公路工程施工中采用的深基坑施工技術(shù)研究

張勇

（貴州路橋集團(tuán)有限公司，貴州 貴陽 550001）

0 引言

隨著城市的規(guī)模越來越大，交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展越來越快，對公路工程也提出更高的質(zhì)量要求。深基坑施工是建筑施工中最基本的一環(huán)，其首要目標(biāo)是給施工人員提供足夠的工作空間，這是項目得以成功進(jìn)行的先決條件。在此過程中，一旦出現(xiàn)支護(hù)質(zhì)量問題，則會影響到整個工程的順利進(jìn)行，甚至?xí)＜笆┕と藛T的安全。因此，必須對深基坑的支護(hù)進(jìn)行妥善處理。

1 公路工程深基坑概述

公路工程項目中，基坑深度在5m 以上可以被稱為深基坑施工。深基坑施工對施工工藝和施工質(zhì)量等都有更高的要求。近年來，隨著社會和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，大眾更加期望公路工程項目整體施工水平穩(wěn)步提升。

例如，公路工程路面幅度或承載強(qiáng)度進(jìn)一步增加、在公路工程中深度應(yīng)用多種先進(jìn)施工技術(shù)等。從專業(yè)化角度著手，深基坑施工不僅可以為公路工程的建設(shè)提供一個更為理想的作業(yè)平臺，還可以挖出并更換軟弱地基，為公路工程奠定更為穩(wěn)固的基礎(chǔ)。當(dāng)前，公路工程深基坑施工技術(shù)在高架橋、高等級公路工程的建設(shè)中得到更多的應(yīng)用，而它的科學(xué)、合理應(yīng)用也極大地提高了公路工程施工的質(zhì)量和效率，為其長期穩(wěn)定運(yùn)行打下堅實基礎(chǔ)[1]。

1.1 深基坑工程特點

1.1.1 較高的綜合性

在深基坑工程建設(shè)中，有許多環(huán)節(jié)都需要施工方來完成，而且這些環(huán)節(jié)之間又有著密切的聯(lián)系，因此，要求施工方從宏觀角度對深基坑工程的建設(shè)進(jìn)行全方位的管理，并對其進(jìn)行全方位的調(diào)度與控制，既要注重對細(xì)節(jié)的精準(zhǔn)管理，又要注重對項目的總體管理，盡可能地確保項目的總體質(zhì)量。

1.1.2 較強(qiáng)的區(qū)域性

深基坑工程受地質(zhì)環(huán)境的影響較大，由于我國地域廣闊，地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜，因此，在工程施工過程中，必須根據(jù)工程地點的具體情況來選擇方案，即使是在同一個城市，不同施工地點也有可能在地質(zhì)、水文和氣候等方面存在著細(xì)微的差異，所以，在方案設(shè)計上不能一概而論[2]。

1.2 深基坑支護(hù)工程施工難點分析

1.2.1 施工技術(shù)種類繁多，選擇困難

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，越來越多的施工技術(shù)可以用于深基坑支護(hù)，因此帶來一個很大的問題，即如何根據(jù)不同的工程情況來選擇不同的施工技術(shù)。一般情況下，在建設(shè)項目開始之前，需要對項目場地的地質(zhì)情況進(jìn)行勘查，以確定項目的施工技術(shù)形式。但在實際工作中，由于操作失誤、設(shè)備故障、采樣單一等主客觀因素，往往會對測量結(jié)果產(chǎn)生較大的影響。所以，從某種意義上而言，也會對施工技術(shù)的選型產(chǎn)生一定的影響。

1.2.2 施工過程中存在諸多問題，質(zhì)量控制難度較大

在深基坑支護(hù)施工中，存在著一些值得施工方注意的問題，因此，對于施工過程的質(zhì)量控制也是一件非常困難的事情。具體而言，深基坑支護(hù)工程對施工人員的專業(yè)素質(zhì)提出更高的要求，需要對施工現(xiàn)場進(jìn)行更為嚴(yán)格的管理，尤其要注意對現(xiàn)場加強(qiáng)安全防護(hù)。

