建筑工程深基坑支護(hù)施工技術(shù)控制

任慶偉

（天津泰達(dá)產(chǎn)業(yè)發(fā)展集團(tuán)有限公司，天津 300457）

1 引言

深基坑支護(hù)施工技術(shù)的應(yīng)用目的是通過(guò)設(shè)置支擋結(jié)構(gòu)來(lái)保證地下和基礎(chǔ)工程施工人員的安全，減少對(duì)周邊環(huán)境的影響。因此，當(dāng)基坑開(kāi)挖深度超過(guò)5 m時(shí)，應(yīng)按照深基坑作業(yè)要求，根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)勘查情況選擇相應(yīng)的基坑支護(hù)技術(shù)，主要有地下連續(xù)墻、錨桿結(jié)構(gòu)、排樁形式等。施工中需要配合土方開(kāi)挖、排水止水、基坑監(jiān)測(cè)等，綜合地質(zhì)、水位等施工影響因素，合理設(shè)計(jì)開(kāi)挖與支護(hù)方案，并加強(qiáng)施工質(zhì)量控制，以確保施工有序開(kāi)展。

2 深基坑支護(hù)技術(shù)的特點(diǎn)

2.1 復(fù)雜性

隨著高層建筑的迅速發(fā)展，基坑開(kāi)挖深度不斷加深，雖然地下空間利用率有所提高，但地下空間仍是個(gè)未知數(shù)，且高層建筑對(duì)基礎(chǔ)的承載能力要求更高，需要提高基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的環(huán)境適應(yīng)性，從而增加支護(hù)施工的技術(shù)難度。由于建筑工程多位于人口密集地區(qū)，必然對(duì)周邊居民的工作生活、環(huán)境、基礎(chǔ)設(shè)施等產(chǎn)生不小的影響，同時(shí)，也會(huì)受制于交通、管線和建筑物等，需要做好設(shè)計(jì)和施工組織安排，并嚴(yán)格按照施工的原則和方案進(jìn)行施工，以保護(hù)周邊建構(gòu)筑物，避免發(fā)生施工事故。

2.2 地域性

我國(guó)地域遼闊，地質(zhì)、水文條件差異較大，即使是同一座城市，面對(duì)粉質(zhì)黏土、淤泥質(zhì)土等不良地質(zhì)和黃土地基、回填土地基等，由于深基坑支護(hù)施工需要滲入地下，在選擇支護(hù)結(jié)構(gòu)形式時(shí)必然要參考地下施工條件，在不同的城市、地域或地質(zhì)條件下，結(jié)合以往施工經(jīng)驗(yàn)和施工技術(shù)規(guī)范要求，制定不同的基坑支護(hù)施工方案。擬建場(chǎng)地周邊空間大小對(duì)深基坑支護(hù)方案的選型也有很大影響，在有限的作業(yè)面內(nèi)無(wú)法進(jìn)行大開(kāi)挖，只能采用樁支護(hù)或地下連續(xù)墻支護(hù)，大空間情況可采用大開(kāi)挖放坡支護(hù)、土釘墻等。

2.3 綜合性

建筑基坑支護(hù)體系雖多為臨時(shí)結(jié)構(gòu)，且大多在地下工程完工后拆除，但施工過(guò)程并不容易。由于基坑作業(yè)影響面大，影響施工的因素較多，因此，在應(yīng)用該技術(shù)時(shí)需要組織相關(guān)人員了解施工現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)施工周邊環(huán)境進(jìn)行調(diào)查，掌握地下管線布設(shè)情況，了解地下水歷年變化，并做好相應(yīng)的結(jié)構(gòu)力學(xué)計(jì)算，綜合施工區(qū)域巖土和工程結(jié)構(gòu)特征，符合基坑支護(hù)施工技術(shù)設(shè)計(jì)規(guī)范，適應(yīng)復(fù)雜的施工環(huán)節(jié)，確保深基坑支護(hù)施工的有效性和可靠性。

2.4 風(fēng)險(xiǎn)性

綜合上述施工特點(diǎn)，深基坑支護(hù)施工需要考慮的因素很多，受內(nèi)外環(huán)境條件的影響，施工作業(yè)具有一定的難度和危險(xiǎn)性，如需考慮地下水位引起的沉降問(wèn)題，防止基坑開(kāi)挖時(shí)發(fā)生坍塌事故，避免施工造成周?chē)孛?、建筑和設(shè)施受損。因此，對(duì)施工人員的技術(shù)水平、管理人員的應(yīng)急處理能力和質(zhì)量控制能力要求較高，也需要有完善的設(shè)計(jì)和科學(xué)合理的施工安排，以提高深基坑支護(hù)施工的安全防范能力，有效控制基坑變形，保障基坑在施工過(guò)程中的穩(wěn)定性，從而避免人員傷亡，減少經(jīng)濟(jì)損失。

