探究巖土工程深基坑支護(hù)施工中存在問題及改進(jìn)措施

李 敏

（濰坊濱海建筑設(shè)計(jì)院有限公司，山東 濰坊 262737）

巖土工程深基坑施工過程中，支護(hù)技術(shù)的有效性和科學(xué)性會(huì)對(duì)基坑施工的效果產(chǎn)生直接影響，對(duì)于巖土工程的施工進(jìn)度具有決定性作用。但是，巖土工程深基坑支護(hù)工程涉及許多復(fù)雜的內(nèi)容，技術(shù)人員需要對(duì)施工流程進(jìn)行全面的研究和科學(xué)的剖析，依據(jù)有關(guān)施工流程和法律法規(guī)，使施工環(huán)節(jié)之間具有緊密的連接性和全面性，為深基坑支護(hù)質(zhì)量提供保障。

1 巖土工程深基坑支護(hù)的施工要求

1.1 深基坑支護(hù)的設(shè)計(jì)要求

作為巖土工程項(xiàng)目施工的重要構(gòu)成內(nèi)容，深基坑支護(hù)技術(shù)在設(shè)計(jì)過程中需要嚴(yán)格遵循科學(xué)性、合理性、安全性等原則，假如深基坑結(jié)構(gòu)發(fā)生滑動(dòng)或者傾斜等問題，表明深基坑支護(hù)已經(jīng)超過了承載能力的臨界值，在這種狀態(tài)下開展深基坑的開采，必然會(huì)對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定產(chǎn)生不利影響，引起一系列的安全風(fēng)險(xiǎn)問題。所以，在巖土工程深基坑支護(hù)施工過程中，要對(duì)深基坑機(jī)構(gòu)的極限狀態(tài)進(jìn)行科學(xué)的類別劃分，使支護(hù)結(jié)構(gòu)所具有的承載能力處于安全范圍內(nèi)，保證支護(hù)結(jié)構(gòu)性能的穩(wěn)定。

1.2 深基坑支護(hù)的技術(shù)要求

在進(jìn)行深基坑支護(hù)施工過程中，要全面分析和科學(xué)計(jì)算周邊區(qū)域的地質(zhì)特點(diǎn)、施工范圍和施工條件等因素，嚴(yán)格依據(jù)有關(guān)的施工規(guī)范和流程進(jìn)行進(jìn)度安排，使深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)更加的安全和合理。同時(shí)，在進(jìn)行施工過程中，要對(duì)工程項(xiàng)目的防滲漏問題進(jìn)行全面分析，制定出科學(xué)有效的防水措施，提高建筑項(xiàng)目的穩(wěn)定性和可靠性。

2 深基坑支護(hù)施工的特點(diǎn)

2.1 系統(tǒng)性

基坑工程項(xiàng)目并非單一的支護(hù)結(jié)構(gòu)，是一項(xiàng)具有系統(tǒng)化特點(diǎn)的工程，其中涉及巖土工程設(shè)計(jì)、基坑工程勘探、支護(hù)構(gòu)造的開挖、施工、排水以及環(huán)境監(jiān)控等，在這一工程項(xiàng)目進(jìn)行中，需要安排具有豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和理論知識(shí)儲(chǔ)備的人員負(fù)責(zé)施工，并且需要全面分析和調(diào)查項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)條件和水文環(huán)境，為確保整個(gè)深基坑工程的質(zhì)量，制訂出一套完整、科學(xué)的工程方案?？辈煸O(shè)計(jì)是項(xiàng)目施工的基礎(chǔ)，巖土參數(shù)需要科學(xué)的體現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)施工條件，施工以及開挖過程中的工況需要相較于設(shè)計(jì)更加安全。

