市政工程深基坑支護的難點及對策

文／董森濤 上海市政工程設(shè)計研究總院（集團）有限公司天津分公司 天津 300220

1.市政工程深基坑施工的特點

1.1 臨時性

深基坑工程通常是為了實施特定的市政項目而進行的臨時工程。由于其臨時性質(zhì)，建設(shè)單位往往不愿投入過多資源進行施工。這意味著在施工過程中，安全儲備相對較小，一旦發(fā)生事故，可能產(chǎn)生嚴重的經(jīng)濟損失和社會影響。因此，對于深基坑施工來說，保證施工安全至關(guān)重要，必須嚴格遵守相關(guān)安全規(guī)范和操作規(guī)程，加強監(jiān)測和安全管理。

1.2 區(qū)域性

不同地區(qū)的巖土特性、地下水條件存在差異，為了保證施工的精準性和質(zhì)量，需要根據(jù)具體地質(zhì)條件進行詳細勘察，并根據(jù)勘察結(jié)果制定相應(yīng)的支護方案和工藝措施。因此，在深基坑施工中，需要進行地質(zhì)勘察與分析，并結(jié)合實際情況進行因地制宜的支護設(shè)計和施工。

1.3 綜合性

深基坑工程是一門綜合性學(xué)科，涉及土力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、施工工藝等多個學(xué)科領(lǐng)域。在施工過程中，需要將這些學(xué)科知識結(jié)合起來，并綜合分析各種因素，如時空效應(yīng)、工藝技術(shù)可行性等。只有全面考慮綜合因素，才能確保工程的安全可靠性和施工質(zhì)量的高標準[1]。

1.4 時空效應(yīng)

伴隨基坑深度的增加，支護結(jié)構(gòu)所承受的壓力也變大，同時土體的強度可能會下降，從而影響基坑的穩(wěn)定性。此外，施工時間的推移也會對基坑產(chǎn)生影響，因為時間的變化可能導(dǎo)致土體的松弛或固結(jié)，進而影響基坑的變形和穩(wěn)定。因此，在施工過程中重視時空效應(yīng)的影響，采取有效的監(jiān)測和控制措施，以確?；拥姆€(wěn)定性和安全性。

1.5 環(huán)境效應(yīng)

深基坑施工不可避免地會對周圍環(huán)境產(chǎn)生一定的影響。例如，開挖基坑會使得地下水位下降或變化，這可能對周邊建筑物、地下管線等產(chǎn)生不同程度的影響。此外，施工過程中的地下挖掘和土體改動也會引起周邊土體的應(yīng)力重新分布，從而對周邊的土質(zhì)和地質(zhì)條件產(chǎn)生一定的影響。為了減小環(huán)境效應(yīng)，需要在施工前進行詳細的環(huán)境評估，并采取相應(yīng)的保護措施，以確保施工對周邊環(huán)境的影響控制在合理范圍內(nèi)。

2.市政工程深基坑支護技術(shù)的分析

2.1 土層錨桿施工技術(shù)分析

施工人員需要結(jié)合工地的實際情況，通過儀器設(shè)備進行測量，明確錨桿的安設(shè)位置，需考慮土壤類型、地形地貌等因素，保證錨桿間的距離偏差滿足相關(guān)的標準要求。通過精準的測量和定位工作，可以保證土層錨桿施工的穩(wěn)定性和可靠性。在施工前，施工人員需要實行科學(xué)規(guī)劃和方案制定，根據(jù)設(shè)計要求和土層情況合理安排鉆孔位置和深度。并且，應(yīng)仔細核查施工方案，保證不存在誤差和疏漏。在實際鉆孔期間，若碰到高硬度物質(zhì)而不能繼續(xù)鉆孔時，工作人員應(yīng)立即停工，并對鉆孔部位進行檢查，判斷引起問題的具體原因。然后采取合理的措施，比如調(diào)整鉆孔方式或更改鉆頭類型，以避免設(shè)備損壞并確保施工順利進行。通過重視鉆孔施工質(zhì)量，可以保證錨桿牢固地固定在土層中[2]。

