建筑工程中深基坑支護(hù)施工相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用

宋棟雷 山東金世紀(jì)建筑安裝工程有限公司

崔德博 冠縣新永興置業(yè)有限公司

1 前言

建筑工程中深基坑支護(hù)技術(shù)不同于其他工程技術(shù)，其適用范圍廣且風(fēng)險低，現(xiàn)如今被廣泛運用在工程建設(shè)中。以往的工程挖掘都是直接或是放坡挖掘，對城市施工會無形增加很多施工難度，造成深基坑技術(shù)難以實施。深基坑支護(hù)技術(shù)會對于整體施工質(zhì)量造成影響，甚至?xí)绊懻w施工進(jìn)度，并且跟施工的經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)生一定的關(guān)聯(lián)。

2 深基坑支護(hù)工程概述

2.1 深基坑支護(hù)工程的概念

深基坑支護(hù)技術(shù)與開挖深度有關(guān)，所有的建筑工程都會有基礎(chǔ)開挖施工內(nèi)容，但只有地質(zhì)條件較差、地下施工環(huán)境復(fù)雜，或深度高達(dá)5m及以上的工程項目，才需要考慮基坑維穩(wěn)措施。面對上述情形，施工人員應(yīng)在基坑四周設(shè)置垂直擋土圍護(hù)結(jié)構(gòu)，再以樁、墻、支撐等形式，有效抵擋基坑內(nèi)外部的土體壓力，從而達(dá)到合理傳遞和分散壓力的目的，以保證基坑及周邊設(shè)施、建構(gòu)筑物等安全。雖然只是一種臨時圍護(hù)結(jié)構(gòu)，但其建造方式和工藝分類卻十分豐富。目前，我國建筑工程中應(yīng)用較多的有重力式擋墻、錨桿支護(hù)以及各種樁支護(hù)形式。在實際應(yīng)用過程中，施工人員需要考慮不同工程項目所處施工區(qū)域的地質(zhì)環(huán)境、地面現(xiàn)狀和地下管線布設(shè)等條件，并結(jié)合基坑深度、支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全等級設(shè)定、支護(hù)方案的可行性及經(jīng)濟(jì)性等因素，確定最佳支護(hù)施工方案。

2.2 市政工程深基坑施工的特點

由于深基坑一般較深、施工條件復(fù)雜、施工難度較大，如市政工程的基坑一般為長方形，與管道走向一致，且附近地下管線較多，深度相對于工業(yè)及民用建筑而言較淺。

由于不同基坑所處的市政、地質(zhì)環(huán)境不同，所采用的施工技術(shù)也不相同，即便是同一地區(qū)的基坑地質(zhì)情況也不盡相同，不同的市政深基坑具有不同的特點。另外，與永久性支護(hù)系統(tǒng)相比，臨時組建的深基坑支護(hù)系統(tǒng)在耐用性、穩(wěn)固性等方面存在諸多安全隱患。

3 深基坑支護(hù)施工存在的主要問題

3.1 降水排水處理不當(dāng)

降水排水是城市市政工程及深基坑支護(hù)工作面臨的首要問題。在深基坑施工中，降水排水處理技術(shù)至關(guān)重要，一旦使用不當(dāng)，將會對深基坑支護(hù)擋土結(jié)構(gòu)造成嚴(yán)重的破壞，使其難以支撐，大大降低地表承載力，甚至帶來諸多安全問題，嚴(yán)重影響后續(xù)施工進(jìn)度。目前，市政工程深基坑支護(hù)技術(shù)一般采用輕型，或噴射井點等方法進(jìn)行降水處理，但這種舊的操作方法存在很多問題，比如降水速度過快會造成地面沉降，嚴(yán)重破壞環(huán)境和水質(zhì)。

3.2 缺乏整體性

在建筑工程施工中具有較強(qiáng)的整體性，如果支護(hù)工程在整體性上欠缺考慮，就可能在實際中產(chǎn)生交接失誤等問題，對施工質(zhì)量和效率產(chǎn)生不利影響。整體性是有效落實深基坑支護(hù)穩(wěn)定性的關(guān)鍵保障指標(biāo)，對于施工要求來說，要統(tǒng)籌考慮其基本參數(shù)和力學(xué)性能等方面，在能夠合理化開展整體工作的前提下，有效優(yōu)化工程局部細(xì)節(jié)。