2.2 區(qū)域性

我們國(guó)家地域面積十分廣闊，各個(gè)區(qū)域的工程條件和水文狀況存在較大的差異，地基土的性狀也各不相同，因此在進(jìn)行基坑支護(hù)施工過程中，需要全面分析現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)條件和環(huán)境因素，依據(jù)巖土的具體狀況制定出針對(duì)性的施工計(jì)劃，比如在杭州和上海等區(qū)域，基坑內(nèi)的土質(zhì)通常都是淤泥質(zhì)土，由于土體的凝聚力比較弱，所以往往采取的是地下連續(xù)墻+支承技術(shù)，而在北方土質(zhì)比較堅(jiān)硬的地區(qū)，則多選用土釘墻或樁錨作為支護(hù)，因此支護(hù)結(jié)構(gòu)體現(xiàn)出了較強(qiáng)的區(qū)域性特點(diǎn)。

2.3 風(fēng)險(xiǎn)性

深基坑支護(hù)工程一般都屬于臨時(shí)性結(jié)構(gòu)，就算是在相同的場(chǎng)地內(nèi)，水文條件和地質(zhì)環(huán)境也存在較大的差異，臨邊荷載具有一定的不確定性。同時(shí)，如果開展設(shè)計(jì)時(shí)前期調(diào)查不夠全面，設(shè)計(jì)參數(shù)取值不合理，必然會(huì)影響施工的安全系數(shù)。所以，在施工前要針對(duì)各種風(fēng)險(xiǎn)問題制定出有效的控制措施，施工過程中對(duì)各種不利因素進(jìn)行全面檢測(cè)，建立規(guī)范化的施工監(jiān)督機(jī)制，從而為施工的順利推進(jìn)提供保障。

3 巖土工程深基坑支護(hù)施工中存在的問題

3.1 施工過程不規(guī)范

支護(hù)機(jī)構(gòu)是深基坑項(xiàng)目安全施工的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，在施工過程中需要嚴(yán)格依據(jù)有關(guān)的規(guī)章制度遵循項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案開展，但是在實(shí)際操作中，部分施工單位采用的施工技術(shù)不夠合理，施工工藝缺乏精準(zhǔn)度，一些施工人員存在隨意變更設(shè)計(jì)方案的問題，比如在進(jìn)行錨桿施工過程中，孔的深度和直徑較小，注漿效果不夠飽滿，使得錨桿所具有的錨固力降低，其抗拔力相較于設(shè)計(jì)方案中的拉力值顯著更低，嚴(yán)重影響了支護(hù)整體的安全性。有的施工人員在進(jìn)行錨桿預(yù)應(yīng)力的張拉時(shí)，由于對(duì)施工技術(shù)缺乏掌握，僅憑自身感覺進(jìn)行預(yù)應(yīng)力的施加，必然會(huì)影響基坑的整體安全。

3.2 周邊區(qū)域的環(huán)境變化問題

在深基坑支護(hù)工程中，由于管線、道路、建筑物等周邊環(huán)境的改變，會(huì)引起支護(hù)土體發(fā)生擾動(dòng)，如果支護(hù)施工過程始終依據(jù)原狀土性質(zhì)進(jìn)行，這勢(shì)必會(huì)對(duì)整個(gè)支護(hù)的安全造成一定的威脅。同一時(shí)間，地下水和地表水體狀況的變化，將會(huì)對(duì)支護(hù)體系的安全性造成直接的沖擊，而隨著地層深度的增加，基礎(chǔ)土體的粘附性減小，削弱土壤的抗剪能力，十分容易引起邊坡失穩(wěn)滑塌問題。

3.3 超挖或者沒有及時(shí)支護(hù)

深基坑支護(hù)在施工過程中經(jīng)常出現(xiàn)超量挖土、進(jìn)度延誤、支護(hù)不及時(shí)等問題，使得支護(hù)結(jié)構(gòu)挖土深度不斷增加的過程中，發(fā)生側(cè)面壓力持續(xù)變大，形狀改變程度更加嚴(yán)重，沉降范圍逐漸加大等問題，引起基坑失去穩(wěn)定或者支護(hù)遭到破壞。在進(jìn)行挖土?xí)r，因?yàn)樗俣冗^快，土體內(nèi)部的壓力得到快速釋放，使得其平衡狀態(tài)發(fā)生改變，一般挖土機(jī)械選擇的是反鏟挖土機(jī)，一次挖土深度介于4～5 m之間，特別是對(duì)于砂土或者軟土來說，非常容易出現(xiàn)滑動(dòng)或者位移問題。有的時(shí)候在進(jìn)行開挖時(shí)，由于過分追求進(jìn)度，沒有及時(shí)進(jìn)行支護(hù)或者支護(hù)強(qiáng)度不符合設(shè)計(jì)要求，持續(xù)開挖必然會(huì)造成土體的平衡遭到破壞，影響整體的穩(wěn)定。

