建筑基坑支護(hù)施工技術(shù)研究

裴大楷

（廣東省核工業(yè)地質(zhì)局二九三大隊(duì)，廣東 廣州 510800）

近年來(lái)，我國(guó)的高層建筑呈現(xiàn)出了良好的發(fā)展態(tài)勢(shì)，在這樣的背景下，深基坑支護(hù)技術(shù)也得到了更進(jìn)一步的發(fā)展。但由于當(dāng)前階段的城市建筑之間距離普遍較短，一些基坑和建筑之間的距離甚至只有幾米，這便給建筑的基礎(chǔ)施工增添了許多的困難。同時(shí)，傳統(tǒng)所應(yīng)用的深基坑支護(hù)的結(jié)構(gòu)、相關(guān)理論、原則以及公式早已不能夠有效滿(mǎn)足當(dāng)前階段的實(shí)際需求，加大了基坑工程事故發(fā)生的概率，其所造成的損失也是非常嚴(yán)重的?；诖?，對(duì)當(dāng)前階段常用的建筑基坑支護(hù)施工技術(shù)進(jìn)行深入的探索與研究具有非常積極的意義。

1 當(dāng)前階段深基坑支護(hù)存在的不足

1.1 設(shè)計(jì)階段的土體物理力學(xué)參數(shù)選擇不合理

針對(duì)深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，其自身需要承受的土壓力與其安全性之間存在著密不可分的聯(lián)系，但因?yàn)榈刭|(zhì)情況具有較強(qiáng)的多變性以及復(fù)雜性，要想能夠保障土壓力計(jì)算的精準(zhǔn)性是存在較大難度的，同時(shí)對(duì)于土體物理參數(shù)的選擇同樣也是一大難題，特別是咋開(kāi)展深基坑開(kāi)挖工作的過(guò)程中，其的含水率、內(nèi)摩擦角以及粘聚力是比較容易發(fā)生相應(yīng)的變化的，無(wú)法有效保證對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)具體受力計(jì)算的精準(zhǔn)性。在實(shí)際開(kāi)展深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的過(guò)程中，若在地基土體的力學(xué)參數(shù)方面取值不夠合理，那么其對(duì)最終的設(shè)計(jì)造成的影響將是非常嚴(yán)重的。從相關(guān)的土力學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)當(dāng)中能夠了解到，如果實(shí)際內(nèi)摩擦角值差為5°，那么其形成的主動(dòng)土壓力也會(huì)存在相應(yīng)的差異，同時(shí)原土體自身具備的粘聚力和開(kāi)挖完成之后土體的粘聚力之間存在非常明顯的不同。實(shí)際當(dāng)中如果采用的施工工藝或者支護(hù)機(jī)構(gòu)的形式不一樣，那么其在土體力學(xué)參數(shù)的選擇方面產(chǎn)生的影響也是較為深遠(yuǎn)的。

1.2 基坑土體取樣不夠完整

在實(shí)際開(kāi)展深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，需要預(yù)先針對(duì)地基土層開(kāi)展相應(yīng)的取樣分析工作，主要的目的是為了能夠獲取相對(duì)合理的物理力學(xué)指標(biāo)，進(jìn)而有利于一定程度減少工程的投入成本，減少工程整體的工作量，防止出現(xiàn)鉆孔過(guò)多的情況。所以，實(shí)際當(dāng)中獲取的土樣無(wú)法避免地會(huì)具有相應(yīng)的隨機(jī)性以及不完全性。但實(shí)際當(dāng)中的地質(zhì)構(gòu)造是具備較強(qiáng)的多變性以及復(fù)雜性的，獲取的土樣無(wú)法充分將土層真實(shí)性展現(xiàn)出來(lái)。所以，實(shí)際開(kāi)展的支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作并不能夠確定也具體地質(zhì)情況之間是充分相符的。

