淺析巖土工程基礎(chǔ)施工中深基坑支護(hù)施工技術(shù)的應(yīng)用

范冬暉

廣東省珠海工程勘察院 廣東 珠海 519000

巖土工程施工包括諸多環(huán)節(jié)，其中深基坑支護(hù)施工是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。為了進(jìn)一步優(yōu)化巖土工程的施工效果，施工單位應(yīng)提高對(duì)深基坑支護(hù)施工技術(shù)的重視程度，不斷改善技術(shù)方案，為后續(xù)施工奠定基礎(chǔ)。

1 巖土工程與深基坑支護(hù)概述

1.1 巖土工程

巖土工程是研究巖體工程與土體工程的技術(shù)體制，是土木工程的關(guān)鍵分支，可以利用地質(zhì)學(xué)、巖石力學(xué)等學(xué)科的知識(shí)解決巖石與土體問(wèn)題[1]。巖土工程施工包括諸多環(huán)節(jié)，例如勘察、設(shè)計(jì)、治理、監(jiān)測(cè)以及檢測(cè)等，在土建工程中占據(jù)著重要地位。

1.2 深基坑支護(hù)

深基坑指的是開挖深度在5m以上或開挖深度在5m以內(nèi)但地下管線、周圍環(huán)境以及地質(zhì)條件十分復(fù)雜的基坑工程。深基坑工程具有較強(qiáng)的系統(tǒng)性，主要包括支護(hù)施工與土方開挖等環(huán)節(jié)。深基坑支護(hù)指的是在基坑的側(cè)壁以及周圍設(shè)置加固設(shè)施、支擋設(shè)施以及保護(hù)設(shè)施，從而增強(qiáng)地下結(jié)構(gòu)施工與基坑環(huán)境的安全性。深基坑支護(hù)具有臨時(shí)性、成本高等特點(diǎn)，只有做好深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)工作才能夠降低成本、提升施工質(zhì)量。

2 應(yīng)用深基坑支護(hù)施工技術(shù)的意義

2.1 有利于增強(qiáng)基礎(chǔ)施工的安全性

深基坑支護(hù)施工技術(shù)在巖土工程基礎(chǔ)施工中發(fā)揮著重要作用，可以增強(qiáng)基礎(chǔ)施工的安全性。例如，應(yīng)用深基坑支護(hù)施工技術(shù)可以增強(qiáng)基坑土體的穩(wěn)定性，為地下施工提供安全的施工空間[2]。深基坑當(dāng)中的土體會(huì)受到地下水等諸多因素的影響，可能會(huì)出現(xiàn)滑動(dòng)等問(wèn)題，設(shè)置支護(hù)設(shè)施可以控制地下水等因素對(duì)土體的影響，從而將土體的水平位移與垂直位移控制在合理范圍內(nèi)，避免施工過(guò)程中出現(xiàn)安全事故。

2.2 有利于減小對(duì)周圍設(shè)施的影響

深基坑施工可能會(huì)對(duì)周圍建筑物以及地下管線產(chǎn)生影響，設(shè)置支護(hù)體系可以減小對(duì)周圍設(shè)施的影響，避免造成嚴(yán)重后果。

3 巖土工程基礎(chǔ)施工中常用的深基坑支護(hù)技術(shù)

3.1 錨桿支護(hù)技術(shù)

錨桿支護(hù)技術(shù)指的是利用機(jī)械設(shè)備在深基坑當(dāng)中鉆孔，在孔內(nèi)放置鋼筋等材料并灌入適量的漿液，使鋼筋與漿液混合形成具有支護(hù)能力的錨桿。在深基坑中應(yīng)用錨桿支護(hù)，可以充分發(fā)揮錨桿的懸吊作用、組合梁作用、組合拱作用、加固作用以及減跨作用等力學(xué)作用，改善支護(hù)效果[3]。同時(shí)，相比于其他支護(hù)技術(shù)，錨桿支護(hù)技術(shù)具有操作簡(jiǎn)單、成本低、靈活性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，因此施工單位需加大對(duì)錨桿支護(hù)技術(shù)的研究力度，充分展現(xiàn)其在巖土工程中的價(jià)值。在應(yīng)用錨桿支護(hù)技術(shù)時(shí)，施工人員需要做好鉆孔、清孔、桿體制作等環(huán)節(jié)的工作。第一，鉆孔。鉆孔是錨桿支護(hù)施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，影響著支護(hù)效果。所以施工人員應(yīng)根據(jù)巖土類型以及地下水情況明確鉆孔方式、鉆孔深度以及鉆孔直徑。例如，在較為穩(wěn)定的巖層中可以利用氣動(dòng)沖擊鉆等設(shè)備進(jìn)行鉆孔。第二，清孔。利用機(jī)械設(shè)備進(jìn)行鉆孔會(huì)產(chǎn)生大量的粉塵，需要通過(guò)水洗等方式進(jìn)行清孔。第三，桿體制作。施工人員可以利用中空螺紋鋼材、精軋螺紋鋼筋等材料制作桿體，在制作桿體時(shí)需要做好除油除銹工作，增強(qiáng)桿體的穩(wěn)定性。第四，桿體放置。施工人員需要檢查鉆孔質(zhì)量與桿體質(zhì)量，確保沒有任何問(wèn)題之后再將桿體插入到孔內(nèi)。在放置桿體時(shí)也需要控制好桿體的插入深度。第五，注漿。施工人員需要在孔中注入適量的水泥漿，從而將水泥漿與桿體結(jié)合起來(lái)。