此外，還要對施工工藝加以精確控制。但是，此類工作在實際操作中很容易發(fā)生錯誤，給項目的質(zhì)量管理帶來很大難度[3]。

2 公路工程深基坑施工技術(shù)及其要點

2.1 施工前準(zhǔn)備工作

深基坑是一項對施工技術(shù)要求非常嚴(yán)格的施工工程。在深基坑施工之前，一定要做好相關(guān)的準(zhǔn)備工作，以此保證后續(xù)的施工能夠科學(xué)有序地進(jìn)行。由于深基坑施工過程比較復(fù)雜，在任何環(huán)境下，如果出現(xiàn)質(zhì)量問題，都會對公路施工質(zhì)量產(chǎn)生很大影響，因此，項目建設(shè)單位需要做好以下三個方面的施工前準(zhǔn)備工作。

一是做好預(yù)先調(diào)研工作。對公路工程建設(shè)區(qū)的地質(zhì)水文條件、深基坑承臺等進(jìn)行詳細(xì)、準(zhǔn)確的測量，為后續(xù)深基坑施工提供可靠保障[4]。

二是做好施工任務(wù)規(guī)劃。為保證公路工程的深基坑施工具有科學(xué)性和合理性，設(shè)計機(jī)構(gòu)在深基坑施工前，一定要采用科學(xué)、先進(jìn)的設(shè)計理念，對深基坑施工展開規(guī)劃和設(shè)計，尤其要對施工工藝選擇和施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行詳細(xì)、全面的設(shè)計，以此對深基坑施工的組織和推進(jìn)進(jìn)行科學(xué)、有效的指導(dǎo)。

三是做好設(shè)備和材料準(zhǔn)備工作。在深基坑施工過程中，會涉及大量的機(jī)械設(shè)備和施工材料，如各種施工機(jī)械和車輛、鋼板樁、混凝土等。因此，為了保證后續(xù)施工能夠穩(wěn)定有序地進(jìn)行，在施工作業(yè)之前，需要對相關(guān)的設(shè)備和材料進(jìn)行有效的準(zhǔn)備和管理[5]。

2.2 基坑開挖作業(yè)

在公路工程中，基坑開挖是最基礎(chǔ)的一道工序，因為在該環(huán)節(jié)中，隨著基坑內(nèi)土體的持續(xù)挖掘，會對巖土結(jié)構(gòu)形成一定的安全威脅，所以，要對如下技術(shù)關(guān)鍵點進(jìn)行控制。

一是嚴(yán)格按照設(shè)計要求和計劃，采用自上而下、分層逐級的方法，進(jìn)行土方開挖，防止因超挖而增大施工場地的安全風(fēng)險，甚至對項目周圍地區(qū)的建筑物和其他地下系統(tǒng)造成破壞。

二是因為高速公路深基坑施工規(guī)模大、工序多，所以在基坑開挖時，要注意各個工序間的有效銜接，比如挖出土體后，將土體及時運(yùn)出，然后在基坑底部打設(shè)防護(hù)樁，并加強(qiáng)基坑側(cè)壁的支護(hù)，以此提升巖土結(jié)構(gòu)的邊坡穩(wěn)定性，避免土體彈性變形[6]。

三是在公路工程中，深基坑土方外運(yùn)的路徑設(shè)計要科學(xué)、合理，不能在邊坡頂部設(shè)置運(yùn)輸路徑，以避免因重型車輛運(yùn)行引起的巖土結(jié)構(gòu)變形和不穩(wěn)定，給施工帶來安全隱患。

四是加強(qiáng)與支護(hù)結(jié)構(gòu)的有效協(xié)作。在一般情況下，土方開挖和邊坡支護(hù)施工是同時進(jìn)行的，所以，在施工時，需要將這兩個重要的施工內(nèi)容進(jìn)行有效的配合，比如，在土方開挖時，要方便支護(hù)樁的施工，在需要時，可以通過建立臨時支撐點的方法，來提高工程的安全性和穩(wěn)定性[7]。

