建筑工程中的深基坑支護(hù)施工技術(shù)

李文博LI Wen-bo

（東莞市城建工程管理局，東莞 523079）

0 引言

深基坑支護(hù)施工技術(shù)是當(dāng)前高層、超高層等大型建筑工程常用的一項深基坑處理技術(shù)。大型建筑工程基坑開挖過程中，其深度會持續(xù)增加，而隨著基坑深度的不斷增加，基坑所處地質(zhì)條件將會越來越差，若遇地下水區(qū)段還會出現(xiàn)滲水等惡劣施工環(huán)境，導(dǎo)致基坑的穩(wěn)定性受到影響，從而導(dǎo)致施工安全受到威脅。為了確保深基坑施工的安全性與穩(wěn)定性，必須采取有效的技術(shù)措施來為施工提供安全保障，深基坑支護(hù)技術(shù)便能夠發(fā)揮有效的保障作用，可有效避免基坑周邊出現(xiàn)的土方坍塌、土層滲漏等一系列問題[1]，使工程施工質(zhì)量得到有效提升。但在開展深基坑支護(hù)作業(yè)時，還要根據(jù)實際工況選擇合理的支護(hù)施工技術(shù)，并且還需要嚴(yán)格按照施工技術(shù)要求來操作，所以深基坑支護(hù)施工技術(shù)的適當(dāng)選擇，以及對此項技術(shù)的掌握水平對于深基坑支護(hù)施工而言非常關(guān)鍵。因此，本文將結(jié)合實際案例，對深基坑支護(hù)施工技術(shù)在案例工程中的實際應(yīng)用進(jìn)行探討。

1 深基坑支護(hù)施工技術(shù)概述

1.1 深基坑支護(hù)的概念及特點

所謂深基坑是指基坑開挖深度≥5m，或者是深度<5m，但基坑所處地質(zhì)條件以及周邊環(huán)境比較復(fù)雜的一類工程。大多數(shù)出現(xiàn)于高層、超高層、地下停車庫等大型建筑工程中，深基坑支護(hù)指的是為了確保地下結(jié)構(gòu)施工和深基坑周圍環(huán)境的安全性，特選擇支擋、保護(hù)以及加固等技術(shù)措施，以此保證施工安全。深基坑支護(hù)具有以下特點：

①遞增性。深基坑支護(hù)的遞增性主要體現(xiàn)在深度方面和施工環(huán)境方面。從深度方面來講，隨著建筑工程的不斷發(fā)展，工程施工技術(shù)也隨之發(fā)展，深基坑支護(hù)的技術(shù)水平在不斷提升，使得深基坑的深度在持續(xù)增加；從施工環(huán)境方面來講，隨著基坑深度不斷增加，所面臨的地下施工環(huán)境會越來越復(fù)雜，導(dǎo)致深基坑設(shè)計及施工難度會越來越大。②靈活性。深基坑支護(hù)施工同其他項目相比而言，具有更強(qiáng)的靈活性，該技術(shù)能夠?qū)⒌叵沦Y源充分利用，有利于緩解現(xiàn)階段我國土地資源不足的情況，同時，深基坑支護(hù)施工技術(shù)多種多樣，可滿足不同施工環(huán)境的要求，在技術(shù)應(yīng)用方面可選擇性較強(qiáng)，并且各類支護(hù)技術(shù)可搭配應(yīng)用，所以具有較強(qiáng)的靈活性。③施工難度比較大。深基坑支護(hù)施工既受到地下施工環(huán)境所影響，又受到地上因素影響，由于地下施工環(huán)境非常復(fù)雜[2]，且涉及分布復(fù)雜的地下管道，導(dǎo)致深基坑施工容易受到影響，并增加施工難度，甚至容易出現(xiàn)安全事故。同時，地面壓力、路面承載力等地上因素會造成施工質(zhì)量和安全均收到影響，從而提升了施工難度。

1.2 常用的深基坑支護(hù)施工技術(shù)

