深基坑支護(hù)技術(shù)在建筑工程施工中的應(yīng)用分析

楊 濤

（中鐵建工集團(tuán)第一建設(shè)有限公司，北京 100000）

時(shí)代的發(fā)展與科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步使人們越來越重視各類建筑物和構(gòu)筑物的安全性和穩(wěn)定性，這種社會(huì)意識(shí)的變化在一定程度上為我國建筑行業(yè)的發(fā)展提出了更高層次的要求。而深基坑支護(hù)施工的質(zhì)量則是影響整個(gè)建筑物或構(gòu)筑物質(zhì)量的主要因素，因此施工人員和其他從業(yè)者應(yīng)加強(qiáng)對深基坑支護(hù)技術(shù)的研究與分析，這對于施工行業(yè)和整個(gè)社會(huì)的發(fā)展都具有重要推動(dòng)作用。

1 深基坑支護(hù)技術(shù)

1.1 內(nèi)涵介紹

建筑工程施工中的深基坑支護(hù)工程是一項(xiàng)綜合性很強(qiáng)的工程，它不僅關(guān)系著整個(gè)建筑工程的施工質(zhì)量和安全性能，而且也直接影響著人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全。因此，施工人員在此過程中必須加強(qiáng)對深基坑支護(hù)工程的有效運(yùn)用。

深基坑支護(hù)技術(shù)是指把錨桿、樁以及錨索等一些特殊結(jié)構(gòu)形式應(yīng)用于建筑物內(nèi)部以達(dá)到穩(wěn)定與加固建筑物地基土的目的，從而保證建筑物正常使用功能的一種重要手段。簡單來說，該技術(shù)能夠?qū)r土體與外界環(huán)境進(jìn)行隔離并通過一定措施使其相互協(xié)調(diào)，從而達(dá)到穩(wěn)定邊坡、減少災(zāi)害發(fā)生以及延長結(jié)構(gòu)使用年限等作用，同時(shí)還能夠避免因開挖而產(chǎn)生較大的位移及變形現(xiàn)象，提高了建筑物穩(wěn)定性能。

1.2 特征分析

深基坑支護(hù)技術(shù)有以下幾個(gè)特征：

一是施工方式多樣性。其體現(xiàn)在從傳統(tǒng)的鉆孔灌注樁到現(xiàn)在的預(yù)應(yīng)力混凝土管樁，比如圍護(hù)結(jié)構(gòu)上主要有內(nèi)支撐法，包括灌注樁、鉆孔咬合樁，還有外支撐體系法等。

二是施工工藝復(fù)雜。其具體包含放樣定位、土方開挖、基礎(chǔ)處理、注漿工藝、鋼筋籠制作工藝等。

三是工程造價(jià)低廉性。這主要是因?yàn)槠湓靸r(jià)較低，一般采用小噸位機(jī)械設(shè)備就可以完成工作，且具有較強(qiáng)的適用性和經(jīng)濟(jì)性。

四是安全性好，適用范圍廣。因?yàn)檫@種支護(hù)方案不受場地限制，可適用不同地形地貌條件，并且對于土質(zhì)情況較為復(fù)雜地區(qū)具有明顯優(yōu)勢，所以施工人員可根據(jù)實(shí)際需求選擇合理的支護(hù)形式和參數(shù)。

2 建筑工程施工中深基坑支護(hù)技術(shù)的具體應(yīng)用

2.1 地下連續(xù)墻支護(hù)技術(shù)

地下連續(xù)墻支護(hù)技術(shù)是深基坑支護(hù)技術(shù)的一個(gè)重要組成部分，地下連續(xù)墻支護(hù)技術(shù)是深基坑支護(hù)技術(shù)的一個(gè)重要組成部分。該技術(shù)就是以鋼筋混凝土作為主要材料，在其上澆筑一定厚度的水泥砼或其他輕質(zhì)高強(qiáng)建筑材料所組成的一種圍護(hù)結(jié)構(gòu)。

具體來說，施工人員可以在地下連續(xù)墻支護(hù)技術(shù)的作用下，利用在開挖深度范圍內(nèi)形成一定厚度，這種方式不僅具有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，而且還是與周圍土體緊密貼合的護(hù)壁結(jié)構(gòu)，是一種能夠?qū)φ麄€(gè)圍護(hù)體起到支撐作用的新型施工方法。在施工過程中由于其具有較高的承載力、良好的變形性能和耐久性能等優(yōu)點(diǎn)，所以被廣泛應(yīng)用于各類建筑工程當(dāng)中。