在進行灌漿之前，施工人員需要確保灌漿材料的配比合理，確保漿液質(zhì)量穩(wěn)定，并根據(jù)具體施工方案和土壤特性，選擇適當(dāng)?shù)墓酀{材料并按照規(guī)定的比例進行配比。在灌漿過程中，需要對漿液實行仔細、均勻的攪拌，確保其中的成分充分混合。同時，也要注意施工現(xiàn)場的清潔和整潔，避免雜物進入漿液中，對灌漿效果帶來負面影響。通過科學(xué)的灌漿操作，可以提高錨桿的穩(wěn)固性和承載能力，確保施工質(zhì)量達到預(yù)期目標。

2.2 土釘支護技術(shù)應(yīng)用

土釘支護技術(shù)以強大的承載能力為基礎(chǔ)，通過將土釘牢固地插入土體中，并結(jié)合砼構(gòu)件，形成一個整體的支撐體系，以此有效地分擔(dān)土體的受力，提供足夠的支撐，確?；油馏w的穩(wěn)定性，避免土體坍塌的發(fā)生。在土釘支護技術(shù)的實施中，第一步通常是建設(shè)擋土墻。擋土墻的位置需要根據(jù)具體情況進行確定，通常為隧道口的兩側(cè)以及橋底部支柱部位等。這些位置通常是土體容易發(fā)生變形或坍塌的地方，通過建立擋土墻能有效地防止土體的位移、塌陷等問題。土釘支護技術(shù)的施工過程并不止于建立支撐結(jié)構(gòu)，還包括對擋土結(jié)構(gòu)加以修復(fù)，通過采取適當(dāng)?shù)拇胧绨惭b土釘、噴涂混凝土等，對可能發(fā)生坍塌的擋土結(jié)構(gòu)進行加固，可以有效地提高其穩(wěn)定性，確保支撐結(jié)構(gòu)的長期穩(wěn)定性，提高整個基坑支護工程的安全性[3]。

2.3 深層攪拌樁支護

深層攪拌樁支護為一種高效且可靠的基礎(chǔ)工程技術(shù)，通過在軟土中注入硬化劑，與土壤共同形成混凝土-土壤復(fù)合樁，從而增加地基的承載力和穩(wěn)定性。深層攪拌樁支護利用了混凝土與土壤這兩種常見材料資源，相比傳統(tǒng)的鋼筋混凝土樁，深層攪拌樁更加節(jié)約成本，降低了對原材料的使用量，同時充分利用了現(xiàn)場土壤，減少了對外運輸材料的依賴。深層攪拌樁不會對地面施加側(cè)向力，也不會給鄰近建筑物帶來壓力。這一特點使得深層攪拌樁非常適用于有限空間條件下的建筑工地，尤其是在城市密集區(qū)域。無論是既有建筑物的加固與改造，還是新建工程的地基處理，深層攪拌樁都能夠提供高效、安全的解決方案。深層攪拌樁支護的另一個重要優(yōu)勢是可按照具體施工需求來靈活調(diào)整支撐結(jié)構(gòu)和控制樁的強度。通過調(diào)整攪拌深度、攪拌時間和攪拌頻率，可以滿足不同地質(zhì)條件下的工程要求，確保樁基在承載力、變形控制等方面達到預(yù)期設(shè)計標準。這種靈活性使得深層攪拌樁支護成為一種多功能的地基處理方法，適用于各類土層和地質(zhì)環(huán)境。

2.4 地下連續(xù)墻支護技術(shù)

地下連續(xù)墻支護技術(shù)采用挖槽機械進行開挖工作，相較于其他施工方法，振動幅度較小，能夠最大程度地保護周邊環(huán)境的安全。此外，該技術(shù)采用的材料具有較高的抗壓強度和抗剪強度，能夠有效承載地下水壓力和土壓力，保證墻體的穩(wěn)定性和安全性。首先采用挖槽機械予以開挖，可以快速構(gòu)成深度大、寬度小的基槽，再選擇具有良好擋土、防滲功能和高強度的材料進行墻體澆筑，不僅耗費的施工時間少，而且效率快。通過將連續(xù)墻沿基坑周邊布置，可以形成一個密閉的支護體系，提供更好的整體支撐效果。這種連續(xù)墻體系能夠有效分擔(dān)和傳遞外部荷載，確?；又苓呁馏w的穩(wěn)定性，減少地下空間變形和沉降的可能性[4]。

3.市政工程深基坑支護的難點

3.1 降水排水處理不當(dāng)