①土釘墻支護(hù)施工技術(shù)。該技術(shù)主要是由混凝土、土體以及土釘?shù)炔糠謽?gòu)成，土釘墻支護(hù)施工技術(shù)不僅能夠?qū)ι蠈油翂毫Πl(fā)揮一定的抵制作用，而且還能使邊坡穩(wěn)定性得到有效提升，從而使工程施工的安全性得到保證，并且該技術(shù)在實際應(yīng)用中，具有設(shè)備柔韌性強(qiáng)、造價低等特點，所以在當(dāng)前深基坑支護(hù)施工中得以普遍應(yīng)用，見圖1。

圖1 土釘墻支護(hù)施工技術(shù)示意圖

②錨桿支護(hù)施工技術(shù)。顧名思義錨桿支護(hù)施工技術(shù)采用的施工工具主要是錨桿，施工人員應(yīng)先將錨桿一端插入巖土中間位置，另一端連接支護(hù)結(jié)構(gòu)，同時施加一定預(yù)應(yīng)力，從而使巖土中每一種力均能夠?qū)崿F(xiàn)平衡，從而保證施工穩(wěn)定性。此外，該技術(shù)具有較強(qiáng)的適應(yīng)能力，在深基坑中均可以廣泛應(yīng)用。

③地下連續(xù)墻支護(hù)施工技術(shù)。該技術(shù)在實際應(yīng)用過程中能夠發(fā)揮良好的擋土作用，通常來講，在對地下連續(xù)墻溝槽進(jìn)行挖掘時，與地表靠近的土層均不具備穩(wěn)定性，容易發(fā)生坍塌問題，這種情況下采取地下連續(xù)墻支護(hù)便能夠發(fā)揮有效的擋土作用；地下連續(xù)墻還可當(dāng)做測量基準(zhǔn)對溝槽位置進(jìn)行規(guī)定[3]，與此同時，連續(xù)墻也可支承挖槽軌道，此外，地下連續(xù)墻還能夠避免漏漿問題。

④鉆孔灌注樁支護(hù)施工技術(shù)。該技術(shù)主要是通過鋼管擠土、機(jī)械鉆孔或者是人力挖掘等方式在地基土上成孔，并在樁孔內(nèi)放置鋼筋籠，然后向其中灌注混凝土，從而形成灌注樁，這種技術(shù)對成孔的要求比較高，不僅要保證樁孔的距離[4]，而且還要保證成孔不會出現(xiàn)偏斜，只有保證樁孔的質(zhì)量，接下來的施工質(zhì)量才會得到有效保證。

2 深基坑支護(hù)施工技術(shù)在實際工程中的應(yīng)用

根據(jù)深基坑支護(hù)常用的施工技術(shù)來看，其種類比較多，并且各種支護(hù)施工技術(shù)均有各自的特點和優(yōu)勢，在開展實際工程中，還需要根據(jù)工程實際情況適當(dāng)選擇有效的深基坑支護(hù)施工技術(shù)，從而保證實際工程的質(zhì)量。

2.1 工程概況

國內(nèi)某工程項目總占地面積達(dá)到24712m2，工程建設(shè)的主要內(nèi)容包括一幢22 層的主樓以及1 幢4 層裙樓，該主樓地下室共有3 層，地下室底板的標(biāo)高達(dá)到-14.2m，地坪標(biāo)高達(dá)到-0.6m。該工程深基坑開挖操作順序為先深后淺，工程施工主要為機(jī)械施工，人工操作作為輔助施工，考慮該深基坑工程在穩(wěn)定性方面有著一定的要求，所以采取鉆孔灌注樁聯(lián)合土釘墻支護(hù)施工技術(shù)，從而形成支護(hù)結(jié)構(gòu)體系，使深基坑穩(wěn)定性得到有效保障。