地下連續(xù)墻支護(hù)技術(shù)在建筑工程施工中的具體應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾方面：首先，地下連續(xù)墻成槽時(shí)采用了成槽機(jī)進(jìn)行垂直運(yùn)輸，并通過機(jī)械將墻體預(yù)制好，然后再由人工按照設(shè)計(jì)要求安裝到位；其次，當(dāng)基坑工程竣工后，為了防止基坑出現(xiàn)坍塌現(xiàn)象，必須保證基坑底部土層不發(fā)生破壞情況，因此需要對基坑進(jìn)行加固處理，而地下連續(xù)墻成樁前一般都會(huì)先完成基礎(chǔ)灌漿工作，以提高整體穩(wěn)定性和安全性；最后，對于一些特殊類型的巖土邊坡來說，如果基坑土質(zhì)較差，則需對地基土進(jìn)行注漿固結(jié)處理，從而使得基坑達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。對于軟土地區(qū)而言，地下連續(xù)墻支護(hù)技術(shù)目前是處理軟土地基的最有效措施之一。在采用地下連續(xù)墻進(jìn)行地下室底板施工時(shí)，施工人員可以用該技術(shù)將地下水排除至坑外，避免因地下水位過高而引起地下室滲漏問題。此外，在高層建筑地基建設(shè)中，施工人員也可通過使用地下連續(xù)墻支護(hù)系統(tǒng)來降低基礎(chǔ)沉降量以及提高地基承載。

2.2 鉆孔灌注樁支護(hù)技術(shù)

鉆孔灌注樁支護(hù)技術(shù)屬于一種較為成熟且應(yīng)用廣泛的巖土工程技術(shù)。但由于樁基承載力較高，施工工藝相對復(fù)雜，所以在一些特殊場地環(huán)境下，如高墩結(jié)構(gòu)等，通常需要考慮采取其他輔助支護(hù)方式才能保證安全順利地開展工作。鉆孔灌注樁支護(hù)技術(shù)的原理為：將成排的鋼筋籠打入土中，從而獲得具有足夠強(qiáng)度的持力層，而后采用高壓注漿設(shè)備對巖層施加豎向應(yīng)力，最終使得持力層成拱隆起形成穩(wěn)定墻體，達(dá)到支護(hù)目的。

在施工時(shí)，施工人員先將鋼筋籠打入土中，隨后灌注水泥漿對插入其中的鋼筋籠施加預(yù)壓應(yīng)力，當(dāng)水泥凝固以后，由灌漿設(shè)備向周圍注漿從而使得鋼護(hù)筒內(nèi)產(chǎn)生豎向空間而支撐住樁身。在此階段，隨著上部載荷逐漸增大，樁頂則會(huì)受到很大的向下擠壓力，從而引起鋼筋籠產(chǎn)生彎曲位移；隨后鋼筋籠沿豎直方向不斷伸長，當(dāng)其達(dá)到設(shè)計(jì)極限狀態(tài)時(shí)向內(nèi)收縮，此時(shí)會(huì)導(dǎo)致鋼筋籠端部出現(xiàn)塑性鉸破壞。再加上隨后泥漿沿鋼管外壁流動(dòng)進(jìn)入管腔內(nèi)，隨著套管逐漸深入，泥漿不斷被擠入管內(nèi)，當(dāng)漿液達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度時(shí)停止向外擴(kuò)散而發(fā)生凝固，此時(shí)鉆桿已基本處于完全固結(jié)狀態(tài)[1]。

經(jīng)過以上一系列步驟處理后，樁頭與地層之間就已經(jīng)不存在明顯縫隙了。為了使混凝土能很好地填充空隙，提高整體穩(wěn)定性，可以通過改變澆筑材料來控制澆筑量，也就是增加了預(yù)應(yīng)力錨桿或者錨索。此外，為了防止噴射混凝土和鋼筋籠脫離，必要時(shí)還可以設(shè)置擋墻或支撐構(gòu)件進(jìn)行保護(hù)。

2.3 土釘支護(hù)技術(shù)

土釘支護(hù)技術(shù)也是當(dāng)前比較常見的基坑支護(hù)形式之一。它是指把錨桿或格構(gòu)梁打入土中或者用錨筋固定在地面以上預(yù)定位置處的錨固體系，用以抵抗基坑圍巖荷載以及限制地層移動(dòng)的一項(xiàng)綜合性強(qiáng)的支護(hù)技術(shù)。土釘支護(hù)技術(shù)在建筑工程施工中的功能主要體現(xiàn)在兩方面：一方面是用于深基坑支擋工程，包括擋土墻及抗滑樁，如水平旋噴樁、噴射混凝土樁等；另一方面是用來作為建筑物基底或樁基礎(chǔ)。該技術(shù)可以使建筑物承受更大的側(cè)向壓力，增加房屋整體剛度，同時(shí)增強(qiáng)房屋建筑本身的整體性和安全性，減少地震災(zāi)害帶來的影響。

