土木工程房屋建設(shè)中深基坑支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用探究

楊博宇

（四平市鼎新建筑工程有限公司，吉林 四平 136001）

基坑工程屬于施工過程中的地下隱蔽結(jié)構(gòu)工程，在施工過程中會(huì)受到地下環(huán)境的影響，容易出現(xiàn)施工質(zhì)量問題。地下環(huán)境較為復(fù)雜并且穩(wěn)定性較差，施工難度較大，增加了安全隱患的出現(xiàn)概率，也容易增加施工成本投入。為了能夠保證基坑工程穩(wěn)定性，需要針對(duì)深基坑施工采取支護(hù)措施，這樣才能夠保證地下結(jié)構(gòu)的整體安全性，避免施工結(jié)構(gòu)出現(xiàn)錯(cuò)位的現(xiàn)象。支護(hù)施工過程中需要使用到的技術(shù)類型較多，且需要注意的要點(diǎn)也較多，在施工時(shí)容易因技術(shù)要點(diǎn)應(yīng)用不到位出現(xiàn)質(zhì)量問題。因此，在深基坑支護(hù)施工過程中需要重視支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用探究，把控技術(shù)要點(diǎn)的應(yīng)用情況，保證支護(hù)工程穩(wěn)定性。

1 建筑房屋深基坑支護(hù)施工概述

深基坑支護(hù)施工廣泛應(yīng)用在房屋建筑施工中，各單位結(jié)合地區(qū)特點(diǎn)，加大力度研究深基坑支護(hù)施工技術(shù)，但仍有一些陳舊問題存在，無法保證工程的效益。從整體發(fā)展來看，深基坑支護(hù)施工技術(shù)主要包括擋墻型、連續(xù)墻式以及樁錨式支護(hù)，三者特點(diǎn)各有不同。圖1 為房屋施工流程圖。

圖1 房屋施工流程圖

1.1 擋墻型支護(hù)

擋墻型支護(hù)結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，適應(yīng)性較高，廣泛應(yīng)用在房屋建筑中，有利于房屋建筑施工的安全運(yùn)行，從整體上提升房屋建筑施工的效率。擋墻型支護(hù)適用于任何土質(zhì)，可以借助混凝土來提高整體性能，充分滿足施工要求[1]。

1.2 連續(xù)墻式支護(hù)

連續(xù)墻式支護(hù)作為常見的建筑房屋深基坑支護(hù)類型，以鋼筋混凝土的墻體、泥漿護(hù)壁構(gòu)件制成。連續(xù)墻式支護(hù)可以更好地確?；由疃?，進(jìn)而保證房屋建筑的安全及質(zhì)量。連續(xù)墻式支護(hù)更適用于深度較大的基坑施工，具有較好的防滲透性和堅(jiān)固性，更好地保障房屋建筑的安全性和穩(wěn)定性[2]。

1.3 樁錨式支護(hù)

樁錨式支護(hù)是錨與灌注樁的結(jié)合體，以土體圍擋灌注樁，在土質(zhì)不佳、地形復(fù)雜的環(huán)境更為適用。但樁錨式支護(hù)施工難度較大，對(duì)錨和錨索的質(zhì)量要求較高，極大地增加了施工成本，無法保證工程的經(jīng)濟(jì)利益，在建筑房屋深基坑支護(hù)施工中使用頻率較小[3]。

2 建筑工程施工中深基坑支護(hù)的施工技術(shù)

2.1 鋼板樁支護(hù)施工技術(shù)