2.2 鉆孔灌注樁支護(hù)技術(shù)應(yīng)用

①前期施工準(zhǔn)備。該工程在實施鉆孔灌注樁支護(hù)技術(shù)前必須制定技術(shù)施工工藝流程，該工程的工藝流程見圖2所示。

圖2 鉆孔灌注樁支護(hù)技術(shù)工藝流程圖

施工準(zhǔn)備工作主要包括施工現(xiàn)場的清理工作、平臺搭設(shè)工作、埋設(shè)鋼護(hù)筒以及測量放樣等。在施工前應(yīng)該保證施工現(xiàn)場不出現(xiàn)任何雜物，保證地基平穩(wěn)、潔凈，若遇軟地基則需要采取換填法進(jìn)行換填處理，然后將換填土推平壓實；平臺搭設(shè)需要嚴(yán)格按照要求開展，保證平臺可承受施工時出現(xiàn)的任何荷載；埋設(shè)鋼護(hù)筒應(yīng)該依據(jù)樁徑來對護(hù)筒的內(nèi)徑進(jìn)行控制，該工程中，鋼護(hù)筒埋深達(dá)到2m，護(hù)筒頂部超地面水平線30cm；測量放樣主要是依據(jù)設(shè)計圖紙開展護(hù)筒樁位放樣，該工程經(jīng)放樣后，開展挖坑工作，坑的直徑均在護(hù)筒直徑之上（該工程護(hù)筒直徑為40cm），挖坑完成后便開始吊裝工作，吊裝時需要注意盡量使護(hù)筒中心與樁位中心出現(xiàn)的偏差減小，一般應(yīng)在3cm 之內(nèi)，并且保證傾斜度在1%，以確保護(hù)筒穩(wěn)定。

②旋挖鉆施工。選擇適當(dāng)?shù)你@機(jī)并對其檢查，保證鉆機(jī)工作正常。取鉆機(jī)實際位置，在其周圍灑白灰線，并使鉆機(jī)就位，鉆機(jī)就位后需要按照施工需求調(diào)整鉆頭位置，保證鉆頭中心能夠與樁位中心相對應(yīng)，并保證桅桿以及鉆桿垂直度與要求相符。鉆進(jìn)時保持階段性，并按照先慢后快的鉆進(jìn)原則進(jìn)行，該工程慢速推進(jìn)時，單次進(jìn)尺量達(dá)到45cm，待進(jìn)尺寸為5m，整個鉆進(jìn)過程并未出現(xiàn)異常問題，之后對進(jìn)尺量加大，達(dá)到了80cm。在鉆進(jìn)時應(yīng)該對鉆進(jìn)出現(xiàn)的濾渣及時清理干凈，還要對地層特點加以關(guān)注，若地層出現(xiàn)變化，應(yīng)該在變化位置打撈渣樣，并對其地質(zhì)類型進(jìn)行確定和記錄，然后對比檢定結(jié)果和地質(zhì)剖面圖之間的差異，同時還需對鉆渣編號保管。隨著鉆深不斷增加，當(dāng)鉆深與設(shè)計要求相符后需要對鉆孔質(zhì)量進(jìn)行檢查，檢查的主要項目包括鉆孔孔徑、孔位以及孔深等指標(biāo)，如果這些指標(biāo)與設(shè)計相符，則需要清理孔底出現(xiàn)的鉆渣，要保證孔底鉆渣清理程度達(dá)到要求范圍方可開展混凝土澆筑作業(yè)。

③檢孔與清孔。檢孔操作主要是通過測繩以及檢孔器，當(dāng)所有檢測項目均能夠達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)之后，需要將旋挖鉆機(jī)移走，然后開展清孔工作，檢孔項目及對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)見表1 所示。

表1 檢孔項目及對應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)

以上標(biāo)準(zhǔn)若未能夠滿足，則需要繼續(xù)掃孔檢查，直至達(dá)到要求方可進(jìn)行下一步操作。清孔主要使用清孔鉆頭來完成，清孔項目應(yīng)該滿足的標(biāo)準(zhǔn)見表2 所示。

表2 清孔項目及對應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)

