(tǒng)的安置。在施工的過程中，必須按期完成減排水系統(tǒng)的施工，并對支護(hù)結(jié)構(gòu)、地下水位和防洪流域等周邊各種可能造成的影響其施工效果的環(huán)境因素做好定時、定量的監(jiān)督和檢測，保證其施工質(zhì)量。設(shè)計、施工方案經(jīng)審核論證后方可實施。

4.2 基坑工程內(nèi)部結(jié)構(gòu)優(yōu)化

①明確配套建設(shè)目標(biāo)，建立完善的項目管理體系。施工單位應(yīng)重點劃分支護(hù)施工的時間階段，按照任務(wù)總量和推進(jìn)工程難易程度以及物資準(zhǔn)備情況，將支護(hù)施工的操作環(huán)節(jié)分為勘察測量、設(shè)計規(guī)劃、進(jìn)場排序、施工操作、修正調(diào)整、監(jiān)察防控和審核驗收等步驟，強化各分環(huán)節(jié)之間的對接，增強實施技術(shù)程序的連貫性。②調(diào)整內(nèi)部管理組織結(jié)構(gòu)。施工單位應(yīng)以安全施工、質(zhì)量第一為原則，優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用機構(gòu)管理，不斷簡化對支護(hù)技術(shù)類型的審批程序。第③加強內(nèi)部管控，建立施工管理責(zé)任制。施工單位應(yīng)建立完善的施工管理責(zé)任制，包括崗位安全責(zé)任制、施工操作安全規(guī)范等內(nèi)容，明確各施工人員的具體責(zé)任，嚴(yán)格遵照相關(guān)條例進(jìn)行作業(yè)。例如：應(yīng)當(dāng)依照支護(hù)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)要求對供應(yīng)原材料的型號、性價比進(jìn)行篩選，同時參考工程方案控制鋼筋、混凝土等物料的進(jìn)場次序和總量。

4.3 定期排查形態(tài)異常問題

為了保證巖土工程深基坑結(jié)構(gòu)的支護(hù)效果，需要在施工過程中定時排查基坑結(jié)構(gòu)形態(tài)異常的問題。若在施工過程中，基坑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)異常，技術(shù)人員要及時排查問題并解決問題，保證深基坑施工操作能夠順利進(jìn)行。對于如何定時排查深基坑形態(tài)異常問題，施工人員應(yīng)該注重圍繞這深基坑結(jié)構(gòu)、施工環(huán)境周圍建筑物以及建筑物之間的間距設(shè)立監(jiān)測點，以便于施工能夠及時準(zhǔn)確掌握深基坑結(jié)構(gòu)的形態(tài)變化情況，若發(fā)現(xiàn)其中一個位置監(jiān)測點的監(jiān)測值超出工程規(guī)定監(jiān)測范圍，那么施工人員應(yīng)該及時尋找問題原因，及時處理，保障巖土工程項目安全進(jìn)行，避免造成巨大損失。

5 案例分析

5.1 工程概況

①本工程設(shè)計地面標(biāo)高按絕對標(biāo)高22.000～37.900m。工程施工前，基坑周邊15m范圍內(nèi)場地標(biāo)高應(yīng)平整至設(shè)計標(biāo)高。②本工程為一層地下室，基坑開挖深度分別為：1.15～15.70m，基坑總周長約626m?；硬捎庙樧鞣ㄊ┕?。

