建筑工程施工中深基坑支護(hù)的施工技術(shù)

尹學(xué)亮

上海市工程設(shè)備監(jiān)理有限公司 上海 200120

本文首先對(duì)深基坑支護(hù)施工進(jìn)行簡(jiǎn)要的概述，然后列舉建筑項(xiàng)目施工中深基坑支護(hù)技術(shù)常用類型，最后結(jié)合某建筑工程深基坑支護(hù)施工為案例提出支護(hù)樁、土釘、錨噴施工中所需要注意的問(wèn)題。

1 深基坑支護(hù)施工特點(diǎn)概述

隨著建筑樓層的逐漸增加，為確保建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性，在建筑項(xiàng)目施工中深基坑技術(shù)得到廣泛的應(yīng)用。深基坑支護(hù)施工主要包括三方面特點(diǎn)：深度大；容易受到外部環(huán)境的影響；要求嚴(yán)格。為提升土地的利用率，建筑結(jié)構(gòu)和地基所受負(fù)荷逐漸增加，對(duì)建筑穩(wěn)定性、安全性造成嚴(yán)重的影響。深基坑支護(hù)能夠?yàn)榈叵率┕きh(huán)境以及深基坑周邊環(huán)境的安全提供保障，降低施工過(guò)程中安全事故發(fā)生的概率。對(duì)深基坑進(jìn)行支護(hù)，是在建筑工程施工過(guò)程中必不可少的技術(shù)手段。隨著深基坑支護(hù)技術(shù)的不斷應(yīng)用和發(fā)展，相關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)也逐漸完善，在實(shí)際施工中需要結(jié)合具體項(xiàng)目具體情況明確控制基坑深度。因?yàn)樯罨邮┕ぶ腥菀资芡獠孔匀灰蛩氐挠绊懀虼?，在深基坑支護(hù)施工作業(yè)開(kāi)展前需要做好水文地質(zhì)勘探工作，全面分析確定最佳支護(hù)方式，確保施工質(zhì)量。另外，在建筑項(xiàng)目深基坑支護(hù)施工中存在大量的不穩(wěn)定因素，為確保施工質(zhì)量，有效把握不穩(wěn)定因素，需要結(jié)合以往施工經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)建項(xiàng)目情況制定應(yīng)對(duì)措施，以免對(duì)基坑的穩(wěn)固性產(chǎn)生影響。通常情況下，深基坑支護(hù)施工需要臨時(shí)性防護(hù)，部分施工單位沒(méi)有加以足夠的重視，在實(shí)際施工中所投入的人力資源、物力資源、財(cái)力資源較少，未制定應(yīng)急預(yù)案，存在一定的施工安全隱患，對(duì)建筑項(xiàng)目施工安全性和進(jìn)度產(chǎn)生影響。

2 建筑項(xiàng)目施工中深基坑支護(hù)技術(shù)常用類型

2.1 攪拌支護(hù)

在建筑項(xiàng)目中深基坑支護(hù)攪拌技術(shù)應(yīng)用較為廣泛，該技術(shù)的應(yīng)用是將水泥等固化劑和軟土混合，用攪拌方式促使這些內(nèi)容物彼此間產(chǎn)生物理、化學(xué)反應(yīng)，形成均勻結(jié)構(gòu)混合物，提升支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和硬度，能夠避免基坑出現(xiàn)變形、坍塌等情況，防止出現(xiàn)水土流失情況。另外，該技術(shù)的應(yīng)用能夠避免地下水、地表水滲透，有效在深基坑中降低施工人員排水時(shí)的工作難度，減少施工作業(yè)中存在的安全隱患。工程開(kāi)展初期，施工單位需要對(duì)基坑開(kāi)挖作業(yè)加以充分的重視，保證在復(fù)雜的施工環(huán)境中基坑深度達(dá)到設(shè)計(jì)要求和標(biāo)準(zhǔn)要求，為后續(xù)施工作業(yè)的開(kāi)展奠定基礎(chǔ)。施工時(shí)，施工人員需要注重環(huán)境保護(hù)工作，對(duì)挖出的土方進(jìn)行及時(shí)的運(yùn)輸清除，避免揚(yáng)塵造成大氣污染。針對(duì)不同的土質(zhì)情況，攪拌技術(shù)具備著不同的施工方法，可以被應(yīng)用于各種地區(qū)的施工現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)，發(fā)展前景較好。