3.4 基坑邊坡坍塌

在基坑施工過程中或者基坑支護(hù)完成以后較短的一段時(shí)間內(nèi)，出現(xiàn)基坑邊坡坍塌問題的概率較高。針對(duì)風(fēng)險(xiǎn)成因進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)，主要包括兩個(gè)方面，一方面是項(xiàng)目設(shè)計(jì)不合理，另一方面是施工過程沒有依據(jù)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行。比如雖然在設(shè)計(jì)方案中決定采用土釘支護(hù)方法，但是在具體施工過程中沒有依據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范和要求進(jìn)行。大部分土釘都不會(huì)選擇注漿，只是在支護(hù)中打一些孔，將鋼筋直接插入空中。盡管部分土釘進(jìn)行了注漿處理，但是孔內(nèi)的漿體量可能不足，這些都會(huì)造成基坑邊坡坍塌問題的出現(xiàn)。

3.5 邊坡修理不達(dá)標(biāo)

在進(jìn)行深基坑工程時(shí)，往往會(huì)出現(xiàn)挖多、挖少的情況，其產(chǎn)生的主要原因是：工程技術(shù)管理部門落實(shí)不到位，機(jī)械操作手操作不到位，機(jī)械作業(yè)手操作技術(shù)不到位等，導(dǎo)致機(jī)械開挖后，斜面的平整性和平滑性很低，在進(jìn)行人工維修時(shí)，由于種種因素的制約，不能進(jìn)行深層挖掘，因此，在擋土支護(hù)后，往往會(huì)出現(xiàn)開挖多、開挖不足等問題。

4 深基坑支護(hù)施工優(yōu)化措施

4.1 優(yōu)化支護(hù)設(shè)計(jì)理念

我們國(guó)家針對(duì)深基坑支護(hù)施工進(jìn)行研究的時(shí)間較短，但是近些年來巖土工程項(xiàng)目的不斷增多，使得施工技術(shù)人員積累了大量的巖土工程深基坑支護(hù)施工的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。有關(guān)人員通過全面收集深基坑支護(hù)的施工技術(shù)資料，探索和研究出了許多的深基坑支護(hù)施工技術(shù)和工藝，實(shí)現(xiàn)了對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)科學(xué)有效的控制。受到建筑工程有關(guān)理論思想的影響，我們國(guó)家正在不斷對(duì)深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化，但是在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，缺乏統(tǒng)一規(guī)范的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，也沒有建立科學(xué)的規(guī)范，在實(shí)際項(xiàng)目施工中需要依據(jù)不同的地質(zhì)條件對(duì)結(jié)構(gòu)類型進(jìn)行針對(duì)性的調(diào)整。施工技術(shù)人員需要對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)類型進(jìn)行全面的整理和科學(xué)的計(jì)算，避免計(jì)算所得的數(shù)據(jù)與實(shí)際結(jié)構(gòu)之間出現(xiàn)大的偏差，直接影響整體項(xiàng)目的穩(wěn)定性和安全性。為了保證基坑支護(hù)有關(guān)設(shè)計(jì)的科學(xué)性和合理性，技術(shù)人員需要及時(shí)轉(zhuǎn)變和更新設(shè)計(jì)理念，加強(qiáng)對(duì)新技術(shù)的應(yīng)用，通過實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累，在有關(guān)條件允許的前提下，及時(shí)更新和優(yōu)化計(jì)算方法，并且對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，有效提高支護(hù)的使用效率。