1.3 基坑開(kāi)挖空間效應(yīng)考慮不全面

從相關(guān)的深基坑開(kāi)挖資料當(dāng)中能夠了解到，在基坑周?chē)赢?dāng)中出現(xiàn)的水平位移情況的特點(diǎn)主要為中間大而兩邊小。對(duì)于深基坑邊坡經(jīng)常出現(xiàn)的失穩(wěn)情況來(lái)說(shuō)，其通常發(fā)生的部位為長(zhǎng)邊居中，從這當(dāng)中便能夠了解到深基坑開(kāi)挖問(wèn)題為明顯的空間問(wèn)題。通常開(kāi)展的深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作主要是針對(duì)平面應(yīng)變方面存在的問(wèn)題給予處理的。針對(duì)細(xì)長(zhǎng)條類(lèi)型的基坑而言，此種類(lèi)型的平面應(yīng)變假設(shè)和實(shí)際之間是相對(duì)應(yīng)的，但針對(duì)和方形以及長(zhǎng)方形比較相似的深基坑來(lái)說(shuō)存在的差別還是較為懸殊的。基于此，在還沒(méi)有針對(duì)空間問(wèn)題給予解決之前，將平面應(yīng)變假設(shè)作為主要依據(jù)開(kāi)展設(shè)計(jì)工作的過(guò)程中，需要針對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)給予相應(yīng)的調(diào)整，保證其能夠有效滿(mǎn)足空間效應(yīng)開(kāi)發(fā)方面的相關(guān)需求。

1.4 支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算和具體受力不相符

當(dāng)前階段在實(shí)際開(kāi)展深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，涉及到的計(jì)算工作主要依靠的是極限平衡理論，但對(duì)于實(shí)際的支護(hù)結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，其的具體受力是相對(duì)復(fù)雜的。根據(jù)大量的工程實(shí)踐表明，對(duì)于一些支護(hù)結(jié)構(gòu)，如果將極限平衡理論作為主要依據(jù)開(kāi)展相應(yīng)的安全系數(shù)計(jì)算工作，那么基于理論方面而言其是非常安全的，但偶爾也有可能出現(xiàn)破壞。對(duì)于一些支護(hù)結(jié)構(gòu)安全系數(shù)其的數(shù)值相對(duì)較小，有可能無(wú)法滿(mǎn)足規(guī)范需求，但其在具體工程開(kāi)展的過(guò)程中卻是可以符合要求的。

2 基坑支護(hù)施工技術(shù)

為了能夠有效保障基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)作業(yè)的安全性，除了需要保證設(shè)計(jì)工作開(kāi)展的合理性，同樣也需要施工全過(guò)程中涉及到各個(gè)施工環(huán)節(jié)的緊密配合，嚴(yán)格根據(jù)相關(guān)設(shè)計(jì)需求開(kāi)展施工。對(duì)于施工過(guò)程中存在的任何超挖現(xiàn)象，其都會(huì)造成支護(hù)結(jié)構(gòu)的超載，進(jìn)而造成比較嚴(yán)重的后果，所以，在實(shí)際開(kāi)展施工之前需要從實(shí)際出發(fā)，做好嚴(yán)密組織，在此基礎(chǔ)上開(kāi)展施工的設(shè)計(jì)工作，保證施工設(shè)計(jì)具有充分的合理性。

實(shí)際開(kāi)展的基坑土方開(kāi)挖工作需要控制在降水排水方面施工結(jié)束之后進(jìn)行，同時(shí)需要保證降水排水工程可以正常投入到運(yùn)行和使用當(dāng)中。針對(duì)基坑周?chē)牡孛妫枰龊孟鄳?yīng)的排水以及防水工作，主要的目的是為了能夠有效防止地表水發(fā)生滲流，進(jìn)入到基坑周?chē)耐馏w當(dāng)中或者是流入到坑當(dāng)中。針對(duì)坑的內(nèi)部需要進(jìn)行排水溝以及集水井的設(shè)置，同時(shí)對(duì)于其中存在的積水需要給予及時(shí)抽除。