3.2 排樁支護(hù)技術(shù)

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，排樁支護(hù)技術(shù)就是在深基坑中設(shè)置混凝土排樁，從而增強(qiáng)深基坑的穩(wěn)定性。排樁支護(hù)是由支護(hù)樁、防滲帷幕以及支撐等部分共同構(gòu)成的，常用的結(jié)構(gòu)有懸臂式支護(hù)結(jié)構(gòu)、內(nèi)撐式支護(hù)結(jié)構(gòu)以及拉錨式支護(hù)結(jié)構(gòu)。排樁支護(hù)技術(shù)比較適用于深基坑側(cè)壁安全等級(jí)為一級(jí)、二級(jí)以及三級(jí)的支護(hù)工程。在應(yīng)用排樁支護(hù)技術(shù)時(shí)，技術(shù)人員需要根據(jù)《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》、《建筑項(xiàng)目管理規(guī)范》等法律法規(guī)制定完善的施工技術(shù)方案，為后續(xù)施工提供指導(dǎo)。其次，施工人員需要做好施工準(zhǔn)備工作、擋土支護(hù)樁施工工作并及時(shí)解決施工過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，增強(qiáng)施工安全性。

3.3 深層攪拌樁支護(hù)技術(shù)

深層攪拌樁支護(hù)技術(shù)就是將水泥當(dāng)作固化劑，并利用機(jī)械設(shè)備對(duì)水泥漿液與軟土進(jìn)行拌合，使水泥漿液與軟土發(fā)生化學(xué)反應(yīng)與物理反應(yīng)，從而形成穩(wěn)定性良好的土樁墻。深層攪拌樁支護(hù)技術(shù)多被應(yīng)用在軟土地基中，有利于改善巖土環(huán)境。在施工過(guò)程中，施工人員應(yīng)根據(jù)深基坑支護(hù)施工要求明確攪拌樁的具體位置，并將攪拌樁機(jī)放置在攪拌位置上。之后需要將制備好的漿液倒入集料斗當(dāng)中，并開啟攪拌樁機(jī)，使攪拌樁機(jī)在下沉的同時(shí)對(duì)水泥漿液與巖土進(jìn)行攪拌[4]。當(dāng)攪拌樁機(jī)的下沉深度符合要求時(shí)，施工人員需要利用灰漿泵進(jìn)行噴漿攪拌，從而完成一根攪拌樁的施工工作。最后，施工人員需要重復(fù)上述步驟，從而完成所有攪拌樁的施工。

3.4 鋼板樁支護(hù)技術(shù)