④鋼筋籠吊裝施工。該工程開展鋼筋籠吊裝施工主要是采取雙吊點吊裝施工來完成的，在施工時要根據(jù)對稱原則施工，兩個吊點中第一個處于鋼架上方位置，并配套主鉤，而另一個吊點則應(yīng)該設(shè)定于鋼架長度1/2～1/3 之間。起吊時應(yīng)該按照順序進(jìn)行，先將第一個吊點提起，將鋼架向上適度提升，之后同另一個吊點同步完成吊裝。然后需要對鋼架位置進(jìn)行觀察，如果鋼架與地面發(fā)生脫離，則應(yīng)該將第一個吊點向上持續(xù)提升，并將另一個吊點緩速放松，使鋼架同地面之間保持垂直，垂直關(guān)系達(dá)成后應(yīng)暫停吊裝。之后將第二個吊點解除，檢查吊裝狀態(tài)下的鋼架，觀察其順直程度，如果出現(xiàn)彎曲情況，則應(yīng)該立即對其進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整后便進(jìn)入鋼架入孔環(huán)節(jié)。

鋼架入孔時，應(yīng)該在剛剛接觸樁孔時特別注意，需要將鋼架扶正才能夠緩慢下降，應(yīng)避免與孔壁碰撞，伴隨鋼架緩慢下放，應(yīng)該在第二個吊點周圍設(shè)置加強(qiáng)箍，從而使鋼架與孔口接近時起到支承作用，從而保證鋼架穩(wěn)定下放，鋼架穩(wěn)定后，需要將支承裝置及時取出，然后緩慢地將鋼架下放，使之達(dá)到設(shè)計位置。此外，還需要對鋼筋籠的中心位置進(jìn)行確定，可在其上方拉十字線，鋼筋籠定位過程中必須保證鋼筋籠中心線與樁孔中心線之間重合，并在已完成定位的鋼架頂?shù)跞Φ南路旁O(shè)置兩根工字鋼，兩根工字鋼的位置關(guān)系為平行關(guān)系，然后在護(hù)筒的外側(cè)部位加設(shè)兩根平行的枕木，使鋼架得以支托于枕木之上，從而保持鋼架的穩(wěn)定性。

⑤混凝土澆筑。鋼筋籠安裝施工完成之后，需要取尺寸大小適當(dāng)?shù)拇玻⑵浒仓镁臀唬ㄟ^使用串筒來完成普通混凝土的澆筑施工，若澆筑高度大于3m 的情況下使用該串筒，并保證串筒底部位置要與孔底之間保持一定的距離，一般在2m 之內(nèi)。混凝土澆筑前必須設(shè)計配合比，在保證配合比材料質(zhì)量達(dá)標(biāo)的情況下，還要進(jìn)行坍落度試驗，保證坍落度能夠控制在13～17cm，該工程開展坍落度試驗結(jié)果為15.6cm。在正式開展混凝土澆筑之前，應(yīng)該先對孔底積水量進(jìn)行檢測，應(yīng)該低于5cm，在保證澆筑質(zhì)量不受到任何影響的情況下，應(yīng)盡量加速澆筑，要保證混凝土澆筑時對孔壁產(chǎn)生的壓力低于滲水壓力，從而有效避免出現(xiàn)地下水滲孔問題，在混凝土澆筑時要保證混凝土持續(xù)供應(yīng)，按照“隨拌隨用”的原則協(xié)調(diào)生產(chǎn)與供應(yīng)，在此過程中還要進(jìn)行振搗，保證混凝土澆筑的密實度，澆筑操作需一次到位，與樁頂?shù)脑O(shè)計高程相對比，實際澆筑量應(yīng)該比之高50cm 左右，待混凝土完全凝固后，可將樁頂出現(xiàn)的浮漿鑿除，從而達(dá)到樁頂高程設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。