在具體開(kāi)展基坑開(kāi)挖施工的過(guò)程中，需要保證施工的連續(xù)性，最大程度縮短無(wú)支護(hù)暴露的時(shí)長(zhǎng)，開(kāi)挖環(huán)節(jié)需要嚴(yán)格按照相關(guān)原則進(jìn)行，從上到下進(jìn)行開(kāi)挖，首先做好支撐然后進(jìn)行開(kāi)挖，按照分層開(kāi)挖的原則，避免出現(xiàn)任何的超挖情況。通過(guò)對(duì)錨桿的應(yīng)用建立支護(hù)結(jié)構(gòu)的過(guò)程中，需要嚴(yán)格根據(jù)相關(guān)的設(shè)計(jì)需求，及時(shí)開(kāi)展錨桿施工工作，同時(shí)需要保證等到錨桿張拉鎖定之后才能夠開(kāi)展接下來(lái)的開(kāi)挖工作。

需要保證基坑的周?chē)粫?huì)堆放任何的土方以及和建筑材料，如果實(shí)際當(dāng)中的情況較為特殊，必須堆放，那么通常需要保證和基坑上方的邊緣距離超過(guò)2m，棄土堆高的高度不會(huì)大于1.5m，同時(shí)，保證不會(huì)超出相關(guān)的設(shè)計(jì)荷載值。對(duì)于垂直的坑壁，其的邊距還要一定程度增大。對(duì)于軟土地區(qū)開(kāi)展的基坑開(kāi)挖工作需要避免在坑周?chē)M(jìn)行棄土的堆放。在實(shí)際開(kāi)展坑邊作業(yè)的過(guò)程中，對(duì)于重型結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，需要進(jìn)行專(zhuān)門(mén)平臺(tái)以及深基礎(chǔ)的設(shè)置。并且在整個(gè)作業(yè)的過(guò)程中，針對(duì)坑頂旁存在的振動(dòng)荷載作用需要采取相應(yīng)的措施給予隔離以及限制。

在基坑挖土的過(guò)程中，對(duì)于挖土應(yīng)用的機(jī)械以及車(chē)輛，需要專(zhuān)門(mén)布置相應(yīng)的通道，同時(shí)制定合理適用的挖土流程，避免在挖土工作開(kāi)展期間對(duì)存在的維護(hù)結(jié)構(gòu)造成相應(yīng)的碰撞。除此之外還需要針對(duì)機(jī)械以及車(chē)輛上下基坑坡道的位置做好相應(yīng)的支護(hù)工作。

應(yīng)用機(jī)械開(kāi)展開(kāi)挖工作的過(guò)程中，為了避免對(duì)基坑土體原本結(jié)構(gòu)造成任何的不利影響，需要預(yù)先留出150～300mm厚度的原土層，通過(guò)應(yīng)用人工的方式對(duì)其進(jìn)行挖掘以及修整。在基坑開(kāi)挖工作結(jié)束之后，需要及時(shí)開(kāi)展清底驗(yàn)槽工作，同時(shí)進(jìn)行墊槽的鋪設(shè)，主要的目的是為了避免由于暴曬或者出現(xiàn)雨水浸刷情況對(duì)原本的結(jié)構(gòu)造成破壞。如果出現(xiàn)了基層超挖的情況，就需要加強(qiáng)對(duì)素混凝土的應(yīng)用進(jìn)行回填或者是采用夯實(shí)回填的方式，以此來(lái)保證基底土自身具備的承載性能可以有效滿(mǎn)足設(shè)計(jì)的相關(guān)需求。

需要在基坑周?chē)M(jìn)行相應(yīng)安全標(biāo)志以及圍護(hù)欄桿的設(shè)置，絕對(duì)不允許出現(xiàn)從坑頂上進(jìn)行物體拋扔的現(xiàn)象發(fā)生。在坑當(dāng)中應(yīng)該進(jìn)行安全出口的設(shè)置有利于出現(xiàn)意外情況時(shí)工作人員的撤離。對(duì)于施工機(jī)械的行駛或者停放需要保證平穩(wěn)性，同時(shí)需要保證坡道的牢固性以及可靠性，如果實(shí)際情況比較特殊還需要做好相應(yīng)的加固工作。