基坑工程是一項(xiàng)地下工程，地質(zhì)條件十分復(fù)雜并且容易發(fā)生變化，影響施工質(zhì)量的諸多因素，如果不能全面深入了解土質(zhì)的力學(xué)性質(zhì)，必然會(huì)影響設(shè)計(jì)的整體效果，加強(qiáng)基坑工程設(shè)計(jì)牽扯結(jié)構(gòu)和巖土兩個(gè)不同的學(xué)科，因此巖土設(shè)計(jì)對(duì)設(shè)計(jì)人員的專業(yè)知識(shí)和綜合能力具有較高的要求。設(shè)計(jì)人員需要利用自己掌握的理論知識(shí)結(jié)合項(xiàng)目周邊的土質(zhì)情況，科學(xué)的計(jì)算出地基土所具有的強(qiáng)度參數(shù)，并且在進(jìn)行周邊荷載數(shù)值的確定時(shí)，要充分依據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行合理選擇，使計(jì)算所得的結(jié)果與實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)情況相符。土壓力的計(jì)算是設(shè)計(jì)支護(hù)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，但是土壓力計(jì)算的方法要依據(jù)場(chǎng)地的具體狀況靈活選擇。隨著計(jì)算方法的不斷發(fā)展，已經(jīng)從以前的彈性制點(diǎn)法和極限平衡法發(fā)展到了現(xiàn)在的有限元法，有效推動(dòng)了基坑設(shè)計(jì)準(zhǔn)確性和合理性的提高。

4.2 優(yōu)化施工安全保障措施

深基坑支護(hù)施工的過程中要全面分析施工現(xiàn)場(chǎng)的人文條件、環(huán)境氣候和地質(zhì)因素，建立科學(xué)完善的體系，在施工過程中全面分析各種不同的情況，及時(shí)調(diào)整、完善深基坑支護(hù)技術(shù)，以減少工期與巖土變化所造成的不利因素，使得工程實(shí)踐中所獲得的最佳工況比設(shè)計(jì)的更好。施工人員在工程開展過程中要對(duì)安全保障措施進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)施工程全過程的質(zhì)量檢驗(yàn)與流程管控，并不斷改進(jìn)深基坑支護(hù)技術(shù)。另外，施工方必須確保開挖工作與邊坡支護(hù)的相互配合，使各個(gè)方面構(gòu)建起互相協(xié)調(diào)的工作機(jī)制，從而使得安全措施得到有效的落實(shí)和優(yōu)化，保證巖土工程深基坑邊坡支護(hù)跟開挖工作都可以穩(wěn)步推進(jìn)，為施工成果的取得提供保障。施工管理人員要依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)具體情況制定出科學(xué)完善的施工安全管理計(jì)劃，為開挖工作和邊坡開支的進(jìn)行奠定基礎(chǔ)，有效解決可能出現(xiàn)的土層變形等有關(guān)風(fēng)險(xiǎn)問題。

4.3 完善監(jiān)督檢測(cè)技術(shù)

