建筑工程深基坑支護的施工技術探析

喬海軍 山西一建集團有限公司

1 前言

當前，隨著我國高層建筑工程數(shù)量增加，對于基坑支護技術要求也提出了更高的要求，基坑支護深度不斷增加，發(fā)揮好深基坑支護技術的作用與價值，可以有效提高建筑施工的安全性，優(yōu)化建筑質(zhì)量，減少施工問題發(fā)生頻率。為此，文章嘗試針對深基坑支護技術應用的一系列重難點問題進行分析論述，希望可以更好地發(fā)揮相關的作用與優(yōu)勢，優(yōu)化建筑質(zhì)量。

2 深基坑支護施工技術的重要性

以城市化發(fā)展作為驅(qū)動的建筑市場，其建筑規(guī)模以及建筑高度不斷增長。這一背景使得建筑工程的施工難度不斷提升，對于建筑工程基礎工程部分的施工也提出了更高的要求。深基坑的施工效益以及施工安全，與支護類型的合理選擇息息相關，并直接關系到后續(xù)的施工活動。

因此，必須重視深基坑的支護工作。不同地方的基坑地質(zhì)條件是不一樣的，同時也是復雜的，必須通過成熟的裝備體系以及支護技術，才能讓支護施工的質(zhì)量得到全面保障，讓基礎工程質(zhì)量的不斷提高得以實現(xiàn)。

3 建筑工程中深基坑支護施工技術應用難點

3.1 設計環(huán)節(jié)對地質(zhì)預測分析不夠準確

深基坑支護結(jié)構的安全性與地質(zhì)之間的關聯(lián)性極大，為了保證支護技術有效應用，一般都會在應用前對地質(zhì)環(huán)境進行勘測，但是不可否認的是實際施工過程中，地質(zhì)環(huán)境復雜多變，在勘測時如果不夠全面徹底，許多環(huán)境地質(zhì)的不良問題無法及時發(fā)現(xiàn)，這樣就會對深基坑支護技術的應用效果產(chǎn)生干擾和影響。

3.2 選擇合適的深基坑種類難度大

現(xiàn)如今，隨著深基坑支護技術的應用范圍不斷拓寬，應用技術不斷成熟，其種類也開始從單一朝著多元化的方向發(fā)展。針對不同類型的地質(zhì)環(huán)境，其實際上對于支護種類要求也存在明顯的差異。一般來說，基坑常用的支護類型可以被分為及加固型和支擋型，而這兩種類型又可以進一步被細化，在應用深基坑支護技術時，部分技術人員對于支護技術的種類了解不夠全面，這樣也會導致支護效果無法有效發(fā)揮出來。

3.3 深基坑的深度不斷增大

現(xiàn)如今，我國城市化進程不斷加快，城市內(nèi)的建筑用地不斷減少，在此形勢之下，城市開展了多種措施節(jié)約土地資源，對于地下空間利用率重視度不斷提升，可靠的深基坑支護是保障建筑質(zhì)量與安全的有效手段，但是深基坑的深度越大，其施工難度也將越來越大。

3.4 深基坑支護工程施工復雜度增加

當前，我國各個城市對于地下空間的利用率大幅度提升，而在城市發(fā)展建設過程中存在有大量管道，這些管道一般鋪設在地下，管道對于城市的安全穩(wěn)定運行有著極為重要的影響，而在管道施工時一般采取的是就近和節(jié)約資源的原則。深基坑施工過程中，可能會對管道產(chǎn)生破壞或者是不良影響，因為許多基坑在支護時需要運用到機械設備，施工期間稍不留意就會破壞地下管道。

所以，城市進程化加快，基礎設施變化調(diào)整，加之高層建筑本身對于深基坑支護提出了更高要求，因此導致深基坑支護工程的施工復雜度大幅度提升。

4 深基坑支護技術的前期準備

深基坑支護技術的應用必須確保其科學性以及合理性，因此在施工過程的各個階段中，必須做好前期相應的管理工作。

在這個階段中，可以將準備階段技術管理的具體工作劃分為三個環(huán)節(jié)，第一個環(huán)節(jié)是設計管理，第二個環(huán)節(jié)是對支護施工單位進行合理的選擇，第三個環(huán)節(jié)是對支護方案進行安全專項審查。