2.2 鋼板樁技術(shù)

鋼板樁技術(shù)有無(wú)錨版樁和有錨版樁兩個(gè)類型，其中有錨版樁更適宜被應(yīng)用于深基坑的支護(hù)中。對(duì)于該支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用首先需要明確鋼板材料，保證鋼板由鎖口熱軋輕鋼制成，并將鋼板裝配連接起來(lái)，形成耐用堅(jiān)固的鋼板墻，在深基坑施工中達(dá)到防水擋土作用，對(duì)深基坑加以加固處理。常用的鋼板裝配方式有單獨(dú)打入、雙層圍檁和屏風(fēng)式三種。應(yīng)用該技術(shù)主要是應(yīng)用鋼板等高硬度材料，因此對(duì)于變形要求比較低，在深基坑施工中具有良好應(yīng)用效率，同時(shí)具有施工靈活、成本低、材料重復(fù)使用等優(yōu)點(diǎn)[1]。

2.3 土層錨桿

施工人員在未開(kāi)挖基坑土墻上鉆孔，把鋼筋、鋼絲束以及鋼絞線等依次放入孔中，之后灌注泥漿。待孔中泥漿硬化之后，形成地腳螺栓。把錨一端固定于基坑土層內(nèi)，另一端和周圍構(gòu)筑物、建筑物連接，并施加一定的預(yù)應(yīng)力。在深基坑支護(hù)施工中，錨桿體、基坑結(jié)構(gòu)承受風(fēng)荷載與水土壓力，可以有效保持好構(gòu)筑物的穩(wěn)定，并且具有占地面積小、制作工期短、造價(jià)低廉等優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于該技術(shù)的應(yīng)用需要嚴(yán)格按照施工規(guī)范與技術(shù)要求，結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際情況確定施工參數(shù)。例如錨桿的上排、下排間距需要大于3m，錨桿的傾斜角需要控制在10°至45°之間，錨桿的覆土厚度需要大于4m，錨桿的長(zhǎng)度需要大于5m。這種技術(shù)主要應(yīng)用于施工條件較好的基坑中，防止周圍發(fā)生滑坡或者坍塌。

2.4 土釘墻技術(shù)

該技術(shù)的應(yīng)用指的是把大量的土釘釘進(jìn)土結(jié)構(gòu)內(nèi)，進(jìn)行鋼筋網(wǎng)鋪設(shè)作業(yè)，向其鋼筋網(wǎng)的表面噴射混凝土，構(gòu)成厚度適中的面板。當(dāng)混凝土硬化之后，形成由土釘、鋼筋網(wǎng)以及混凝土材料所形成的支護(hù)結(jié)構(gòu)，抵抗墻后土所產(chǎn)生壓力，保證深基坑施工中結(jié)構(gòu)穩(wěn)定穩(wěn)固。該技術(shù)多用于邊坡加固中，適用在含有大量水分粘性土、粉細(xì)砂類型地基中。深基坑后續(xù)施工時(shí)，土釘墻內(nèi)土釘和周圍土層產(chǎn)生相互擠壓作用力，提升土體的強(qiáng)度，有效約束土層的穩(wěn)定性。另外，土釘墻能夠承受較大的荷載力，避免出現(xiàn)突然坍塌情況，提升邊坡塑性的變形速度，克制變形。

為土體置入鋼筋，是相對(duì)來(lái)說(shuō)便捷的一種深基坑支護(hù)技術(shù)，也被形象的稱為土釘技術(shù)。在土質(zhì)相對(duì)堅(jiān)硬的施工場(chǎng)地中，可以應(yīng)用土釘技術(shù)，一方面能節(jié)省人力物力節(jié)約時(shí)間，另一方面不需要太多經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)性的實(shí)踐，操作難度不大。土釘支護(hù)技術(shù)的步驟為在深基坑邊緣位置鋪放鋼筋，使鋼筋能夠組成網(wǎng)狀，再為其噴涂砼面層，使得鋼筋組成的鋼筋網(wǎng)能夠和深基坑邊緣的土方邊坡合為一體，相互之間牢固的黏貼。使用這個(gè)方法有需要搭建止水帷幕的可能性。在鋼筋與鋼筋之間出現(xiàn)空隙時(shí)，就要利用起如水泥土攪拌樁等材料防止地下水滲漏，隔離基層內(nèi)與基坑外的環(huán)境，使已經(jīng)深基坑中已經(jīng)被排凈的地下水不會(huì)復(fù)流回基坑，保障施工過(guò)程中的安全性和穩(wěn)定性。土釘支護(hù)技術(shù)適用于坡面斜度較大的墻面，是一種重力式的柔性支護(hù)結(jié)構(gòu)，被應(yīng)用于土質(zhì)較好的建筑工程中[2]。