鋼板樁支護(hù)可以保證支護(hù)效果，還可以阻擋水流，對(duì)深基坑內(nèi)的土壤進(jìn)行隔離和充分固定，保證土體的整體穩(wěn)定性，提供支護(hù)工程的建設(shè)效果。鋼板樁支護(hù)施工技術(shù)需要使用鋼板樁以及熱扎型鋼結(jié)合層鋼板墻，鋼板墻的硬度以及強(qiáng)度水平較高，具有較好的支護(hù)效果，是當(dāng)前經(jīng)常使用的施工技術(shù)之一。在使用該技術(shù)時(shí)需要對(duì)深基坑的施工范圍進(jìn)行分析，確保施工范圍符合施工技術(shù)的應(yīng)用要求，否則容易影響到支護(hù)施工質(zhì)量。鋼板樁支護(hù)施工技術(shù)應(yīng)用時(shí)會(huì)給周圍環(huán)境造成噪聲污染，影響到周圍居民的日常生活，因此在施工過程中需要注重防噪聲措施的使用，避免給居民帶來過大的噪聲[4]。

2.2 土釘墻支護(hù)施工技術(shù)

土釘墻支護(hù)將土釘以及混凝土進(jìn)行結(jié)合，能夠?qū)ι罨舆M(jìn)行加固處理，在完成深基坑開挖處理后，需要針對(duì)墻面進(jìn)行修整之后，測(cè)量墻面數(shù)據(jù)，明確具體的鉆孔位置。該技術(shù)具體是指在深基坑的內(nèi)部插入細(xì)長(zhǎng)桿，結(jié)合具體的施工范圍增加細(xì)長(zhǎng)桿的插入數(shù)量，在細(xì)長(zhǎng)桿上放置鋼筋網(wǎng)，最后在鋼筋網(wǎng)上通過噴錨的方式構(gòu)建保護(hù)層。土釘墻支護(hù)施工技術(shù)在操作時(shí)所需要經(jīng)過的環(huán)節(jié)較少，施工便利性較高，可以和其他不同的施工技術(shù)進(jìn)行聯(lián)合使用，性價(jià)比較高。但是如果該施工地區(qū)地下水位較高，則不能選擇這一類技術(shù)，會(huì)影響到支護(hù)施工效果。

2.3 排樁支護(hù)施工技術(shù)

排樁支護(hù)施工技術(shù)應(yīng)用靈活度較高，這也是在建筑施工活動(dòng)中經(jīng)常使用該種技術(shù)的原因，可以根據(jù)施工地區(qū)的具體環(huán)境情況對(duì)深基坑實(shí)施有效支護(hù)。在進(jìn)行排樁支護(hù)施工過程中，會(huì)應(yīng)用到柱列式、組合式等多種不同的支護(hù)方式，需要在進(jìn)行施工之前對(duì)深基坑進(jìn)行精準(zhǔn)的勘測(cè)，結(jié)合具體情況，選擇相應(yīng)的排樁支護(hù)方案。在明確支護(hù)工程的施工方案后，對(duì)具體施工位置進(jìn)行明確，之后利用專業(yè)的設(shè)備實(shí)施鉆孔施工，在孔內(nèi)注入鋼筋混凝土，則能夠形成排樁支護(hù)體系。排樁支護(hù)施工技術(shù)在施工過程中需要使用到水泥攪拌樁，可以在地下水位高、土壤較為松軟的區(qū)域?qū)嵤┦┕?，擋水功能以及防水作用均較強(qiáng)。特別是針對(duì)疏松土質(zhì)也可以起到較好的支護(hù)效果，有效提高地下結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。在選擇密排鉆孔樁的過程中，需要將深基坑工程深度作為選擇標(biāo)準(zhǔn)，及時(shí)調(diào)整鉆孔樁密度，能夠有效發(fā)揮該施工技術(shù)的應(yīng)用效果。排樁支護(hù)模式除噪的能力較好，施工方式較為簡(jiǎn)單，因此在施工過程中的應(yīng)用十分廣泛[5]。

2.4 土層錨桿支護(hù)施工技術(shù)

土層錨桿施工過程中，應(yīng)當(dāng)保證孔位設(shè)置的準(zhǔn)確性，并對(duì)不同孔之間的距離進(jìn)行明確，針對(duì)設(shè)計(jì)方案實(shí)施調(diào)整和審查，在保證設(shè)計(jì)處于正確的狀態(tài)之下完成施工。