設計管理工作主要是針對基礎地質(zhì)的具體情況對地質(zhì)勘查進行全面落實，對于重點部位進行重點分析，并對最終的支護方案進行選擇。另外還應當對周邊建筑進行勘察，確保深基坑施工產(chǎn)生的震蕩不會對周邊建筑產(chǎn)生影響。在支護施工開始之前，還需要對方案的可行性進行審查，并對支護方案的內(nèi)容進行深入的了解。對支護施工單位進行選擇則主要指的是考察施工單位的專業(yè)性，不僅要求施工單位具備相關資質(zhì)，還要求施工人員具備較高的專業(yè)素質(zhì)，管理人員具備良好的管理能力，對施工任務進行合理分配，讓深基坑施工的監(jiān)管體系得到完善，滿足以上條件才能讓支護施工有條不紊地進行打下良好的基礎。支護方案的審查則是對支護方案的規(guī)范和完善。

由于深基坑施工的安全性與支護體系息息相關，再加上施工現(xiàn)場的各項條件都非常復雜，事務繁多，很多時候會出現(xiàn)支護方案不夠完善的情況。因此在這個過程中，必須重視支護方案的審查，將其放在關鍵位置。施工方案在支護施工過程中發(fā)揮著指導的重要作用，因此，一旦方案存在缺陷，就會對基坑的支護效果造成嚴重影響，更嚴重的還會導致施工安全問題的發(fā)生。所以在安全專項審查中，必須嚴格遵循審查流程，一旦發(fā)現(xiàn)設計漏洞，應立即報告，并督促整改。

5 深基坑支護技術的常見類型及技術應用分析

在對深基坑支護的類型選擇的時候，必須考慮地質(zhì)條件，因此前期工作是做好勘察，并將勘查結(jié)果與整個地區(qū)的地域特點相結(jié)合，制定科學的支護技術，讓建筑工程在施工過程中的地下空間開發(fā)利用的安全性得到保障。本文對日常施工活動中較為常用的幾種深基坑支護技術進行了總結(jié)，主要包括以下幾種。

5.1 鋼板樁支護

鋼板樁支護技術在施工過程中，一般選用的材料為熱軋鋼材質(zhì)，在使用過程中，需要對其進行鎖口設計，這樣有利于相互之間的鏈接，從而達到增強支護效果的目的。在實踐過程中，最為常用的是U形與Z形。并且使用此種材料可以簡化施工步驟，提升支護施工的效率。此方式還有一大優(yōu)點是鋼板樁在使用之后，可以進行回收利用，不僅與綠色建筑的理念相符合，還能夠節(jié)省工程造價，提升使用效益與企業(yè)的經(jīng)濟效益。

但需要注意的是，雖然鋼板樁的優(yōu)勢顯著，但其劣勢也不能忽略。其缺點是整體的支護剛度不高，并且在深度開挖的時候，鋼板樁容易出現(xiàn)變形。尤其是遇到基坑地下水位低的情況，還要隔離水源，否則，會對支護效果造成不良影響。在對鋼板樁進行重復利用的過程中，對其進行拔出也會在一定程度上影響基坑的穩(wěn)定性。所以在實際施工過程中，不能盲目使用該技術，應根據(jù)施工的實際情況以及實際需求對鋼板樁支護技術進行選擇。

5.2 深層水泥攪拌樁支護

深層水泥樁攪拌技術的樁體的主要構成是水泥，將水泥與固化劑通過攪拌，會將基坑深處的軟土與之進行結(jié)合，再通過硬化反應，讓水泥攪拌樁與土體連接成一個整體，從而提高強度。具體操作流程如圖1所示。

圖1 水泥攪拌樁操作圖

該支護技術對基坑深度有要求，一般情況下，不應超過6m。在對該技術使用的過程中，應當注意技術的合理性，深層水泥攪拌樁對于設備要求以及技術要求較高，二者若不達標，可能對后續(xù)施工的綜合效果造成影響，嚴重的還會造成返工。因此在對該技術應用的過程中，需要綜合實際情況全面考慮，這樣才能讓深層水泥攪拌樁的支護效果得到充分體現(xiàn)。