3.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計缺乏合理性

在設(shè)計工程建筑深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)時，設(shè)計結(jié)果會受到許多因素的影響。在通常情況下，工程設(shè)計人員會采用平衡理論設(shè)計深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)。這一理論雖然在安全上符合工程施工的要求，但是建筑工程施工的復(fù)雜性，會導(dǎo)致支護(hù)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)弊端。

在實際建筑施工設(shè)計中，深坑地基施工是動態(tài)的工程結(jié)構(gòu)，隨著工程的不斷推進(jìn)，其結(jié)構(gòu)會不斷發(fā)生變化，并且土層的變化會導(dǎo)致周邊土質(zhì)發(fā)生滑坡或者坍塌事故。因此，不合理的設(shè)計方案會為工程建設(shè)埋下嚴(yán)重的安全隱患。

3.4 基坑開挖缺失空間變化因素

很多基坑開挖完成后，土坡位移都是處于中間位置，兩端相對較少，導(dǎo)致深基坑邊坡穩(wěn)定性不足，長邊居中位置容易發(fā)生松動。因此在基坑開挖中，要充分考慮空間變化，但是其支護(hù)結(jié)構(gòu)往往按照平面進(jìn)行設(shè)計，只適用于細(xì)長條基坑，在長形以及方形基坑中無法有效應(yīng)用?；诖?，在實際開挖中要在平面參考的基礎(chǔ)上加入空間因素，為其質(zhì)量提供可靠保障。

4 深基坑支護(hù)的主要技術(shù)

4.1 土層錨桿施工技術(shù)

實施土層錨桿施工作業(yè)期間，應(yīng)當(dāng)依照實際情況對孔的位置以及間距進(jìn)行合理設(shè)計，制訂較為完善的設(shè)計方案，確保設(shè)計無誤差后再展開施工，落實規(guī)范性的施工流程。具體包括以下幾點。

一是測量和定位。工作人員深入內(nèi)部探究施工場地情況，按照標(biāo)準(zhǔn)要求精準(zhǔn)檢驗和確定錨桿的具體位置，將各項點位的測量誤差控制在合理范圍內(nèi)。有關(guān)安全和質(zhì)量管理層組織專業(yè)性強(qiáng)，并且經(jīng)驗豐富的人員再次檢驗測量定位作業(yè)，避免傾角、標(biāo)高以及位置出現(xiàn)不良問題。

二是完成測量定位作業(yè)后，再實施鉆孔作業(yè)。在鉆孔期間，一旦受到硬質(zhì)材料的影響，鉆孔作業(yè)將會受到阻礙。面對此種現(xiàn)象，應(yīng)該馬上停止鉆進(jìn)作業(yè)，禁止強(qiáng)行鉆進(jìn)，檢驗鉆孔位置，研究受到阻礙的根本來源，進(jìn)而采取合理的鉆進(jìn)方式，或者更換鉆頭等方式徹底解決問題，避免鉆具受損致設(shè)備性能降低。

三是做好灌漿工作。要想提升錨桿的穩(wěn)固性，需要保持灌漿的固定性，在該項階段內(nèi)，合理設(shè)計灌漿材料的各項比例，控制實際的攪拌時間，并且檢查灌漿前期階段作業(yè)，將雜物徹底清除干凈，以此促使灌漿作業(yè)穩(wěn)定開展。

4.2 混凝土灌注樁施工技術(shù)

深基坑支護(hù)技術(shù)中，混凝土灌注樁施工技術(shù)是普遍應(yīng)用的一項技術(shù)，因此加大對其的研究力度極為關(guān)鍵。相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)掌握各項要點，確定規(guī)范的施工操作流程。在灌注混凝土期間，需要按照以下流程開展施工作業(yè)。

一是鉆孔前期結(jié)合柱列間隔進(jìn)行排序處理，檢查無誤差以后，展開混凝土灌注樁施工。雖然混凝土灌注樁施工操作極為便利，但對技術(shù)水平有很高的要求，能夠增強(qiáng)地基承載性能，為施工作業(yè)良好開展奠定堅實基礎(chǔ)。

二是在施工期間，還需要改進(jìn)和完善護(hù)坡施工，施工人員必須具備較強(qiáng)的技能，從而保障施工作業(yè)的穩(wěn)定開展。

4.3 鋼板樁支護(hù)施工技術(shù)