就目前實(shí)際情況來看，施工人員使用土釘支護(hù)技術(shù)進(jìn)行建筑工程施工的操作流程為：首先，應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件選擇合適型號(hào)的土釘以確定其長度與間距；其次，利用鉆機(jī)鉆孔并鉆進(jìn)到一定深度后拔出，以便于后續(xù)開挖作業(yè)；再次，挖除部分土體形成新的填土體，待填完新土體后即可繼續(xù)挖掘，回填土方直至原高度為止。挖完之后再次鉆出一個(gè)孔，即第一孔位；最后，重復(fù)上述過程直到完成所有土層的鉆探工作，然后再鉆取第二孔內(nèi)相應(yīng)數(shù)量的泥土，這樣便可得到整個(gè)圍護(hù)體[2]。

2.4 排栓支護(hù)技術(shù)

排栓支護(hù)技術(shù)是根據(jù)實(shí)際工程需求所研發(fā)出來的一項(xiàng)新技術(shù)。該工藝主要適用于軟弱圍巖條件下的深基坑開挖及邊坡防護(hù)等方面，能夠有效減少基坑事故的發(fā)生率，降低安全事故造成的經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)能夠縮短工期。其基本原理為：以錨碇或錨樁作為錨固點(diǎn)，利用錨錠提供強(qiáng)大的抗拔力和摩擦力以及巨大的扭矩作用于土層并帶動(dòng)土體移動(dòng)，同時(shí)又可依靠自身重力實(shí)現(xiàn)一定范圍內(nèi)的水平位移。

施工人員在實(shí)際工作中，首先根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)情況選擇合理的打設(shè)位置，然后用鉆機(jī)鉆取適當(dāng)深度并打入一定數(shù)量的錨管，最后利用錨固劑把錨管以預(yù)定間距固定到相應(yīng)位置上即可完成整個(gè)工程。

3 優(yōu)化建筑工程施工深基坑支護(hù)技術(shù)的有效措施

3.1 前期準(zhǔn)備工作

施工人員在使用深基坑支護(hù)技術(shù)開展正式工作前，應(yīng)先對目標(biāo)深基坑進(jìn)行前期設(shè)計(jì)與維護(hù)，這樣能夠在一定程度上為后續(xù)工作的展開掃清障礙，確保整個(gè)項(xiàng)目工程的順利完工。前期準(zhǔn)備工作主要從以下幾方面展開：

一是施工人員應(yīng)在與設(shè)計(jì)單位、管理人員進(jìn)行溝通交流的基礎(chǔ)上，合理選擇此次建筑工程項(xiàng)目施工的施工物料、施工工藝和施工技術(shù)、相關(guān)機(jī)械設(shè)備。為了保證其所選的各類資源都能被真正用于該項(xiàng)目工程中，施工人員和現(xiàn)場管理人員還應(yīng)到施工地現(xiàn)場進(jìn)行考察。

二是技術(shù)人員應(yīng)該全面掌握深基坑支護(hù)技術(shù)在具體應(yīng)用過程中可能遇到的各種問題及其解決措施，包括場地布置、機(jī)械選型、工藝流程、人員組織、安全管理等。

三是對于不同類型的圍護(hù)方案，工作人員要結(jié)合現(xiàn)場具體情況確定是否采用上述方法，從而使得最終形成的設(shè)計(jì)方案既符合本工程施工要求，同時(shí)也能最大限度節(jié)省投資成本。

四是對于本次建筑工程施工過程中可能遇到的各種突發(fā)情況，施工人員需要及時(shí)采取有效措施予以預(yù)防。

3.2 明確目標(biāo)基坑支護(hù)的等級(jí)

深基坑支護(hù)的等級(jí)劃分是按照所處地層環(huán)境，即工程地質(zhì)特征，將深基坑分為一級(jí)支護(hù)系統(tǒng)、二級(jí)支護(hù)系統(tǒng)和三級(jí)支護(hù)系統(tǒng)三種級(jí)別。

一級(jí)支護(hù)系統(tǒng)是指位于開挖面以上且處于松散含水狀態(tài)下的土釘墻結(jié)構(gòu)體系，如錨桿-錨索聯(lián)合支護(hù)、噴射混凝土支護(hù)等；二級(jí)支護(hù)系統(tǒng)則是指位于開挖面至鄰近建筑物之間的土釘墻體系，如土釘墻+鋼筋混凝土梁復(fù)合支護(hù)結(jié)構(gòu)、鋼支撐加預(yù)應(yīng)力格構(gòu)梁和格構(gòu)式擋土墻等；三級(jí)支護(hù)系統(tǒng)指位于開挖面以下或緊鄰建構(gòu)筑物附近的土釘墻及以其作為主體部分的地下連續(xù)墻加鋼筋混凝土地基組合支護(hù)體系，如人工挖孔樁+鋼管砼灌注樁、型鋼骨架噴混凝土護(hù)坡等[3]。