由于基坑開挖會引入大量地下水或降雨水，如果降水排水處理技術(shù)使用不合理，可能會對深基坑支護結(jié)構(gòu)造成嚴重破壞。盡管有多種降水排水處理方式可供選擇，但目前在市政工程深基坑施工中仍存在問題。以輕型或噴射井點等方式處理降水的效果并不理想，很難滿足預(yù)期標準。這可能是由于施工現(xiàn)場的復(fù)雜情況、水位變化的不確定性以及排水設(shè)施的設(shè)計和操作不當(dāng)?shù)仍蛩隆４送?，在降水排水處理中，快速排水也可能會引發(fā)一系列問題。首先，快速排水會引起地面沉降，特別是在松散的土壤條件下。其次，過快的水流速度會引發(fā)環(huán)境問題，如河道淤積、水生態(tài)系統(tǒng)破壞等。此外，如果降水排水不經(jīng)過適當(dāng)?shù)奶幚恚赡軙?dǎo)致水質(zhì)污染，對生態(tài)環(huán)境和人類健康造成潛在威脅。

3.2 施工結(jié)構(gòu)不盡合理

深基坑支護施工需要考慮土壤的物理力學(xué)特性、地下水位以及周圍環(huán)境等因素。然而，部分施工人員在現(xiàn)場缺乏對支護結(jié)構(gòu)的全面了解，無法準確評估和預(yù)測潛在的問題。同時，施工人員對土質(zhì)的認知不到位也給施工結(jié)構(gòu)帶來了挑戰(zhàn)。不同的土層具有不同的物理力學(xué)性質(zhì)，對支護結(jié)構(gòu)的設(shè)計和施工提出了特殊要求。但是，一些施工人員對于土質(zhì)的認知不夠充分，往往無法準確判斷土層的穩(wěn)定性和強度特點，使得在支護結(jié)構(gòu)的設(shè)計和施工中存在偏差。最后，深基坑支護施工需要掌握一系列復(fù)雜的技術(shù)和工藝，如土釘墻和錨桿技術(shù)。這些技術(shù)要求經(jīng)驗豐富的專業(yè)人員進行處理和協(xié)作，才能確保支護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。而在實際施工中，由于施工人員的專業(yè)性不足，可能出現(xiàn)操作不規(guī)范、施工計劃不合理等問題，導(dǎo)致支護結(jié)構(gòu)的效果不理想[5]。

3.3 深基坑支護結(jié)構(gòu)施工不合理

開展市政工程中的深基坑施工時，深基坑支護結(jié)構(gòu)扮演著至關(guān)重要的角色，在施工前必須充分了解地下水位、土質(zhì)種類以及支護結(jié)構(gòu)的使用期限等關(guān)鍵信息。如果施工人員未充分考慮地下水位的測算和控制，地下水可能會進入基坑，增加了支護結(jié)構(gòu)的負擔(dān)，不僅可能導(dǎo)致墻體滲漏和破壞，還可能對周邊環(huán)境產(chǎn)生負面影響。并且，支護結(jié)構(gòu)的選擇必須與土質(zhì)特性相匹配，以確保其強度和穩(wěn)定性。例如，土釘墻是一種常用的支護結(jié)構(gòu)，但其需要位于高硬度與強度的土質(zhì)中才能發(fā)揮最佳效果。若是未進行詳盡的土層勘察，便可能出現(xiàn)將土釘墻用于不合適的環(huán)境下，從而干擾注漿作業(yè)，降低施工效率，并可能導(dǎo)致支護結(jié)構(gòu)的質(zhì)量問題。

3.4 未嚴格遵照施工設(shè)計圖紙

在市政工程深基坑支護中，支護方式和混凝土強度的選擇與設(shè)計要求密切相關(guān)。然而，如果施工企業(yè)未嚴格按照設(shè)計圖紙的指導(dǎo)進行操作，很容易選擇不適當(dāng)?shù)闹ёo方式或使用低于要求的混凝土強度。這種情況下，支護結(jié)構(gòu)可能無法承受工程所面臨的荷載和壓力，從而影響施工安全和結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。也有一些施工企業(yè)為了節(jié)省成本，可能會選擇使用廉價的材料來進行市政工程深基坑支護。然而，廉價材料往往質(zhì)量不穩(wěn)定或無法滿足工程的要求，這將直接危害施工的安全性。例如，廉價材料可能在使用過程中出現(xiàn)強度不足、易損壞、耐久性差等問題，給支護結(jié)構(gòu)帶來潛在的風(fēng)險和隱患。