顧名思義，鋼板樁支護(hù)施工技術(shù)的主要材料為鋼板，施工人員在施工前應(yīng)選擇外觀和性能合適的Z形、U形等鋼材，采用振動捶打、靜壓等方式，使其深入基坑四周土體，然后采用合適的加固和連接方式，將每一塊鋼板進(jìn)行拼接，形成獨立的鋼板墻，利用鋼板的支撐力達(dá)到擋土支護(hù)的效果。

由此可見，該支護(hù)技術(shù)的工藝原理簡單易懂，施工方式較為簡單，比較適用于軟土地基的施工，但需要考慮鋼板樁的柔韌性。此外，該施工方式對周邊環(huán)境有著一定要求，只適用于深度小于8m的基坑。

4.4 地下連續(xù)墻施工

地下連續(xù)墻防水支護(hù)主要原理，是在防水泥漿對地下基坑的圍墻護(hù)壁侵蝕作用下，利用特定的多層挖槽保護(hù)設(shè)備對其進(jìn)行多層挖槽，通過多層澆筑鋼筋混凝土層的形成，使其具有一定的防水保護(hù)性能和澆筑強(qiáng)度比同等級的單層鋼筋混凝土強(qiáng)。

在實際建筑施工中，地下基坑連續(xù)墻體的支護(hù)基層結(jié)構(gòu)，多數(shù)應(yīng)用于一些施工環(huán)境條件較復(fù)雜，以及地下基坑基層開挖施工深度一般在10m以上的建筑工程中。在所有的深開挖基坑基層支護(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，地下施工連續(xù)墻基層支護(hù)系統(tǒng)是結(jié)構(gòu)最強(qiáng)的一種類型，適用于各種對地下施工環(huán)境條件質(zhì)量要求較高以及各種軟弱混凝土層中。

由于地下連續(xù)墻施工噪聲低，整個施工過程對居民生活影響不大；支撐墻的支撐剛度大，幾乎不會發(fā)生墻體倒塌施工事故。它是深基坑工程的主要支護(hù)結(jié)構(gòu)；地下連續(xù)墻可直接用于堅硬砂礫土層和軟弱沖擊性地層的支護(hù)，對墻體環(huán)境變化條件和墻體地質(zhì)物理條件要求不高；在墻體施工過程使用中，可以直接采用半逆方向施法和逆方向施法，作為永久支護(hù)結(jié)構(gòu)，具有較高的安全性、穩(wěn)定使用性能和可觀經(jīng)濟(jì)效益。

4.5 土釘支護(hù)施工技術(shù)

（1）土釘與挖土施工。通過土釘支護(hù)技術(shù)，利用土釘與土體之間的摩擦力，在基坑附近坡地對土層起到固定作用。施工單位在施工過程中，應(yīng)確保土釘墻施工位置的科學(xué)性。由于拐角位置的土體缺乏穩(wěn)固性，采用挖土施工法進(jìn)行放樣作業(yè)，可提高穩(wěn)固性。施工單位也可采用分層法進(jìn)行溝槽開挖，在深基坑施工中，施工單位應(yīng)嚴(yán)格控制深基坑深度，分層開挖時，應(yīng)先按分層的方式挖出溝槽，保證溝槽的寬度不超過6m，然后，遵循施工設(shè)計的規(guī)定，以免出現(xiàn)超挖情況。在土釘制作時，施工單位應(yīng)選用合適的鋼管，在管內(nèi)打出梅花形的孔洞，孔洞間距不得小于300mm，且不大于500mm。（2）注漿。完成以上步驟后，施工單位要進(jìn)行注漿和拔管，在口部通過高壓注漿后完成封口作業(yè)。在施工過程中，施工單位要科學(xué)控制注漿設(shè)備的恒定壓力和工作流量。（3）鋼筋網(wǎng)制作。深基坑土層挖掘完成后，施工單位應(yīng)對鋼筋網(wǎng)進(jìn)行噴射，保證噴射厚度不超過100mm。施工現(xiàn)場一旦出現(xiàn)涌水現(xiàn)象，施工單位必須及時注漿封堵，確保施工作業(yè)不受水流影響。

4.6 深層攪拌樁支護(hù)技術(shù)