2.5 地下連續(xù)墻技術(shù)

在深基坑施工中經(jīng)常出現(xiàn)基坑沉降問(wèn)題，不僅對(duì)深基坑施工產(chǎn)生影響，同時(shí)對(duì)建筑物整體穩(wěn)固性和使用年限造成嚴(yán)重的影響。因此，可通過(guò)該技術(shù)對(duì)沉降問(wèn)題加以有效解決，并確保工程結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性，避免受外部因素的影響導(dǎo)致土體出現(xiàn)坍塌情況。對(duì)于該技術(shù)的應(yīng)用需要在施工作業(yè)正式開(kāi)展之前，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)水文地質(zhì)情況加以全面勘察，如果施工現(xiàn)場(chǎng)的含水量比較大較適用該技術(shù)，在施工中需要優(yōu)化處理導(dǎo)墻施工，并結(jié)合標(biāo)段的不同需求合理配置泥漿，提升施工質(zhì)量。其次，施工中需重視成槽、清槽環(huán)節(jié)，并結(jié)合作業(yè)條件設(shè)置施工工序，保證各施工作業(yè)有序開(kāi)展。該技術(shù)具有良好的抗?jié)B性能、強(qiáng)度高，并且在建筑群較為的密集的地區(qū)具有更加顯著的優(yōu)勢(shì)。

在地下利用施工機(jī)械挖出溝槽，在溝槽內(nèi)澆筑建筑材料，建成具有多種功能的地下墻體，這種支護(hù)方式被稱為連續(xù)墻支護(hù)。連續(xù)墻支護(hù)用途非常廣泛，可以被用做承重，也可以被用于臨時(shí)性的擋土防滲水，是非常基礎(chǔ)和經(jīng)典的深基坑支護(hù)技術(shù)。關(guān)于澆筑連續(xù)墻的墻體材料，常用材料就有八種，像鋼筋混凝土、三合土、塑性混凝土等等都是地下連續(xù)墻支護(hù)技術(shù)中最常用到的基礎(chǔ)材料。使用地下連續(xù)墻支護(hù)技術(shù)，澆筑墻體的過(guò)程不繁瑣，可用材料多樣不復(fù)雜，是對(duì)深基坑進(jìn)行支護(hù)的常用手段。并且在施工過(guò)程中，地下連續(xù)墻的墻體剛度極其卓越，能有效減少噪聲和振動(dòng)、防止深基坑內(nèi)滲水和進(jìn)土。綜上所述，使用地下連續(xù)墻支護(hù)技術(shù)，不但能滿足對(duì)于深基坑支護(hù)的所有要求，還能節(jié)省成本，節(jié)約建筑資源。同時(shí)，地下連續(xù)墻支護(hù)技術(shù)還具有靈活可控的優(yōu)點(diǎn)，能夠被澆筑成任意的多邊形狀，支護(hù)全類型的深基坑進(jìn)行施工。并且地下連續(xù)墻支護(hù)技術(shù)對(duì)地基幾乎沒(méi)有要求，除了淤泥狀的極軟地基，各種軟硬程度的地基都可以支撐好地下連續(xù)墻的建造，被廣泛應(yīng)用在各種建筑工程施工中。

2.6 灌注樁支護(hù)