2.3 深基坑支護(hù)施工

在深基坑工程中，支護(hù)結(jié)構(gòu)是最關(guān)鍵的一環(huán)，其質(zhì)量直接關(guān)系到整個工程的安全性和穩(wěn)定性。同時，配套施工是一個復(fù)雜的過程，對施工內(nèi)容的技術(shù)要求很高，只有做好施工現(xiàn)場的技術(shù)控制，才能達(dá)到理想的質(zhì)量效果。

目前，隨著我國公路施工技術(shù)水平的不斷提高，深基坑支護(hù)在方式上也實現(xiàn)了多元化，而每項技術(shù)的要點也有顯著的不同，具體介紹如下。

2.3.1 鋼板樁支護(hù)技術(shù)

鋼板樁支護(hù)技術(shù)作為一種比較普遍和成熟的支護(hù)技術(shù)，其作用是保持水土和防滲，但由于它在軟黏土中的作用并不明顯，所以多用于硬黏土中。該技術(shù)的優(yōu)勢是造價相對較低，建造容易操作。其施工材料為熱軋鋼板樁，施工方法是采用鎖扣技術(shù)將鋼板樁固定在一起，形成鋼板樁墻。該技術(shù)廣泛應(yīng)用于道路工程中的深基坑支護(hù)，可以發(fā)揮出更好的防護(hù)效果。但此種支護(hù)方式也有其不足之處，如會引起周圍建筑物變形，故不適合在建筑密集地區(qū)的高速公路施工。

2.3.2 土釘墻支護(hù)施工技術(shù)

與其他技術(shù)相比，該技術(shù)具有對周圍環(huán)境影響小的優(yōu)點，因而可以用于城市道路交通施工中。該技術(shù)對土質(zhì)要求較高，需要施工區(qū)域的土質(zhì)具有較好的黏性和可塑性，而且腐蝕力也不能過強(qiáng)。所以，在工程實施前進(jìn)行地質(zhì)勘查是十分重要的，在工程施工開始前，要求施工方對工程地域的土壤、水文等條件有準(zhǔn)確的把握，以此決定該技術(shù)是否能夠得到有效應(yīng)用。在實際操作過程中，所采用的工藝包括鉆孔、插筋與注漿等，以此構(gòu)造出一個受力良好的土釘墻，而且，在完成后，無須額外進(jìn)行支護(hù)施工。另外，為了提高土釘墻的承載能力，還可以在其上適當(dāng)加筋，構(gòu)造復(fù)合土釘墻。

2.3.3 排樁支護(hù)施工技術(shù)

其主要施工方式為采用鉆孔灌注樁技術(shù)，在基坑四周布置鋼筋混凝土樁群和鋼筋混凝土柱群，起到圍護(hù)作用。相對而言，這一技術(shù)的支護(hù)效果比較好，但是在實際操作前，要在施工現(xiàn)場進(jìn)行大面積的澆筑，所以在某種程度上也存在著施工質(zhì)量難以控制的問題。該技術(shù)在施工時，施工方重點關(guān)注的是對基坑深度的控制，當(dāng)深度超過7m，該技術(shù)通常不適合。但是，在實際運(yùn)作中，施工單位一方面要控制好混凝土材料和鋼筋的質(zhì)量，另一方面要對排樁的間距進(jìn)行科學(xué)的控制，如果間距太大或者太小，則不能有效地發(fā)揮支護(hù)作用。

2.3.4 地下連續(xù)墻支護(hù)施工技術(shù)

由于該技術(shù)具有良好的防滲性能，常用于靠近較高地下水位的工程場地。此外，在一些土質(zhì)松軟的地方，也可以使用該技術(shù)。為避免基坑開挖引發(fā)土層下陷、塌方等事故，一般采取分槽分段的方法開展施工，并在基坑周圍修建一層鋼筋混凝土連續(xù)墻來保護(hù)地下水源。