5.3 排樁支護

排樁支護是深基坑支護工作中較為常用的一種支護技術，其具體形式呈現(xiàn)為間隔性的柱列式，然后通過一系列的工序，如鉆孔以及注漿等，形成具有緊密性的樁體組合結(jié)構，從而起到支護作用。排樁支護技術在施工的過程中，由于大多數(shù)情況下均為灌注樁結(jié)構，所以突出優(yōu)勢就是剛度。但缺點是柱與柱之間的聯(lián)系不夠緊密。所以在實際施工過程中，在對深基坑進行處理的時候，需要將其在較小的范圍內(nèi)進行控制。7m～15m 為該支護技術適用的深度范圍。另外，排樁支護技術還可以應用在土質(zhì)較軟的基礎上，但在應用的過程中，必須處理好接頭防水問題。

所以，在施工過程中，需要考量基坑地質(zhì)的特點，優(yōu)化選擇支護技術，從而達到樁體防水效果的整體要求。但由于排樁支護結(jié)構的剛度略有欠缺，在進行深基坑處理的過程中，不應當將其作為支護主體。樁體的質(zhì)量控制是該技術的關鍵施工工藝點，需要有較為成熟的技術工藝作為支撐進行使用。

5.4 地下連續(xù)墻

地下連續(xù)墻在建筑深基坑處理中也較為常用，一般情況下，地下連續(xù)墻的適用土質(zhì)為砂土及軟黏土。地下連續(xù)墻的優(yōu)勢是防滲性能好，以及結(jié)構剛度高。地下連續(xù)墻在實際應用中并不是支護的主體結(jié)構，主要作為擋土結(jié)構或者側(cè)墻使用，可以對深基坑土層的形變起到較好的預防作用，同時還具有一定的支撐效果。地下連續(xù)墻施單元槽段施工流程如圖2所示。

圖2 地下連續(xù)墻施單元槽段施工流程圖

在進行深基坑開挖這一施工環(huán)節(jié)中，用于挖槽的機械在作業(yè)時，應當以軸線為基準，選擇合適的開挖位置，從而形成最終的固定長度以及深度。此項工序完成之后，還需要對槽內(nèi)的沉碴方進行清除，隨后才能進行下一步的工序，如起吊鋼筋籠以及下方鋼筋籠等，將鋼筋籠放入槽內(nèi)之后，對其進行混凝土的澆筑。在這一過程中，還需要排出槽內(nèi)的泥漿，一直要達到槽內(nèi)的設計標高為止。與此同時，有單元槽段之間的施工是逐段進行的，因此必須對槽段的接頭良好的處理，這樣才能保證連續(xù)墻結(jié)構的形成，并去報地下連續(xù)墻的擋土沉重效果，以及保持其防滲的功能。

5.5 土釘支護施工

在土釘支護施工的過程中，其原理是通過土釘插入土體所產(chǎn)生的摩擦力，提升土體的穩(wěn)定性。土釘支護施工在建筑深基坑的處理中運用的比較多，其示意圖如圖3所示。

圖3 土釘支護示意

在對土釘支護施工技術進行應用的過程中，必須對實際情況進行考慮，土釘?shù)睦姸缺仨毰c深基坑的地質(zhì)條件相適宜，這樣才能讓支護效果得到提升。彎矩性能與拉拔力是土釘支護的關鍵，所以，在對該施工工藝進行使用之前，必須對其進行專業(yè)的試驗工作，對土釘?shù)男赂苓M行有效驗證，確保土釘支護能夠與深基坑的支護需要相適應。除此之外，為了將基坑后續(xù)的施工影響降到最低，還應該通過有效計算，對土釘支護的深度合理設定，一旦將鉆孔的深度設定之后，還應當將鉆機的選擇標準按照以上標準進行選擇。土釘?shù)闹黧w在形成過程中所使用的水泥砂漿配比，也需要合理控制，這樣才能讓深基坑的穩(wěn)定性得到進一步的提升。

6 結(jié)束語

隨著建筑行業(yè)的不斷成熟，基礎的穩(wěn)定性越來越重要。為了讓高層建筑對基礎穩(wěn)定性的要求得到滿足，基坑的開挖深度必須滿足相關要求，在這一要求下，施工風險也就相應增加。為了將施工風險降到最低，并讓基礎穩(wěn)定的要求得到滿足，必須制定完備的支護體系。在進行深基坑支護工作之前，必須將勘查結(jié)果結(jié)合起來，完善支護體系的設計工作，以質(zhì)量和安全為準則，審查支護施工方案，監(jiān)督支護施工技術以及相關流程。