鋼板樁支護(hù)技術(shù)是將帶鎖口或鉗口的型鋼連接起來(lái)，從而使其形成鋼板樁墻的技術(shù)手段。鋼板樁支護(hù)技術(shù)具有施工難度小、施工速度快、空間要求小等優(yōu)勢(shì)，在巖土工程基礎(chǔ)施工中占據(jù)著重要地位。在應(yīng)用鋼板樁支護(hù)技術(shù)時(shí)，施工人員應(yīng)做好各個(gè)環(huán)節(jié)的工作。第一，科學(xué)選擇鋼板樁類型。巖土工程可用的鋼板樁類型有很多，例如L/S型、U型等，不同類型鋼板樁的優(yōu)勢(shì)不同，技術(shù)人員需要根據(jù)巖土工程的實(shí)際情況選擇合適的鋼板樁。第二，可以將鋼板樁支護(hù)與錨墊板施工結(jié)合起來(lái)，從而提高施工質(zhì)量。第三，應(yīng)準(zhǔn)備好液壓振動(dòng)錘、履帶式單斗挖掘機(jī)、汽車式起重機(jī)、振動(dòng)拔樁機(jī)、電焊機(jī)、經(jīng)緯儀等施工設(shè)備。第四，應(yīng)做好施工放樣、鋼板樁吊裝、導(dǎo)架安裝、打樁以及振動(dòng)沉樁等工作。例如，需要利用明顯的標(biāo)志線標(biāo)注鋼板樁的位置；利用專用吊具吊裝鋼板樁；將鋼板樁放置在不易變形的場(chǎng)地上；利用經(jīng)緯儀與水平儀等儀器調(diào)整導(dǎo)梁的位置與高度；利用屏風(fēng)式打入法等方法進(jìn)行打樁；利用振動(dòng)錘進(jìn)行振動(dòng)沉樁。

3.5 鉆孔灌注樁支護(hù)技術(shù)

鉆孔灌注支護(hù)技術(shù)即設(shè)置樁孔，在樁孔中放置鋼筋籠并澆筑混凝土，從而形成灌注樁。與其他支護(hù)技術(shù)相比，鉆孔灌注樁支護(hù)技術(shù)的支護(hù)效果較好且不會(huì)產(chǎn)生劇烈的振動(dòng)與較大的噪音。在應(yīng)用鉆孔灌注樁施工技術(shù)時(shí)，施工人員需要科學(xué)選擇施工方法。常用的鉆孔灌注樁施工方法有全套管施工法與泥漿護(hù)壁法這兩種類型，不同方法的施工步驟不同。在應(yīng)用全套管施工法時(shí)，施工人員需要全面清理施工場(chǎng)地、構(gòu)建穩(wěn)定的施工平臺(tái)、利用鉆孔機(jī)進(jìn)行鉆孔、在孔內(nèi)放置鋼筋籠、澆筑混凝土、拉拔套管。在應(yīng)用泥漿護(hù)壁法時(shí)，施工人員需要在鉆孔的基礎(chǔ)上埋設(shè)護(hù)筒，并做好清孔與澆筑工作。

3.6 地下連續(xù)墻支護(hù)技術(shù)

地下連續(xù)墻支護(hù)技術(shù)指的是在深基坑中開挖深槽，在深槽中放置鋼筋籠，并澆筑適量的混凝土，使鋼筋籠與混凝土結(jié)合起來(lái)，從而形成具有支護(hù)作用的混凝土墻壁。地下連續(xù)墻支護(hù)技術(shù)的防水與攔截性能較強(qiáng)，多被應(yīng)用在軟土地基中。但這種支護(hù)技術(shù)會(huì)對(duì)環(huán)境造成一定的破壞，因此施工單位需要根據(jù)巖土工程的實(shí)際情況判斷是否應(yīng)用這種技術(shù)，若應(yīng)用這種技術(shù)就需要好施工與環(huán)境保護(hù)工作。在施工之前，施工人員需要澆筑導(dǎo)墻并疏通施工通道。導(dǎo)墻的質(zhì)量會(huì)對(duì)地下連續(xù)墻的標(biāo)高以及軸線產(chǎn)生影響，所以施工人員需要提高施工質(zhì)量。之后需要利用專用的機(jī)械設(shè)備開挖深槽并制作鋼筋籠。完成這些工作之后施工人員需下放鋼筋籠并澆筑混凝土。

4 深基坑支護(hù)施工技術(shù)的應(yīng)用問(wèn)題

4.1 邊坡修整缺乏規(guī)范性

邊坡修整缺乏規(guī)范性是深基坑支護(hù)施工中的常見問(wèn)題，降低了支護(hù)施工的質(zhì)量。在開挖基坑的過(guò)程中，施工人員會(huì)先利用機(jī)械設(shè)備進(jìn)行開挖再進(jìn)行人工修復(fù)。但無(wú)論是機(jī)械設(shè)備開挖還是人工修復(fù)都存在諸多問(wèn)題，降低了邊坡修整的規(guī)范性。在這種情況下進(jìn)行支護(hù)施工很容易出現(xiàn)挖掘量不足、邊坡表面不規(guī)則等問(wèn)題，加大了施工難度。