對(duì)于和機(jī)械共同開(kāi)展清底、場(chǎng)地的憑證以及修坡等工作的相關(guān)人員，需要保證在機(jī)械回轉(zhuǎn)半徑區(qū)域外開(kāi)展作業(yè)，如果特殊情況下必須要在回轉(zhuǎn)半徑當(dāng)中開(kāi)展作業(yè)，那么需要預(yù)先保證機(jī)械停止回轉(zhuǎn)，在完全制動(dòng)之后才能夠進(jìn)行作業(yè)。

實(shí)際當(dāng)中應(yīng)用的土方機(jī)械需要控制在電纜1m之外的距離開(kāi)展施工。在機(jī)械使用的過(guò)程中，避免和機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部位相接觸，在針機(jī)械工作裝置開(kāi)展檢修工作的過(guò)程中，需要最大程度降低的位置控制在最低，同時(shí)需要針對(duì)懸空位置進(jìn)行墊木的設(shè)置。

在應(yīng)用挖掘機(jī)開(kāi)展正鏟工作的過(guò)程中。需要保證其的開(kāi)挖高度以及開(kāi)挖深度能夠控制在合理的范圍之內(nèi)，保證其能夠滿(mǎn)足相關(guān)規(guī)定。在進(jìn)行反鏟作業(yè)的過(guò)程中，履帶和工作面之間的距離需要控制不小于1.5m。

3 建筑基坑支護(hù)施工工藝

實(shí)際的工程類(lèi)型為框架結(jié)構(gòu)住宅樓，包含了一層地下室，工程建筑的總體面積為34648m2，地下室在其中占據(jù)面積為6785m2，所應(yīng)用的樁基礎(chǔ)類(lèi)型為鉆孔灌注樁，地下室的高度為3.9m，承臺(tái)標(biāo)高以及底板面的高度為-4.7m，基坑的總體面積大約在8000m2左右周長(zhǎng)為400m，基坑開(kāi)挖深度在5.30m左右。該工程在基坑支護(hù)方面所設(shè)置的安全等級(jí)為二級(jí)，結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)具體情況，包括建筑情況以及地質(zhì)情況，應(yīng)用的方案為應(yīng)用拉森III型鋼板樁支護(hù)，同時(shí)加強(qiáng)了錨桿支護(hù)形式的設(shè)置。在基坑的周?chē)苊獬霈F(xiàn)超堆荷載情況，在坑周?chē)?m之內(nèi)范圍禁止進(jìn)行堆載。

3.1 基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)變形超出允許范圍

如果實(shí)際當(dāng)中的支護(hù)結(jié)構(gòu)或者是土體發(fā)生了很大程度的變形，同時(shí)變形速率在不斷提高，那么在后續(xù)就非常有可能發(fā)生基坑整體滑移失穩(wěn)的情況，此時(shí)，坑當(dāng)中需要立即暫停挖土工作，施工現(xiàn)場(chǎng)存在的大型機(jī)械設(shè)備以及施工材料需要及時(shí)運(yùn)送到施工現(xiàn)場(chǎng)之外，同時(shí)及時(shí)加強(qiáng)對(duì)土方以及沙包等材料的應(yīng)用開(kāi)展基坑回填工作，等到基坑具備足夠的穩(wěn)定性之后，接下來(lái)需要對(duì)其更進(jìn)一步進(jìn)行處理。如果實(shí)際針對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)樁墻嵌固的深度不夠，導(dǎo)致支護(hù)樁墻發(fā)生內(nèi)傾以及出現(xiàn)失穩(wěn)的情況，那么需要及時(shí)中斷土方開(kāi)挖，對(duì)撞墻前方進(jìn)行回土或者是堆沙包進(jìn)行反壓，也可以針對(duì)擋土樁被動(dòng)區(qū)打入適量的短樁，這同樣也能夠起到加固效果。如果實(shí)際情況較為特殊還可以進(jìn)行預(yù)應(yīng)力錨桿設(shè)置，這同樣也能夠提高對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)加固的效果。除此之外，采用坡頂卸載方式同樣適用。