4.市政工程深基坑支護的對策

4.1 施工前期工作

在實地調(diào)查勘測中，工程團隊需要深入分析施工區(qū)域的地質(zhì)情況、土層組成、地下水位以及周圍環(huán)境等因素?？赏ㄟ^鉆孔取樣、地質(zhì)雷達探測等地質(zhì)勘探方法獲取地質(zhì)信息，并且，還要對現(xiàn)場進行詳細的分析，例如基于觀察地表裂縫、巖層露頭、地面沉降等現(xiàn)象來了解地質(zhì)條件的變化情況。深基坑施工過程中，地下水位的高低直接關(guān)系到基坑的穩(wěn)定性和施工質(zhì)量。需要確定基坑底部距離地下水位的最小安全距離，通常要求不少于1 米。如果距離不足，就需要采取控制地下水位的措施，例如水井抽排、建立臨時隔離墻等。并安裝地下水位監(jiān)測設(shè)備，以確保實時了解地下水位的變化狀況，及時采取相應(yīng)措施防止基坑內(nèi)部發(fā)生滲水情況。

根據(jù)實地調(diào)查勘測和現(xiàn)場分析所得到的數(shù)據(jù)資料，工程團隊需要展開全面計算與分析，以整體設(shè)計圖紙為依據(jù)，制定合理的基坑支護施工方案。施工方案的制定過程中應(yīng)該充分考慮后期施工期間可能遇到的技術(shù)問題，如土層穩(wěn)定性、地下水滲流等，并提供相應(yīng)的控制措施和解決方案。通過科學(xué)合理的施工方案編制，可以提高后期施工操作的合理性和可行性，為基坑支護作業(yè)的順利開展提供有力的指導(dǎo)。

4.2 嚴格遵守土方開挖流程

為了確保施工安全，需要在周邊設(shè)置警示標牌，以提醒周圍人員注意施工區(qū)域，避免意外發(fā)生。在選擇開挖方式時，可以根據(jù)實際情況選取明挖或洞挖等方法。不同的開挖方式會涉及到不同的工序和支護結(jié)構(gòu)設(shè)計，因此需要根據(jù)具體情況進行選擇，確保支護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。地面與地下的雜物垃圾可能會對開挖作業(yè)產(chǎn)生干擾，甚至?xí)κ┕ぐ踩珟頋撛陲L(fēng)險。因此，在開挖前要認真清理地面，確保工作區(qū)域整潔。然后進行制樁和控制線的定位，準確確定開挖的位置和范圍，避免出現(xiàn)偏差或錯誤。在開挖過程中采用分層開挖法，可以有效控制土方開挖的深度和進度，確保施工的順利進行。在開挖至基坑底部時，應(yīng)特別注重保護周邊建筑和工程?；拥撞扛浇赡艽嬖谥匾牡叵鹿芫€、設(shè)備或其他結(jié)構(gòu)，因此在開挖過程中需要進行及時排查，以確保沒有異常結(jié)構(gòu)存在。若發(fā)現(xiàn)任何異常情況，必須立即采取措施進行處理，以防止事故的發(fā)生。開挖過程中，合理安排運輸工作十分重要。如果不妥善安排運輸工作，可能會導(dǎo)致土方運輸中出現(xiàn)污染事故。因此，在進行土方開挖時，應(yīng)制定相應(yīng)的運輸計劃，并采取必要的防護措施，確保土方的運輸過程安全、高效，并盡量減少對環(huán)境的影響。在實行回填時，如果回填土壤的水分過高或土質(zhì)不符合要求，可能會對工程帶來不良影響，甚至導(dǎo)致工程失穩(wěn)或損壞。所以，在實行回填前，應(yīng)對回填土壤進行充分檢查和篩選，確保其水分和土質(zhì)符合要求，以保障工程質(zhì)量。此外，必須確認基坑底部沒有雜物或積水的情況下才能進行回填作業(yè)。