4.2 支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理

支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量決定著支護(hù)結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量，但很多巖土工程中的支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)都不夠合理。首先，施工單位沒有做好地質(zhì)勘察工作。在進(jìn)行支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)前，施工單位應(yīng)加大地質(zhì)勘察力度，充分了解地質(zhì)狀況、水文條件，為支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。但部分施工單位沒有嚴(yán)格按照要求利用專業(yè)的儀器設(shè)備進(jìn)行地質(zhì)勘察，導(dǎo)致勘察結(jié)果并不準(zhǔn)確，影響到了支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性[5]。其次，設(shè)計(jì)人員的專業(yè)素養(yǎng)較差，沒有準(zhǔn)確計(jì)算支護(hù)結(jié)構(gòu)的各項(xiàng)參數(shù)，導(dǎo)致設(shè)計(jì)不符合要求。

4.3 土方開挖與支護(hù)施工不協(xié)調(diào)

土方開挖與支護(hù)施工都是巖土工程基礎(chǔ)施工的關(guān)鍵內(nèi)容，但在施工過(guò)程中很容易出現(xiàn)施工不協(xié)調(diào)等問(wèn)題。一方面，土方開挖這一環(huán)節(jié)的施工難度相對(duì)較小，且周期較短。而深基坑支護(hù)施工的難度較大，周期較長(zhǎng)。所以土方開挖與支護(hù)施工之間會(huì)出現(xiàn)管理混亂、施工矛盾等問(wèn)題。另一方面，部分施工單位沒有完全控制好土方開挖與支護(hù)施工的時(shí)間，導(dǎo)致二者之間十分不協(xié)調(diào)。

4.4 施工人員專業(yè)素養(yǎng)差

施工人員是開展深基坑支護(hù)施工的關(guān)鍵主體，其施工水平會(huì)對(duì)施工效果產(chǎn)生較大影響，但部分施工人員的專業(yè)素養(yǎng)相對(duì)較差，不符合深基坑支護(hù)施工的要求。首先，部分施工人員的工作態(tài)度不夠端正，沒有意識(shí)到深基坑支護(hù)施工的重要性。其次，部分施工人員的標(biāo)準(zhǔn)意識(shí)與質(zhì)量意識(shí)較為淡薄，施工操作較為隨意。例如，部分施工人員沒有嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定進(jìn)行施工，導(dǎo)致深基坑支護(hù)施工質(zhì)量較差。此外，部分施工人員沒有接受過(guò)系統(tǒng)培訓(xùn)，施工經(jīng)驗(yàn)也較為匱乏，降低了施工效率。例如，部分施工人員并不了解深基坑支護(hù)施工的技術(shù)手段與具體流程，在施工時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)問(wèn)題，不僅會(huì)影響到施工進(jìn)度，也會(huì)影響到施工質(zhì)量。

5 提高深基坑支護(hù)施工技術(shù)應(yīng)用質(zhì)量的策略

5.1 加大邊坡修整的監(jiān)督力度

邊坡修整的規(guī)范性會(huì)對(duì)深基坑支護(hù)施工效果產(chǎn)生較大影響，因此施工單位應(yīng)提高對(duì)邊坡開挖與邊坡修整的重視程度，做好相應(yīng)的監(jiān)督管理工作。首先，施工單位應(yīng)制定完善的邊坡開挖與修整規(guī)范，增強(qiáng)施工人員操作的規(guī)范性。其次，施工單位應(yīng)安排專業(yè)的管理人員進(jìn)行施工管理，若發(fā)現(xiàn)邊坡修整存在不規(guī)范等問(wèn)題需及時(shí)安排施工人員返工。

5.2 根據(jù)巖土工程的實(shí)際情況進(jìn)行支護(hù)設(shè)計(jì)

支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是支護(hù)施工的前提和基礎(chǔ)，只有提高設(shè)計(jì)質(zhì)量才能優(yōu)化支護(hù)效果。因此，施工單位應(yīng)做好地質(zhì)勘察工作，明確施工區(qū)域的水文條件與地質(zhì)條件。同時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)場(chǎng)地地形圖、地質(zhì)勘察報(bào)告、地下管線圖、地基基礎(chǔ)圖等內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員需要做好概念設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)等各項(xiàng)工作，增強(qiáng)設(shè)計(jì)的合理性。在概念設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員需要根據(jù)深基坑的開挖深度、施工條件、周邊環(huán)境等情況明確支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)；根據(jù)地質(zhì)報(bào)告進(jìn)行細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)，若存在礫石層、砂層等透水層就需要設(shè)計(jì)止水帷幕；根據(jù)施工場(chǎng)地的空間選擇合適的支護(hù)形式；計(jì)算支護(hù)結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確參數(shù)，例如土釘長(zhǎng)度、錨索長(zhǎng)度等[6]。在施工圖設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員需要根據(jù)設(shè)計(jì)總方案設(shè)計(jì)施工大樣圖以及相關(guān)圖紙。在完成設(shè)計(jì)工作后也需要對(duì)設(shè)計(jì)方案與圖紙進(jìn)行專家會(huì)審，判斷設(shè)計(jì)圖紙的合理性是否符合要求。