5.2 土釘墻做法

①土釘采用機械成孔，成孔直徑為110mm，孔深允許偏差為100mm，孔徑允許偏差為5mm，孔距允許偏差為100mm，土釘鋼筋保護(hù)層厚度不宜小于30mm，土釘掏孔完成后應(yīng)及時安設(shè)土釘以防坍孔。②鋼筋土釘?shù)闹鹘钌蠎?yīng)設(shè)對中支架，對中支架的間距應(yīng)不大于2.5m。③土釘墻面層采用C2O噴射混凝土，厚度為80mm，混凝土配合比(重量比)為水泥∶砂∶碎石=1∶2∶2.5，配雙向鋼筋網(wǎng)片Φ6.5@200。噴射混凝土采用干噴法，分二層施工。噴射第一層厚度30～50mm混凝土完成后，成孔、安裝土釘、綁扎鋼筋網(wǎng)片，然后噴射第二層混凝土至設(shè)計厚度。橫向加強連接筋的搭接采用焊接，鋼筋網(wǎng)片鋼筋的搭接長度為300mm。④水泥砂漿配比：灰砂比為0.8～1.5，水灰比為0.38～0.50，漿體強度不低于3OMPa；水泥砂漿應(yīng)拌合均勻，隨拌隨用，一次拌合的砂漿應(yīng)在初凝前用完，并防止石塊、雜物混入。⑤土釘應(yīng)選取總數(shù)的1%做現(xiàn)場抗拔試驗，且應(yīng)在各開挖深度分別選取。土釘抗拔力應(yīng)不小于10.0kN/m。

5.3 分析基坑穩(wěn)定性

基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)是深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析的重點，涵蓋抗滑移穩(wěn)定、抗傾覆穩(wěn)定等問題的分析。通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)抗傾覆穩(wěn)定的計算，能夠間接得到圍護(hù)結(jié)構(gòu)的厚度，但是由于圍護(hù)結(jié)構(gòu)需要承受較多的被動土壓力，在計算時可假設(shè)土壓力的作用方向為水平的，然后利用科學(xué)的計算公式對深基坑穩(wěn)定性進(jìn)行全面分析，在得到基坑設(shè)計安全系數(shù)之后，可明確主動土壓力合力作用點、墻底孔隙水壓力合力作用點到墻底內(nèi)端的水平距離，進(jìn)而確定深基坑開挖深度，以此保證建筑施工深基坑支護(hù)工程的穩(wěn)定性與安全性。

5.4 監(jiān)測基坑數(shù)據(jù)信息

通過監(jiān)測深基坑的數(shù)據(jù)信息，可以實時了解深基坑的狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)基坑的變形問題，并采取有效的措施來處理，從而保證基坑施工的安全。（基坑變形控制標(biāo)準(zhǔn)見表1所列）。在工程實踐中，首先，應(yīng)在基坑周邊選取適宜的監(jiān)測點，選擇土層性質(zhì)穩(wěn)定和施工活動不存在沖突的區(qū)域布設(shè)監(jiān)測點，然后，對監(jiān)測點進(jìn)行編號，以便于其后對監(jiān)測數(shù)據(jù)的有序整理。其次，借助于GPS技術(shù)對基坑施工狀況的全天候監(jiān)測，收集到的監(jiān)測信息被同步上傳到計算機終端系統(tǒng)內(nèi)，再使用軟件對數(shù)據(jù)加以整理，得出當(dāng)前深基坑形變狀況的走勢圖。最后，在系統(tǒng)內(nèi)預(yù)先設(shè)好預(yù)警數(shù)據(jù)，當(dāng)形變量超出預(yù)警值時，系統(tǒng)便會立即發(fā)出警報，提醒有關(guān)工作人員對其采取處理措施，進(jìn)而提升施工作業(yè)中的整體安全性。

表1 基坑變形控制標(biāo)準(zhǔn)

6 結(jié)束語

綜上所述，深基坑支護(hù)技術(shù)直接影響巖土工程施工質(zhì)量，深基坑的安全可靠直接影響巖土工程施工過程的穩(wěn)定性和安全性。同時，支撐結(jié)構(gòu)的強度決定了施工過程對周圍建筑物的影響。為了保證人們對巖土工程的高質(zhì)量要求，建設(shè)者應(yīng)密切聯(lián)系巖土工程和深基坑支護(hù)技術(shù)，控制巖土工程施工的深基坑支護(hù)技術(shù)，以確保住宅建設(shè)的高質(zhì)量和穩(wěn)定。