混凝土灌注樁支護(hù)法，具有多種類別和施工方法，也是極其常見(jiàn)的一種深基坑支護(hù)技術(shù)。使用灌注樁支護(hù)技術(shù)，可以人工也可以借助機(jī)械，過(guò)程比較靈活。其原理是在施工現(xiàn)場(chǎng)的樁位上就地打上孔，而后朝著孔內(nèi)澆筑混凝土形成灌注樁。灌注樁中可以放入鋼筋籠也可以不放，根據(jù)施工的需要和安危程度來(lái)進(jìn)行判斷。要格外注意的是，混凝土灌注樁支護(hù)法需求的操作難度較大，關(guān)于灌注樁的質(zhì)量檢測(cè)也更加嚴(yán)格，在施工時(shí)必須嚴(yán)格按照施工標(biāo)準(zhǔn)行動(dòng)，負(fù)責(zé)對(duì)混凝土灌注樁進(jìn)行灌注的技術(shù)人員必須受到過(guò)專業(yè)的培訓(xùn)或者擁有相關(guān)經(jīng)驗(yàn)方可操作。當(dāng)?shù)刭|(zhì)較差或者地下水較多的時(shí)候，不宜應(yīng)用該法。因?yàn)榛炷凉嘧吨ёo(hù)法相對(duì)其他支護(hù)法來(lái)說(shuō)較差的整體性，其應(yīng)用范圍和應(yīng)用程度都受到了限制。雖然混凝土灌注支護(hù)法也得到了很大程度上的應(yīng)用，但多半存在于我國(guó)土質(zhì)較好的地區(qū)，并在土質(zhì)較好的地區(qū)得到了支護(hù)范圍方面的優(yōu)化和發(fā)展。

2.7 關(guān)于SMW工法支護(hù)

使用鋼管或者H型鋼，插入水泥土樁，將水泥土樁防止?jié)B水的功能和鋼管或H型鋼承重抗壓的功能兩相結(jié)合，做成多功能的支護(hù)墻。SMW工法又被稱為勁性的水泥土樁法，需要對(duì)勁性水泥土進(jìn)行攪拌。該法的顯著優(yōu)點(diǎn)是噪音小并且能適應(yīng)松軟的土質(zhì)，可以被應(yīng)用于非常深的基坑之內(nèi)，和深基坑支護(hù)所需完美契合，并且具備著使用材料可回收的性質(zhì)，能夠有效節(jié)約成本，發(fā)展前景比較好，在需要安靜施工環(huán)境并且不能對(duì)地基造成影響、尤其不能對(duì)地基造成破壞的市區(qū)建筑工程之中受到了廣泛應(yīng)用。

3 深基坑支護(hù)施工技術(shù)在建筑項(xiàng)目中的實(shí)際應(yīng)用

3.1 工程概括

該建筑項(xiàng)目位于車流量較大、地下管線錯(cuò)綜復(fù)雜、商業(yè)集中地段。項(xiàng)目總面積約3000m2，建筑的主體長(zhǎng)度設(shè)計(jì)為348m，寬度32m，設(shè)置有地下室，并穿街通過(guò)，街道寬度約43m。地下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為框架結(jié)構(gòu)，基坑的深度為14m，開(kāi)槽范圍45m*350m。支護(hù)主體是上部放坡、下部單排支護(hù)樁和預(yù)應(yīng)力錨索組合支護(hù)結(jié)構(gòu)，過(guò)街通道支護(hù)結(jié)構(gòu)為復(fù)合土釘墻。地下水控制選擇止水帷幕，降水為主、明排盲溝為輔。

3.2 支護(hù)樁作業(yè)

施工作業(yè)開(kāi)展前需要對(duì)項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)具體情況進(jìn)行全面勘察，在支護(hù)樁施工中需要開(kāi)展泥漿固壁、鉆孔、灌注混凝土等作業(yè)。做好場(chǎng)地整平工作，設(shè)備當(dāng)場(chǎng)等準(zhǔn)備結(jié)束后進(jìn)行放樁，并設(shè)置泥漿系統(tǒng)、蓄漿池。鉆孔作業(yè)開(kāi)展前對(duì)鋼護(hù)筒規(guī)格合理選用，并且需要確保筒的內(nèi)徑比樁徑大，范圍為10cm至20cm。護(hù)筒的埋設(shè)高度超出地面約30cm，并使用粘性土固定樁位。護(hù)筒、樁位的重心誤差不可大于50mm。之后展開(kāi)鉆孔作業(yè)。鉆機(jī)就位前需要確保鉆機(jī)底部的平整度、密實(shí)度，以免鉆孔時(shí)出現(xiàn)誤差偏大、沉降等情況。調(diào)整鉆頭位置，確保鉆頭與樁的中心重合，誤差允許值為±1cm。對(duì)于鉆機(jī)位置的設(shè)置應(yīng)當(dāng)結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)具體情況，方便對(duì)鉆出的土體進(jìn)行及時(shí)清理。第三，施工現(xiàn)場(chǎng)所設(shè)置的沉淀池、泥漿系統(tǒng)需要和棄土區(qū)相鄰，為泥漿的存儲(chǔ)與巡回預(yù)留足夠空間[4]。該項(xiàng)目中所選用的泥漿為膨潤(rùn)土，對(duì)膨潤(rùn)土、水的混合比例加以嚴(yán)格控制，范圍為1：0.06-1：0.1，添加一定量的純堿，調(diào)整泥漿pH值，保障黏度與膠體率，不同施工作業(yè)需要對(duì)泥漿性能加以精確控制，在泥漿制備前測(cè)試材料性能。混凝土澆筑作業(yè)中，泥漿含砂率＜2%，17pa·s＜黏度＜22pa·s。