深層攪拌樁體就是一種可以利用深層軟化石灰，或者深層水泥等作為主要原料進(jìn)行固化的軟化泥土樁體性質(zhì)，通過使用這種攪拌水泥樁的各種機(jī)器，將其與深層軟化泥土中的一些強(qiáng)制性物質(zhì)，進(jìn)行多次攪拌或者混合固化到一起，直接形成深層軟土樁體，使得深層軟土中的強(qiáng)度、水穩(wěn)性、整體性等各項軟土性能指標(biāo)都能夠達(dá)到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

對深層輕質(zhì)淤泥鋼筋混凝土攪拌樁來說，其結(jié)構(gòu)特點主要適宜于采用人工混合處理深層輕質(zhì)淤泥、淤泥質(zhì)土、粉土和其他土質(zhì)含水量較高的各種輕質(zhì)和強(qiáng)黏性鋼筋混凝土作為地基，優(yōu)點主要體現(xiàn)在：（1）其施工技術(shù)主要是將基礎(chǔ)養(yǎng)護(hù)劑與原有地基軟化黏土原位混合，最大限度地充分利用原位地基土；（2）在施工混合過程中，原有地基的軟土不會被橫向擠壓，對周圍恢復(fù)的舊建筑環(huán)境影響不大；（3）根據(jù)不同地塊、不同建設(shè)項目的技術(shù)要求，選擇各種養(yǎng)護(hù)劑；（4）由于施工攪拌過程中產(chǎn)生的氣體振動小，無化學(xué)污染，可在附近居民區(qū)進(jìn)行施工。

4.7 排樁支護(hù)技術(shù)

在深基坑支護(hù)工程施工期間，應(yīng)用排樁支護(hù)技術(shù)產(chǎn)生的效果良好，其中，防滲帷幕結(jié)構(gòu)和支護(hù)樁結(jié)構(gòu)是重要組成部分，施工中務(wù)必強(qiáng)化該項技術(shù)的監(jiān)督管理，規(guī)范性實施技術(shù)管理控制作業(yè)。例如，從深基坑結(jié)構(gòu)周圍領(lǐng)域內(nèi)對鋼筋混凝土灌注樁進(jìn)行設(shè)計，當(dāng)多個樁體形成排樁時，既有利于保持支護(hù)的整體性，又能改善擋土性能。

通常來講，排樁技術(shù)的應(yīng)用對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生的影響非常小，不會出現(xiàn)噪聲污染現(xiàn)象，而且施工技術(shù)應(yīng)用簡便，在各項領(lǐng)域內(nèi)都能應(yīng)用廣泛。因為排樁剛度特別高，各項樁體之間一般使用帽梁加固處理，這樣可以有效避免地下水回流問題和沙?；亓鲉栴}。對此，企業(yè)應(yīng)當(dāng)提高對工程施工的重視程度，積極總結(jié)各項經(jīng)驗，充分發(fā)揮攪拌樁技術(shù)、旋噴樁技術(shù)，以及高壓灌注技術(shù)的優(yōu)勢，以此實現(xiàn)預(yù)期的工作目標(biāo)。

5 深基坑支護(hù)技術(shù)的改進(jìn)措施

深基坑支護(hù)施工期間，應(yīng)當(dāng)掌握多項技術(shù)要點，使用分段施工的方式實施基坑施工作業(yè)來保護(hù)坡面。開挖到圈梁高度后，借助錨桿樁開展圈梁作業(yè)，使用分成挖除技術(shù)將基坑周圍的土體徹底清除，同時利用人工開挖方式，在基坑見底的過程中，應(yīng)用地板墊層澆筑法維護(hù)墻體，保持良好的施工設(shè)備性能，以免發(fā)生安全隱患。

由于施工階段的地質(zhì)和地理條件有著復(fù)雜性特征，面臨著極高的施工難度和風(fēng)險性，所以必須進(jìn)一步加大施工現(xiàn)場檢驗力度，及時檢驗施工機(jī)械，在保持良好施工質(zhì)量的基礎(chǔ)上記錄相關(guān)情況。

6 結(jié)束語

綜上所述，建筑工程項目在運用深基坑支護(hù)施工技術(shù)過程中，需要全面分析該工程深基坑的整體結(jié)構(gòu)，還要系統(tǒng)化勘查施工區(qū)域周邊的具體環(huán)境，探究支護(hù)的實際需求與特征。尤其是針對有地下水的復(fù)雜地形區(qū)域，建筑工程企業(yè)更要挑選具有針對性的施工技術(shù)，從而進(jìn)一步提升深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、可靠度，以更好地保證后續(xù)施工運作的規(guī)范性。