3 建筑工程深基坑支護(hù)施工技術(shù)介紹

3.1 土層錨桿施工技術(shù)

在基坑墻面開(kāi)挖過(guò)程中，相關(guān)人員應(yīng)嚴(yán)格按照錨桿施工設(shè)計(jì)方案，采用錨桿鉆取設(shè)備，按照施工要求進(jìn)行施工，控制鉆孔寬度、錨桿位置、灌漿參數(shù)等技術(shù)指標(biāo)（見(jiàn)表1）。如果要固定鉆機(jī)，先檢查調(diào)整錨桿機(jī)，然后按鉆孔指定方位鉆至設(shè)計(jì)孔深，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后立即停止鉆孔，查明原因并處理好后再進(jìn)行下一步施工。鉆孔完成且質(zhì)檢合格后，將鋼筋、鋼索等材料放入其中，調(diào)整灌注速度和均勻性，注入泥漿，與土層結(jié)構(gòu)充分結(jié)合后形成具有較大抗拉強(qiáng)度的錨固結(jié)構(gòu)，從而起到加固保護(hù)作用。

表1 土層錨桿支護(hù)施工技術(shù)指標(biāo)

3.2 地下連續(xù)墻施工技術(shù)

該技術(shù)占地面積非常小，對(duì)施工環(huán)境要求不高，適應(yīng)性廣，適用于絕大多數(shù)地質(zhì)條件，具有很好的堅(jiān)固性和防水性，在很多建筑工程中都能見(jiàn)到。但該技術(shù)難度較大，需要專(zhuān)業(yè)人員操作，施工前先完成導(dǎo)墻部分。然后用挖槽機(jī)在地下開(kāi)挖基槽，進(jìn)行鋼筋混凝土施工，澆筑凝結(jié)后形成一面堅(jiān)固的墻（具體施工流程見(jiàn)圖1），多面墻構(gòu)成一個(gè)整體結(jié)構(gòu)，提高基坑穩(wěn)定性。為了達(dá)到理想的防護(hù)效果，應(yīng)按地質(zhì)條件和開(kāi)槽深度等參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，嚴(yán)格控制成槽質(zhì)量，選用合格的水泥等材料，科學(xué)設(shè)計(jì)各原材料的配比，合理設(shè)計(jì)連續(xù)墻的厚度、導(dǎo)墻深度，以保證連續(xù)墻的強(qiáng)度，避免坍塌，同時(shí)，提高地下連續(xù)墻的防水防滲性能。

圖1 地下連續(xù)墻施工流程現(xiàn)場(chǎng)示意圖

3.3 土釘支護(hù)施工技術(shù)

由于邊坡土體在彎矩、拉力作用下產(chǎn)生變形，為了加固邊坡，可鉆孔注漿，在土層一定深度處制作鋼筋混凝土土釘，利用土釘與土體之間的摩擦力提高邊坡土體穩(wěn)定性，加固支護(hù)效果明顯，且操作流程簡(jiǎn)便、施工量小、施工安全性高、應(yīng)用成本低、施工產(chǎn)生的負(fù)面影響較小，經(jīng)濟(jì)效益好，因此，在建筑工程中非常受歡迎，常用于加固和錨固場(chǎng)地?；娱_(kāi)挖完成后，在基坑原有的土體上直接施工，利用土釘構(gòu)成密集排列的墻，并在表面噴射混凝土，使土體與之緊密連接構(gòu)成堅(jiān)固的復(fù)合體，以土釘作為主要的受力部分來(lái)提高原土體的承載性，保證基坑整體穩(wěn)定性。施工要點(diǎn)是保證土釘強(qiáng)度和抗拔力達(dá)標(biāo)，可根據(jù)強(qiáng)度設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合土釘拉拔試驗(yàn)進(jìn)行檢測(cè)，該試驗(yàn)一般由第三方執(zhí)行，以保證其公正性。

4 深基坑支護(hù)施工技術(shù)的控制要點(diǎn)

4.1 做好基坑前期開(kāi)挖控制

深基坑施工的開(kāi)挖量一般較大，為了控制開(kāi)挖精度，采用挖掘機(jī)與人工配合施工，遵循“分段分層、自上而下”的施工原則，采用隨挖隨護(hù)的施工方法，具體開(kāi)挖和支護(hù)方式需要在對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況的全方位了解和認(rèn)識(shí)后合理選擇。開(kāi)挖過(guò)程中要考慮人員安全、基坑坍塌事故防控、棄土處置、滲水處理等問(wèn)題，因此，開(kāi)挖施工時(shí)要及時(shí)處理挖出的土方，避免在工作面附近堆積造成基坑坍塌。開(kāi)挖過(guò)程中如果遇到阻礙或是破壞了地下管道，必須立即停工，通知相關(guān)人員商討處理措施，確保整體安后再繼續(xù)施工。另外，開(kāi)挖過(guò)程中要做好施工監(jiān)測(cè)，嚴(yán)格控制誤差，在接近設(shè)計(jì)深度時(shí)，應(yīng)由人工對(duì)基坑底部及四周進(jìn)行精細(xì)化處理，保證誤差不超過(guò)20mm，并根據(jù)基坑及周?chē)淖冃伪O(jiān)測(cè)結(jié)果控制開(kāi)挖速度。