首先，需要進(jìn)行測(cè)量，按照相關(guān)作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)施工區(qū)域進(jìn)行準(zhǔn)確勘察，完成測(cè)量后明確錨桿所處的位置，避免點(diǎn)位之間出現(xiàn)誤差問題，并對(duì)其測(cè)量誤差進(jìn)行合理控制。工程相關(guān)管理人員需要對(duì)測(cè)量情況進(jìn)行反復(fù)檢測(cè)，保證傾角參數(shù)、標(biāo)高參數(shù)以及位置均處于無誤的狀態(tài)，以此來為支護(hù)施工質(zhì)量打下重要的基礎(chǔ)。其次，進(jìn)入鉆孔施工環(huán)節(jié)。在鉆孔時(shí)由于個(gè)別硬質(zhì)材料的影響，會(huì)給其造成一定的阻礙，此時(shí)不能強(qiáng)行鉆進(jìn)，需要停止鉆進(jìn)對(duì)受阻的位置進(jìn)行檢測(cè)，之后結(jié)合檢測(cè)的情況設(shè)計(jì)處理方案，避免在鉆進(jìn)過程中給鉆進(jìn)工具造成不合理的磨損或者損傷。最后，進(jìn)入灌漿階段。為了保證錨桿處于穩(wěn)固的狀態(tài)，需要通過灌漿實(shí)施加固處理。操作過程中，工作人員應(yīng)當(dāng)合理設(shè)計(jì)灌漿時(shí)所使用材料的配合比例，對(duì)灌漿材料攪拌時(shí)間以及攪拌速度進(jìn)行調(diào)整，對(duì)孔內(nèi)存在的雜物進(jìn)行處理，保證灌漿有效性。

3 案例工程

3.1 工程概況

該工程占地面積為23612 平方米，其中地面面積為116000 平方米，地下52000 平方米。項(xiàng)目由三棟寫字樓及一間地下停車場(chǎng)組成。3 棟寫字樓中，1 號(hào)樓采用樁式閥門，主體采用鋼筋混凝土混合結(jié)構(gòu)，辦公樓2、3 采用筏式地基，采用鋼筋混凝土剪力墻。

3.2 方案選擇

本工程制訂了4 種基坑支護(hù)方案。

1.地下連續(xù)墻支護(hù)。地下連續(xù)墻對(duì)土層條件的要求不高，但實(shí)用性很強(qiáng)，采用這種方法可以保證其整體剛度很高，抗?jié)B透性好，不易發(fā)生變形，而且安全可靠。

2.樁錨支護(hù)。在樁錨支護(hù)結(jié)構(gòu)中，采用錨桿將砂土、粉土、硬塑黏性土等致密的土體進(jìn)行固定，在深基坑工程中，由于場(chǎng)地狹小、設(shè)備沒有足夠的施展空間。由于這種方法受到場(chǎng)地條件的限制，安全性高，成本控制效果好，因此成為一項(xiàng)非常普遍的技術(shù)。

3.上部土釘墻-樁錨支護(hù)。這種方法的最大優(yōu)點(diǎn)是自適應(yīng)能力強(qiáng)，與樁錨支護(hù)相比，它的經(jīng)濟(jì)優(yōu)越性更好，但是由于需要占用一定的空間，因此在工程中的空間利用率很低。

4.灌注漿-內(nèi)支撐支護(hù)。它可以適應(yīng)各種地質(zhì)情況，并能滿足各種地質(zhì)情況下的基本要求，且不會(huì)對(duì)基坑的開挖深度產(chǎn)生任何影響，因此，其支護(hù)工作的安全性更高。