3.3 加強(qiáng)對深基坑支護(hù)施工的監(jiān)管

對深基坑支護(hù)施工的監(jiān)管可以從以下幾個(gè)方面展開：

一是對現(xiàn)有組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。建筑企業(yè)和施工單位的高層領(lǐng)導(dǎo)者需要在現(xiàn)有基礎(chǔ)之上建立一個(gè)專門的監(jiān)督部門，并明確自己所負(fù)責(zé)區(qū)域內(nèi)的監(jiān)督人員，確保各部門之間能夠形成合力。

二是建立健全深基坑支護(hù)工程管理體系。該體系的內(nèi)容應(yīng)包含項(xiàng)目建設(shè)、質(zhì)量管理以及安全保障等三個(gè)部分。其中，項(xiàng)目建設(shè)是指針對某一特定工程項(xiàng)目制定出詳細(xì)可行的實(shí)施方案，通過方案來指導(dǎo)實(shí)際工作；而質(zhì)量管理則主要包括質(zhì)量控制與質(zhì)量保證兩個(gè)層面，既要保證整個(gè)過程中所有環(huán)節(jié)都能符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，并且還要做到萬無一失，只有這樣才能使整個(gè)工程建設(shè)達(dá)到預(yù)期效果；安全保障就是為了防止因工程質(zhì)量出現(xiàn)問題造成安全事故，因此應(yīng)該采取切實(shí)有效的措施，避免發(fā)生重大安全事故[4]。

三是加強(qiáng)信息化技術(shù)應(yīng)用，并以此建立數(shù)字化深基坑支護(hù)管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由監(jiān)測預(yù)警平臺(tái)、信息管理平臺(tái)、項(xiàng)目管理平臺(tái)及決策支持平臺(tái)組成。其核心功能為實(shí)時(shí)監(jiān)控現(xiàn)場情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)安全隱患，及時(shí)做出相應(yīng)處理；同時(shí)還可以將監(jiān)測數(shù)據(jù)反饋給業(yè)主或其他利益方，從而實(shí)現(xiàn)對信息的共享和利用。

四是重視人才培養(yǎng)，提升施工人員專業(yè)水平。高層管理者可以在企業(yè)內(nèi)部定期召開培訓(xùn)會(huì)議，邀請經(jīng)驗(yàn)豐富的老員工或社會(huì)專業(yè)人士分享自己的成功經(jīng)驗(yàn)。在有關(guān)深基坑支護(hù)技術(shù)理論知識(shí)的培訓(xùn)結(jié)束后，建筑單位還應(yīng)盡快開展與之相對應(yīng)的實(shí)踐活動(dòng)，積極推動(dòng)施工人員理論成果向?qū)I(yè)技能的有效轉(zhuǎn)化，并由此組建一個(gè)高質(zhì)量施工團(tuán)隊(duì)。

3.4 做好防水措施

深基坑支護(hù)施工中的防水措施是指通過采取一些必要的技術(shù)手段，來防止或減少在開挖過程中由于地下水滲入而引起坑內(nèi)土體發(fā)生變形、開裂甚至破壞等一系列問題。

施工人員在此項(xiàng)工作中，應(yīng)注意以下幾個(gè)方面的問題：第一，要選擇合適的圍護(hù)結(jié)構(gòu)型式。一般情況下，地下連續(xù)墻和錨桿對地下水位影響不大，而土釘則可能會(huì)造成局部隆起或者沉降；第二，要根據(jù)不同地質(zhì)條件采用合理有效的防水方式。例如，對于軟弱地基可以用土工布加碎石墊層進(jìn)行處理，對于較堅(jiān)硬地層可選用土工格柵作為擋土墻的擋水材料。需要注意的是，施工人員應(yīng)在確保防水效果的同時(shí)，盡可能降低相應(yīng)成本消耗；第三，要做好防水工程的監(jiān)測工作。如發(fā)現(xiàn)滲漏現(xiàn)象必須及時(shí)修復(fù)并重新封固以保證正常使用功能。

4 結(jié)語

綜上所述，目前深基坑支護(hù)技術(shù)在我國建筑工程施工中的應(yīng)用還存在一定上升空間。因此，施工人員和技術(shù)人員應(yīng)及時(shí)轉(zhuǎn)變自身傳統(tǒng)思維觀念，通過各種手段加深對該技術(shù)的了解和認(rèn)識(shí)，在充分掌握該技術(shù)原理與操作方法的基礎(chǔ)上，站在全局視角下重新審視整個(gè)建筑工程施工作業(yè)。這樣才能在推動(dòng)深基坑支護(hù)技術(shù)與建筑工程施工有效融合的同時(shí)，為建筑企業(yè)和施工單位贏得更多經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。