4.2 規(guī)范開(kāi)展降排水施工

地表降水和地下水位等因素都會(huì)影響深基坑施工的安全性，如一些粉砂土的地下水含量較高或部分地區(qū)降雨量豐富，會(huì)導(dǎo)致坑底滲水、積水嚴(yán)重，影響施工。同時(shí)，由于土體浸泡而變得松散，基坑失穩(wěn)的可能性較大，因此，基坑支護(hù)施工應(yīng)結(jié)合地下環(huán)境和氣候條件制定降水、排水、防水應(yīng)急預(yù)案，以堵為主，排水為輔，避免基坑積水，實(shí)現(xiàn)快速清理坑內(nèi)積水的目的。例如，采取明排降水法，在基坑內(nèi)設(shè)置一定數(shù)量的集水井和排水溝，使水自行流出，或是采用水泵等設(shè)備快速抽出積水。還可設(shè)置排水夾心墻，采取井點(diǎn)降水法，降低地下滲水的影響。對(duì)于地下水位較高、臨近水源的工程項(xiàng)目或雨水充沛的地區(qū)，還要對(duì)地下水位進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，關(guān)注氣象預(yù)報(bào)，提前做好防控，調(diào)整施工計(jì)劃，避免流沙、管涌等現(xiàn)象的發(fā)生，為基坑支護(hù)施工提供較為干燥的施工環(huán)境。

4.3 合理選擇支護(hù)施工技術(shù)

深基坑支護(hù)施工的應(yīng)用形式多種多樣，其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)各不相同，而且隨著行業(yè)的發(fā)展，許多支護(hù)技術(shù)不斷升級(jí)改進(jìn)，其施工方式、應(yīng)用效果越來(lái)越好。目前，土釘墻、土層錨桿、地下連續(xù)墻等的應(yīng)用較為普遍，其中又可細(xì)分為重力式擋土墻、懸臂式與混合式支護(hù)結(jié)構(gòu)等類(lèi)型，因此，為了保證深基坑支護(hù)施工效果，不僅要準(zhǔn)確掌握基坑施工區(qū)域的土層地質(zhì)情況，還要考慮建筑工程深基坑支護(hù)施工的要求，準(zhǔn)確分析各支護(hù)施工技術(shù)的適用性和可行性、支護(hù)方法的經(jīng)濟(jì)性和安全性，按照因地制宜、基于實(shí)際的原則，選擇適合基坑開(kāi)挖的支護(hù)技術(shù)，編制完善合理的施工方案，以保證深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)形式的效用。

4.4 做好深基坑支護(hù)施工監(jiān)測(cè)

根據(jù)深基坑支護(hù)施工的要求，必須消除基坑施工對(duì)環(huán)境和安全施工的不利影響。因此，在基坑開(kāi)挖前，應(yīng)根據(jù)施工過(guò)程中可能發(fā)生的變化制定監(jiān)測(cè)方案，確定監(jiān)測(cè)范圍、監(jiān)測(cè)方式、監(jiān)測(cè)對(duì)象、監(jiān)測(cè)頻率、監(jiān)測(cè)指標(biāo)預(yù)警值等。例如，在城市中心區(qū)域施工的項(xiàng)目需對(duì)相鄰建筑物和重要管線、道路進(jìn)行沉降觀測(cè)，避免破壞城市基礎(chǔ)設(shè)施和建筑物，監(jiān)測(cè)施工噪音、粉塵量，以采取合理的綠色文明施工防控措施，防止影響周?chē)h(huán)境，對(duì)基坑的變形和地下水位進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況，排除安全隱患。通過(guò)合理有效的監(jiān)測(cè)，使整個(gè)施工過(guò)程處于嚴(yán)密監(jiān)控狀態(tài)，根據(jù)監(jiān)測(cè)記錄進(jìn)行施工管理，提高支護(hù)施工質(zhì)量，確保支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。