由于該工程的大基坑，其邊坡長(zhǎng)度大，空間受力復(fù)雜，如果不進(jìn)行合理的構(gòu)造布置，不僅會(huì)造成結(jié)構(gòu)的大變形，還可能造成支護(hù)結(jié)構(gòu)的破壞。該工程的建設(shè)工期較長(zhǎng)，需要在雨季的影響下進(jìn)行，而且由于周圍地質(zhì)環(huán)境和水文環(huán)境的復(fù)雜性，對(duì)工程的安全性有很高的要求。該項(xiàng)目將基坑的安全級(jí)別定為1 級(jí)，并采取適當(dāng)?shù)闹ёo(hù)措施，以提高施工現(xiàn)場(chǎng)的安全性。采用模糊綜合評(píng)判法，對(duì)基坑支護(hù)方案進(jìn)行分析，以確定最優(yōu)的支護(hù)方案。

通過建立模糊矩陣，對(duì)各因子的權(quán)重進(jìn)行了分析，得出了采用上部土釘-錨桿支護(hù)結(jié)構(gòu)的綜合評(píng)判方法，并將其應(yīng)用于實(shí)際工程中。

3.3 支護(hù)結(jié)構(gòu)優(yōu)化

3.3.1 細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)

在進(jìn)行了初步的選型后，就可以進(jìn)行詳細(xì)的支護(hù)設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)階段，利用深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)軟件對(duì)其進(jìn)行分析和計(jì)算，并根據(jù)具體的參數(shù)來確定施工規(guī)范。初步的支護(hù)方案是：在距地面4.5 米處，采用1:0.3的土釘法進(jìn)行支護(hù)，土釘?shù)乃介g距為1.4 米；布置方法為：第1道土釘長(zhǎng)度為6米，布置在地表以下1.3米處；第2 道土釘長(zhǎng)度為6 米，布置在與地表距離2.6 米處；第3 道土釘長(zhǎng)度為5 米，布置在和地表相距3.9 米處。

3.3.2 有限元分析

運(yùn)用PLAXIS 軟件進(jìn)行有限元分析工作，不僅能夠具備較高的適用性，還能夠分析復(fù)雜的工程地質(zhì)情況，而且適用于分析變形和穩(wěn)定性。在分析時(shí)，根據(jù)基坑的實(shí)際大小，建立了坑壁內(nèi)部30 米、外側(cè)50 米、50米厚的土層；在分析過程中，允許垂直變形，在左、右邊界的橫向位移為0，在下邊界上的各向變形為0；樁體、土釘、錨桿和土的接觸面均設(shè)置為庫(kù)倫接觸面。根據(jù)工程實(shí)際情況，在開挖深度逐步增大后，基坑內(nèi)部土壓因受力不均勻而發(fā)生變化，采用土釘法或應(yīng)力錨桿來控制基坑內(nèi)部土壓，以防止因土體不平衡而引起的塌方。采用錨固技術(shù)可以有效地約束土體，并與地基形成整體的支撐體系，從而達(dá)到支護(hù)要求，并能有效地控制基坑的穩(wěn)定。在優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，首先對(duì)樁徑進(jìn)行了優(yōu)化，通過分析得出：在0.6 米的基礎(chǔ)上，由于樁徑不足，因此將樁徑提高至0.8 米，既不會(huì)影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，又能達(dá)到經(jīng)濟(jì)指標(biāo)；在原來的設(shè)計(jì)中，樁距為1.6 米，不能滿足位移控制的要求，采用1.2 米的樁距，可以達(dá)到控制位移的目的，但不太經(jīng)濟(jì)，采用1.4米的樁距，既能有效地控制位移，又能達(dá)到經(jīng)濟(jì)上的要求。

4 結(jié)語(yǔ)

在開展建筑施工的過程中，施工單位要把握當(dāng)前各類深基坑技術(shù)要點(diǎn)，結(jié)合實(shí)際應(yīng)用情況，對(duì)工程進(jìn)行分析，降低技術(shù)局限性的影響，進(jìn)而提高基坑作業(yè)質(zhì)量。施工單位可在原有的技術(shù)基礎(chǔ)上對(duì)工程進(jìn)行優(yōu)化，及時(shí)檢查技術(shù)要點(diǎn)是否得到落實(shí)，保證技術(shù)管理質(zhì)量，避免建筑在后續(xù)使用過程中出現(xiàn)安全隱患。