最后，在鉆孔施工中需要結(jié)合地層條件調(diào)整鉆頭轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩。例如在黏土層鉆孔中，因?yàn)樽枇π。丘ね翆拥奈叫詮?qiáng)，為避免大量的黏土吸附在鉆頭上應(yīng)當(dāng)高速鉆進(jìn)，進(jìn)土量＞斗容量60%。在碎石層鉆孔作業(yè)中需要使用筒式鉆頭。同時(shí)鉆進(jìn)作業(yè)中需要適當(dāng)添水，以免孔壁出現(xiàn)坍塌情況，鉆孔結(jié)束清孔。

混凝土澆筑作業(yè)施工步驟為，導(dǎo)管埋設(shè)，導(dǎo)管規(guī)格為φ258mm，長(zhǎng)度為4m，導(dǎo)管底部與鉆孔的底部保持300mm-500mm的距離。灌注作業(yè)需要保證灌注充足，首次灌注導(dǎo)管埋深＞0.8m，對(duì)灌注速度加以嚴(yán)格控制，防止鋼筋籠上浮、混凝土的密實(shí)度達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求。灌注中導(dǎo)管埋深需要控制在2m-6m，灌注標(biāo)高＞樁頂+1m，確保施工作業(yè)質(zhì)量。

3.3 土釘、錨噴作業(yè)

錨噴作業(yè)開(kāi)展前同樣需做好準(zhǔn)備工作。施工中需要根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)間距進(jìn)行支架的焊接工作，避免對(duì)土釘?shù)陌惭b產(chǎn)生干擾，并合理設(shè)置土釘?shù)奈恢茫M可能減小誤差。其次，對(duì)土釘成孔、成孔角度、孔徑嚴(yán)格控制，結(jié)合項(xiàng)目具體情況確定成孔位置，施工人員需根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙精準(zhǔn)開(kāi)展作業(yè)，保證鉆孔孔徑、孔深滿足項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)[3]。施工結(jié)束后需要對(duì)成孔質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，確保質(zhì)量合格后進(jìn)行土釘送入施工，將土釘插入規(guī)定深度。

3.4 質(zhì)量控制

為確保深基坑施工質(zhì)量，在施工中需要借助專業(yè)設(shè)備控制誤差。例如，在土方施工中借助尺量、全站儀、拉線等方式控制長(zhǎng)度和寬度誤差，誤差范圍保持在－50mm至200mm間。借助水準(zhǔn)儀檢測(cè)坑底高程，允許誤差為－50mm至0mm。通過(guò)人工觀察，借助坡度尺等方式檢驗(yàn)基坑邊坡，確保誤差控制在設(shè)計(jì)要求范圍中。

4 總結(jié)

綜上所述，當(dāng)前多數(shù)建筑項(xiàng)目中都需要首先開(kāi)展深基坑開(kāi)挖作業(yè)，提升土地利用率，確保建筑項(xiàng)目穩(wěn)固性。但是在深基坑施工中存在坍塌、變形情況，需要結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)情況選用相應(yīng)的支護(hù)技術(shù)。為了更有效的使用深基坑支護(hù)技術(shù)，相關(guān)工作單位和技術(shù)人員要注意對(duì)施工專業(yè)性方面的培訓(xùn)，不止要掌握理論知識(shí)，更要注重實(shí)踐技巧，使得我國(guó)工程建設(shè)行業(yè)的整體質(zhì)量能夠得到提高。本文以某建筑項(xiàng)目深基坑支護(hù)施工案例進(jìn)行分析，在支護(hù)作業(yè)中需要加強(qiáng)鉆孔質(zhì)量控制，控制泥漿質(zhì)量。在土釘、錨噴作業(yè)中同樣需要控制施工誤差，為深基坑施工作業(yè)開(kāi)展奠定基礎(chǔ)，確保項(xiàng)目施工質(zhì)量和結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性。