2.3 土釘墻支護(hù)施工技術(shù)應(yīng)用

2.3.1 制作土釘墻

在該工程項目中，制作土釘墻需要按照如下標(biāo)準(zhǔn)和操作進(jìn)行：①選用規(guī)格為Φ48×3.2 的鋼管作為土釘墻施工材料，保證鋼管筒邊坡之間為垂直關(guān)系，按照梅花形完成土釘布置，應(yīng)保證土釘?shù)乃介g距達(dá)到1.5m；②該工程選用的坡面網(wǎng)筋材料為Φ8 圓鋼，其間距為200mm×200mm；③制備C20 細(xì)石混凝土，配合比為水泥：石子：砂=1∶2∶2，并開展混凝土噴射，保證噴射厚度達(dá)到100mm，形成土釘墻面層，并對面層進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時間為1 周，保證面層混凝土所處濕度環(huán)境及溫度環(huán)境合理，從而使混凝土面層有效成型；④對鋼管進(jìn)行加工過程中，應(yīng)該保證其端部呈尖錐形，該工程注漿所用水泥漿的水灰比為0.55，全程注漿壓力達(dá)到了0.7MPa，當(dāng)鋼管外口出現(xiàn)返漿的情況下完成單管注漿。

該工程的土釘墻施工示意圖見圖3 所示。

圖3 工程土釘墻施工示意圖

2.3.2 施工技術(shù)要點

該工程土釘墻施工時還需要遵從以下施工技術(shù)要點，從而保證施工質(zhì)量得到提升。

①在土方開挖時應(yīng)該按照設(shè)計要求進(jìn)行，重視坡度控制，保證坡面不平整度在±20mm 之內(nèi)；②土方開挖與土釘墻施工可同步開展，土方開挖段的長度應(yīng)該控制在15～20m 之間，并且還要與土釘?shù)拇怪遍g距之間相互匹配，不要出現(xiàn)超挖情況，將單層超挖量控制在500mm 之內(nèi)；③成孔后需保證孔位誤差在100mm 之內(nèi)，并對注漿管進(jìn)行設(shè)置，在注漿時，若出現(xiàn)注漿不飽滿，應(yīng)進(jìn)行二次補(bǔ)漿；④鋼筋網(wǎng)片應(yīng)該與坡面之間留有適當(dāng)距離，還要在鋼筋網(wǎng)盤上設(shè)置加強(qiáng)筋，使之焊接后能夠筒土釘實現(xiàn)穩(wěn)定連接；⑤混凝土噴射之前，必須嚴(yán)格依照配合比對所用材料進(jìn)行選用，并且還要對材料混合攪拌充分，將配制好的混凝土及時噴射，且噴射面層的厚度還要與要求相符，不要出現(xiàn)鋼筋外露，坡面土釘墻完成施工之后，還需要進(jìn)行強(qiáng)度實測，使強(qiáng)度值能夠達(dá)到70%的設(shè)計值；⑥當(dāng)坡面出現(xiàn)滲流的情況下，應(yīng)該加設(shè)導(dǎo)流管，為了使排水效果得以增強(qiáng)，應(yīng)該分別在基坑底部和頂部位置設(shè)置排水溝，避免水害；⑦施工時，如果巖土層特性不同于勘測結(jié)果，則應(yīng)該由專業(yè)人員進(jìn)行分析，并對施工方案進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，同時還要進(jìn)行可行性分析；⑧基坑開挖過程中應(yīng)該及時支護(hù)，并設(shè)置淺層排水管，在排水管管釘上面部位300mm 左右位置設(shè)置泄水孔，管材選用Φ50PVC，管長大概為500mm，同時還要設(shè)置2～5mm 濾網(wǎng)。

3 結(jié)論

本研究通過實例探討了深基坑支護(hù)施工技術(shù)的實際應(yīng)用，在該工程中選用了鉆孔灌注樁支護(hù)施工技術(shù)聯(lián)合土釘墻支護(hù)施工技術(shù)，通過兩項支護(hù)技術(shù)的聯(lián)合應(yīng)用，保證了深基坑邊坡的穩(wěn)定性，同時通過掌握兩項技術(shù)的施工環(huán)節(jié)和要點，也保證了該工程的施工效果，可為實際施工提供借鑒。