3.2 支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)傾變位

應(yīng)用坡頂卸載的方式，在樁的后方位置挖出適量的土，在坑當(dāng)中的樁前方進(jìn)行砂石帶的堆筑。為了能夠有效降低樁后方的地面荷載，在基坑的上方禁止進(jìn)行任何施工材料以及棄土的堆放，同時(shí)也要禁止停留大型的施工設(shè)備。在應(yīng)用施工機(jī)具的過(guò)程中禁止出現(xiàn)反向挖土的現(xiàn)象，平時(shí)也需要禁止朝著基坑周?chē)鷥A倒廢水。需要做好坑周?chē)孛娴姆浪矫娴墓ぷ鳌?/p>

3.3 基坑出現(xiàn)整體或者局部土體滑塌失穩(wěn)情況

如果條件允許的情況下，可以降低土中水位或者卸載坡頂，針對(duì)未滑塌區(qū)段需要做好監(jiān)測(cè)以及保護(hù)方面的工作，避免事故不斷惡化。如果止水墻出現(xiàn)了相應(yīng)的流水或者流土情況，就比較容易導(dǎo)致坑周?chē)牡孛娉霈F(xiàn)下降情況，或者是周?chē)慕ㄖ锇l(fā)生傾斜以及造成地下管線(xiàn)發(fā)生斷裂方面的問(wèn)題。針對(duì)此種情況需要及時(shí)暫?？觾?nèi)降水以及施工開(kāi)挖工作，應(yīng)用相應(yīng)的堵水材料針對(duì)止水墻出現(xiàn)的滲漏情況給予有效處理。

4 深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)

改變傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理念。當(dāng)前階段國(guó)內(nèi)外在深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方面仍然沒(méi)有完善的計(jì)算方法，我國(guó)也處在摸索階段，同時(shí)我國(guó)當(dāng)前也沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范。仍然應(yīng)用傳統(tǒng)的庫(kù)倫火朗肯理論、等值梁法開(kāi)展計(jì)算工作。最終獲取的計(jì)算結(jié)果和具體深基坑受力之間存在較大的差異，在安全性以及經(jīng)濟(jì)方面存在明顯的不足?；诖?，需要能夠加強(qiáng)對(duì)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)觀(guān)念的轉(zhuǎn)變，逐漸形成將施工檢測(cè)作為主導(dǎo)的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)體系。創(chuàng)新工程設(shè)計(jì)方法。當(dāng)前階段的相關(guān)設(shè)計(jì)人員對(duì)于極限平衡原理的應(yīng)用較為廣泛，最終獲取的結(jié)果也有著一定的價(jià)值。但此種方式在深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)當(dāng)中的應(yīng)用僅僅能夠在支護(hù)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度方面發(fā)揮作用，無(wú)法為支護(hù)結(jié)構(gòu)剛度提供有效的保障?；诖耍枰冃慰刂圃O(shè)計(jì)方法的創(chuàng)新，在支護(hù)結(jié)構(gòu)變形控制、地面超載確定方面存在的問(wèn)題給予不斷深入的探索。

5 結(jié)語(yǔ)

總的來(lái)說(shuō)，實(shí)際開(kāi)展的建筑基坑支護(hù)工作具有較強(qiáng)的系統(tǒng)性，其涉及到的內(nèi)容以及學(xué)科也較為廣泛，需要當(dāng)前階段開(kāi)展的基坑支護(hù)工程能夠基于功能的角度出發(fā)，不斷促進(jìn)各部分的協(xié)調(diào)性，為基坑支護(hù)的安全性、經(jīng)濟(jì)性提供有效的保障。