在進(jìn)行深基坑支護(hù)的過程中，要加強(qiáng)對(duì)工程使用的監(jiān)督和控制，及時(shí)了解基層施工引起的各種變化。技術(shù)人員要對(duì)施工區(qū)域的氣候環(huán)境等因素進(jìn)行科學(xué)的分析，全面的對(duì)有關(guān)資料進(jìn)行分析，制定出科學(xué)規(guī)范的監(jiān)測(cè)計(jì)劃，明確檢測(cè)試劑需求，設(shè)定合理的報(bào)警值。首先，技術(shù)人員要全面檢測(cè)基坑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)沉降、位置移動(dòng)等情況，科學(xué)分析地下管線和建筑物的變化，結(jié)合監(jiān)測(cè)所得的數(shù)據(jù)，對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性和施工的安全性進(jìn)行驗(yàn)證。施工單位要加強(qiáng)對(duì)信息化技術(shù)的應(yīng)用，依據(jù)施工方案的具體要求對(duì)各類數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)檢測(cè)，科學(xué)分析基坑未來的發(fā)展趨勢(shì)，有效保障施工現(xiàn)場(chǎng)施工的安全，從而使基坑支出能夠在既定的時(shí)間內(nèi)安全高效地完成。其次，在項(xiàng)目施工過程中，要通過有效手段提高檢測(cè)結(jié)果的精準(zhǔn)性。要引入高水平的檢驗(yàn)人才，加強(qiáng)對(duì)監(jiān)測(cè)技術(shù)和工藝的更新與應(yīng)用，使檢測(cè)結(jié)果更加的科學(xué)與精準(zhǔn)，從而為支護(hù)施工提供指導(dǎo)和參考，保證了建設(shè)的穩(wěn)定與安全，并推動(dòng)了建設(shè)的總體性能與品質(zhì)。最后，技術(shù)人員要堅(jiān)持公平公正的原則對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行科學(xué)的調(diào)整，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)變形數(shù)據(jù)進(jìn)行全面的觀察，避免出現(xiàn)滑動(dòng)或者變形問題，綜合考慮地下管線變形、沉降、土體變形等因素。

4.4 完善施工技術(shù)管理

施工技術(shù)管理工作是建筑項(xiàng)目開發(fā)的核心內(nèi)容，是施工效率提高的重要保障。技術(shù)人員要加強(qiáng)對(duì)施工技術(shù)管理和優(yōu)化的重視，認(rèn)真對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的管理措施和技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行全面的分析和科學(xué)的優(yōu)化，更好地對(duì)各類資源進(jìn)行配置和優(yōu)化，對(duì)技術(shù)的執(zhí)行情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)的監(jiān)測(cè)，配備具有高水平的技術(shù)監(jiān)督管理人員，保證現(xiàn)場(chǎng)施工各項(xiàng)工作都可以依據(jù)規(guī)范化的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)落實(shí)，從源頭上規(guī)避操作失誤和風(fēng)險(xiǎn)問題的出現(xiàn)。

4.5 保證支護(hù)樁身結(jié)構(gòu)的完整性

為了保證巖土工程深基坑支護(hù)的安全性和可靠性，技術(shù)人員要確保支護(hù)樁身的性能，應(yīng)重視混凝土的緊固性，保證樁的合理充填。在進(jìn)行工程時(shí)，應(yīng)選用性能優(yōu)良、品質(zhì)優(yōu)良的混凝土原料，為后期施工管控提供便利，保證了支護(hù)樁身混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、彈性和荷載。目前已有的樁身混凝土加固方法有直接加固和間接加固兩種。在此基礎(chǔ)上，采用了混凝土截面、粘合鋼板和纖維加強(qiáng)塑料等方法。在施工時(shí)，采用增大混凝土斷面的施工工藝，由于其施工工藝簡(jiǎn)便易行，因此可以利用這種方式來提高其緊實(shí)度。在進(jìn)行靜壓樁時(shí)，必須強(qiáng)化黏結(jié)鋼板的施工，這種方式可以快速地進(jìn)行，而且不會(huì)受外界環(huán)境的干擾。粘貼纖維增強(qiáng)塑料適用于各種受力特性的混凝土，可提高樁的性能。黏結(jié)鋼板在使用過程中可以選擇加大支撐、使用預(yù)應(yīng)力等不同的方法，在此基礎(chǔ)上，采用預(yù)應(yīng)力法進(jìn)行強(qiáng)化，可以有效減少鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的收益，從而優(yōu)化其承載能力。

5 結(jié)語

巖土工程深基坑支護(hù)施工具有一定的綜合性和復(fù)雜性，不但需要有效處理擋水和擋土問題，而且要對(duì)變形問題進(jìn)行科學(xué)控制。在實(shí)際施工操作過程中，施工技術(shù)人員要全面分析勘察、設(shè)計(jì)、施工和監(jiān)測(cè)等各個(gè)方面的影響因素，構(gòu)建起四位一體的施工技術(shù)管理體系，為基坑支護(hù)施工的安全和穩(wěn)定提供保障。