5.3 增強(qiáng)土方開挖與支護(hù)施工的協(xié)調(diào)性

在施工過(guò)程中，施工單位應(yīng)增強(qiáng)土方開挖與支護(hù)施工的協(xié)調(diào)性，從而提高施工效率與質(zhì)量。施工單位應(yīng)做好施工管理工作，科學(xué)規(guī)劃土方開挖與支護(hù)施工的時(shí)間，避免出現(xiàn)管理混亂等問(wèn)題。

5.4 加大變形監(jiān)測(cè)力度

在深基坑支護(hù)施工過(guò)程中，施工單位需要做好邊坡變形等方面的監(jiān)測(cè)工作，減少安全事故的發(fā)生。監(jiān)測(cè)人員應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)要求利用儀器設(shè)備進(jìn)行地下水位升降動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、支護(hù)結(jié)構(gòu)頂端水平位移監(jiān)測(cè)、周邊建筑物變形監(jiān)測(cè)、地下管線變形監(jiān)測(cè)以及地下設(shè)施變形監(jiān)測(cè)，為支護(hù)施工提供支持。

5.5 做好質(zhì)量管理工作

在施工過(guò)程中，施工單位應(yīng)加大施工質(zhì)量控制力度、提升管理工作的信息化水平。首先，應(yīng)樹立精細(xì)化管理理念，將質(zhì)量管理貫徹落實(shí)在支護(hù)施工的各個(gè)環(huán)節(jié)中。其次，應(yīng)做好支護(hù)施工的記錄與跟蹤監(jiān)測(cè)工作，及時(shí)發(fā)現(xiàn)支護(hù)施工中的問(wèn)題。再次，應(yīng)及時(shí)處理突發(fā)事件。深基坑支護(hù)施工中可能會(huì)出現(xiàn)基坑管涌、基坑局部裂縫等突發(fā)事件，施工人員需要根據(jù)應(yīng)急預(yù)案解決問(wèn)題。此外，應(yīng)利用BIM等信息化手段進(jìn)行質(zhì)量管理與動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。

5.6 強(qiáng)化施工人員培訓(xùn)

深基坑支護(hù)施工具有較強(qiáng)的系統(tǒng)性與專業(yè)性，對(duì)施工人員的專業(yè)素養(yǎng)有較高的要求。為此，施工單位應(yīng)對(duì)施工人員進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)。首先，施工單位應(yīng)對(duì)施工人員進(jìn)行職業(yè)素養(yǎng)教育，讓施工人員從思想深處意識(shí)到深基坑支護(hù)施工的重要性。其次，施工單位應(yīng)對(duì)施工人員進(jìn)行規(guī)則培訓(xùn)，增強(qiáng)施工人員的規(guī)則意識(shí)。例如，施工單位應(yīng)多講解國(guó)家級(jí)施工規(guī)定以及行業(yè)規(guī)定，讓施工人員嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定進(jìn)行施工，增強(qiáng)施工操作的規(guī)范性。此外，施工單位應(yīng)對(duì)施工人員進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)，在提升施工人員技術(shù)水平的同時(shí)加快施工進(jìn)度。例如，對(duì)施工人員進(jìn)行地下連續(xù)墻支護(hù)施工培訓(xùn)、鉆孔灌注樁支護(hù)施工培訓(xùn)等專項(xiàng)培訓(xùn)。

6 結(jié)語(yǔ)

深基坑支護(hù)體系是巖土工程基礎(chǔ)施工體系的關(guān)鍵構(gòu)成部分，施工單位需要根據(jù)巖土工程的具體要求設(shè)計(jì)深基坑支護(hù)施工方案、科學(xué)選擇支護(hù)形式，并通過(guò)變形監(jiān)測(cè)、質(zhì)量管理等手段控制施工風(fēng)險(xiǎn)，不斷提高巖土工程的施工質(zhì)量。