4.3 做好降水排水施工

為了做好深基坑的降排水處理，應(yīng)合理規(guī)劃和布置排水溝與集水井，從而有效引導(dǎo)和收集基坑內(nèi)的降水，并將其排放到外部排水系統(tǒng)中，控制地下水位，保持基坑內(nèi)的持續(xù)干燥狀態(tài)，為后續(xù)的施工提供有利條件。在支護施工過程中，應(yīng)使用先進的止水施工技術(shù)來防止地下水的滲透。例如，在基坑周圍設(shè)置防滲墻、擋水板等措施，有效隔離外部地下水的進入。同時，要對支撐結(jié)構(gòu)和施工方法進行優(yōu)化，確保基坑邊坡的干燥穩(wěn)定。還需對基坑周邊進行監(jiān)測，并及時采取措施來穩(wěn)定地下水位。如使用臨時排水井點抽水，減少地下水壓力，使基坑的支撐結(jié)構(gòu)始終保持穩(wěn)定性和可靠性。也可使用抽水泵進行排水，設(shè)置合適的排水管道網(wǎng)絡(luò)，定期清理排水系統(tǒng)，以保證排水暢通。

4.4 合理選擇支護形式

在選擇支護形式時，需要綜合考慮各方面因素，如施工技術(shù)、經(jīng)濟性、施工周期等。支護形式的選擇是技術(shù)管理的關(guān)鍵，必須結(jié)合具體狀況和實際需求來進行判斷。只有選取合理且適用的支護形式，才能保證基坑工程的規(guī)范化施工，并確?；拥姆€(wěn)定性和安全性。支擋式結(jié)構(gòu)是一種非常靈活且適用范圍廣的支護形式，可根據(jù)具體情況進行調(diào)整和變化，適應(yīng)各種不同的基坑工程需求，一般由預(yù)制混凝土板樁、鋼板樁或混凝土墻板等組成，能夠提供較高的穩(wěn)定性和承載能力。因此，在基坑工程中，如果需要靈活性和可調(diào)整性，支擋式結(jié)構(gòu)通常是一個不錯的選擇；土釘墻適用于二、三級安全等級的基坑工程，土釘墻是指通過預(yù)埋或噴射的土釘將土體錨固起來，然后在土體表面設(shè)置防水隔離層，并進行鋼筋網(wǎng)格和混凝土噴涂等工藝，形成一道穩(wěn)定的支護墻。土釘墻適用于土質(zhì)較松軟、基坑較淺的環(huán)境，能夠有效地增加土體的抗滑和抗傾覆能力，提高整個基坑的穩(wěn)定性；重力式水泥土墻適用于淤泥土環(huán)境的深地基。因為淤泥土具有較高的水分含量和較低的強度，使得基坑支護難度較高。而重力式水泥土墻通過將水泥土填充在墻體內(nèi)部，利用自身的重力來提供支撐和穩(wěn)定，可以增加土體的側(cè)向抗力和整體的承載能力，從而保護基坑的安全。

4.5 深基坑支護現(xiàn)場維護

在深基坑工程現(xiàn)場，需要建立嚴格的規(guī)章制度和行為準則，以保持現(xiàn)場有序。通過合理布置施工區(qū)域、設(shè)置警示標識、劃定安全通道等，確保人員和設(shè)備的安全移動，并防止意外事故的發(fā)生。在臨時用電管理方面，需要電氣設(shè)備的有關(guān)管理、維修、操作人員都做到持證上崗，具備相關(guān)技術(shù)知識和操作能力，要能及時發(fā)現(xiàn)和排除電力設(shè)施故障，確保供電正常運行。對每次維修和檢修都要按實填寫維修登記表，以便日后查閱和分析，保證施工期間電力供應(yīng)的穩(wěn)定性和安全性。為了確保施工期間設(shè)備的安全運行，要求嚴禁酒后駕車，操作人員在操作機械設(shè)備進行施工作業(yè)之前進行必要的性能檢測，以排除潛在故障，保證設(shè)備正常運行，且堅決杜絕在機械設(shè)備運行期間進行檢修和維護，以防止意外傷害和設(shè)備損壞。最后，在鋼板樁支護施工中，需控制吊運角度在45°以內(nèi)，可以減少樁體傾斜、滑移等風(fēng)險，保證鋼板樁的正確安裝和支撐效果，從而確保施工作業(yè)的安全、順利完成。

結(jié)語：

隨著市政工程規(guī)模的逐漸增大和數(shù)量的增加，深基坑支護技術(shù)的運用越來越普遍。因為深基坑支護技術(shù)在實際使用時存在較高的復(fù)雜性，若想對其合理應(yīng)用，便要全面把握施工現(xiàn)場的具體狀況，掌握該技術(shù)的難點與對策，從而方可確保施工作業(yè)的順利開展，切實提高深基坑支護的施工質(zhì)量。