5 深基坑支護(hù)施工技術(shù)的有效控制措施

5.1 完善設(shè)計(jì)方案

為了提高工程設(shè)計(jì)質(zhì)量，必須做好施工場(chǎng)地環(huán)境的勘測(cè)，了解施工場(chǎng)地及周邊建筑物的位置和高度，地面雨水、地下水位、地下管線、施工區(qū)域的土壤分布情況，為工程設(shè)計(jì)儲(chǔ)備數(shù)據(jù)信息，以施工監(jiān)測(cè)為主導(dǎo)信息進(jìn)行基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)受力計(jì)算，并根據(jù)支護(hù)結(jié)構(gòu)變形控制表確定設(shè)計(jì)參數(shù)，以保證支護(hù)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度滿足要求。通過(guò)以上全面準(zhǔn)確的工程信息，科學(xué)合理地評(píng)估建筑場(chǎng)地，并經(jīng)過(guò)行業(yè)專(zhuān)家論證，優(yōu)選出最合適的深基坑支護(hù)施工技術(shù)方案。同時(shí)，要落實(shí)現(xiàn)場(chǎng)核查，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和檢查結(jié)果糾正圖紙中的不合理區(qū)域，以各項(xiàng)監(jiān)測(cè)、檢查記錄作為后期施工方案調(diào)整、安全防護(hù)預(yù)案制定的重要參考依據(jù)，從而提高深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)和施工的可行性。

5.2 提高施工管理效能

為保證深基坑支護(hù)施工方案得到有效落實(shí)，必須嚴(yán)格避免施工中出現(xiàn)的不規(guī)范施工行為。

（1）建立完善的質(zhì)量管理體系，明確管理人員及其責(zé)任，確定管理辦法和標(biāo)準(zhǔn)，建立監(jiān)督與獎(jiǎng)懲機(jī)制，確保各項(xiàng)制度措施得到有效執(zhí)行和落實(shí)，提高員工的主動(dòng)性和安全意識(shí)。

（2）按照管理制度，結(jié)合基坑支護(hù)施工特點(diǎn)，規(guī)范支護(hù)施工管理，實(shí)行全過(guò)程動(dòng)態(tài)管理，對(duì)施工計(jì)劃、技術(shù)、進(jìn)展實(shí)施監(jiān)督和檢測(cè)，使各個(gè)環(huán)節(jié)的施工行為得到合理約束，使每一道工序都專(zhuān)業(yè)、標(biāo)準(zhǔn)化完成，并加強(qiáng)細(xì)節(jié)控制，對(duì)人工、設(shè)備、材料等進(jìn)行全面檢查，控制支護(hù)施工技術(shù)要點(diǎn)，減少內(nèi)外因素對(duì)深基坑支護(hù)施工的影響，以降低工程質(zhì)量問(wèn)題的發(fā)生概率。

5.3 注重施工安全防護(hù)

基坑支護(hù)施工是一項(xiàng)具有較高風(fēng)險(xiǎn)因素的專(zhuān)業(yè)性工程，應(yīng)積極開(kāi)展各項(xiàng)安全活動(dòng)。

（1）做好安全檢測(cè)工作，對(duì)可能引發(fā)安全事故的地下水位、支護(hù)結(jié)構(gòu)、影響支護(hù)施工的巖土承載性能及施工過(guò)程中的巖土穩(wěn)定性進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)周邊建筑物和設(shè)施的位移、沉降進(jìn)行定期檢測(cè)，制定深基坑支護(hù)施工專(zhuān)項(xiàng)施工和管理方案。

（2）制定明確的應(yīng)急預(yù)案，如針對(duì)基坑塌陷、管涌、樁身斷裂確定施工和管理重難點(diǎn)，設(shè)計(jì)防治措施，制定事故發(fā)生時(shí)的應(yīng)急處理措施，以便及時(shí)補(bǔ)救、科學(xué)處理。

（3）完善安全防護(hù)措施，如現(xiàn)場(chǎng)材料擺放合理，機(jī)械設(shè)備應(yīng)定期維護(hù)保養(yǎng)，機(jī)械操作人員和特殊工種人員應(yīng)持證上崗，施工人員應(yīng)正確穿戴安全裝備，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)立安全部門(mén)，安排安全員監(jiān)工，以確保基坑支護(hù)施工的安全進(jìn)行。

6 結(jié)語(yǔ)

深基坑支護(hù)施工作為基礎(chǔ)及地基施工中的重要組成部分，對(duì)工程后期施工質(zhì)量與安全影響較大。加強(qiáng)對(duì)基坑支護(hù)施工技術(shù)的控制不僅關(guān)系到施工現(xiàn)場(chǎng)的安全，還關(guān)系到周邊居民和建筑設(shè)施的安全，同時(shí)，對(duì)支護(hù)施工效果也會(huì)有影響。因此，在深基坑支護(hù)施工中，必須結(jié)合深基坑支護(hù)施工特點(diǎn)、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況設(shè)計(jì)開(kāi)挖和支護(hù)施工方案，選擇合理的支護(hù)方式，設(shè)置降排水裝置，做好基坑監(jiān)測(cè)，加強(qiáng)施工質(zhì)量和安全管理，確保支護(hù)效果。