2.3.5 深層攪拌樁支護(hù)施工技術(shù)

相對而言，該技術(shù)在實際操作過程中受外部環(huán)境的影響比較大，所以要采用水泥、石灰等材料對軟土進(jìn)行加固和支護(hù)。該技術(shù)不需采用內(nèi)支撐，可為機(jī)械設(shè)備進(jìn)場提供一定的方便。

2.3.6 基坑支護(hù)監(jiān)測技術(shù)

深基坑施工作業(yè)中，存在施工質(zhì)量安全隱患問題，為提升工程建設(shè)穩(wěn)定性，要強(qiáng)化深基坑施工監(jiān)測工作。在工程建設(shè)中，應(yīng)加強(qiáng)對工程質(zhì)量的控制，以確保工程建設(shè)順利進(jìn)行，特別是要注意現(xiàn)場的地質(zhì)狀況和建設(shè)過程中的施工質(zhì)量，防止在不適合的環(huán)境下施工，進(jìn)而影響到支護(hù)質(zhì)量。因此，必須適當(dāng)應(yīng)用支護(hù)監(jiān)測技術(shù)，對施工現(xiàn)場的實際操作展開監(jiān)測，并將監(jiān)測結(jié)果轉(zhuǎn)換成數(shù)值的形式，與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行對比。對發(fā)現(xiàn)的不一致之處，應(yīng)立即找出原因，并采取相應(yīng)的對策。

此外，施工單位還需要對施工過程中可能發(fā)生的各類問題，做好相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案，確保在施工過程中對可能出現(xiàn)的問題及時做出應(yīng)對，盡量減少損失。在實際施工過程中，應(yīng)該定期對工程展開監(jiān)測，并不定期地進(jìn)行抽查，保證相應(yīng)的問題可以被及時發(fā)現(xiàn)并得到有效解決，進(jìn)而達(dá)到對支護(hù)工程的最優(yōu)化控制[8]。

2.4 基坑降水施工

降水施工屬于公路深基坑施工中的必要環(huán)節(jié)，能夠?qū)⒒又袧撛谒磁懦蓛?，提升深基坑施工效果。由于基坑易于聚集雨水，且靠近地下水，尤其是在深基坑工程中，為避免水的干擾，需要進(jìn)行有效降水施工。在進(jìn)行降水施工的過程中，需要進(jìn)行如下技術(shù)控制。

一是基于地質(zhì)、水文、氣象等特點，選擇最科學(xué)、有效的降水方式，提高道路施工的效率，有效消除水環(huán)境對施工的影響。

二是在施工過程中，對地基的沉降、位移、水位等情況，進(jìn)行科學(xué)、準(zhǔn)確的監(jiān)控，并加強(qiáng)施工管理。

3 應(yīng)用深基坑施工技術(shù)的注意事項

3.1 控制土方開挖

由于深基坑施工工作量很大，因此可以采用分階段施工。在挖土過程中，每一層的厚度都要進(jìn)行嚴(yán)格控制，并要依據(jù)整個基坑的深度和坡度選擇適當(dāng)?shù)拈_挖長度。對基坑開挖層厚、開挖長度等基本參數(shù)進(jìn)行有效控制，是保證基坑開挖效率和邊坡穩(wěn)定的關(guān)鍵。在基坑開挖到設(shè)計深度后，為了避免基坑產(chǎn)生變形，必須在基坑內(nèi)澆筑混凝土墊層[9]。

3.2 減少深基坑周邊的堆載量

深基坑圍巖的承載力是有限的，如果堆載量太大，就會影響圍巖的穩(wěn)定性，有發(fā)生塌方的危險。按照相關(guān)規(guī)范，在深基坑邊沿2m 范圍內(nèi)，不得堆載、停放材料、土方、設(shè)備等。另外，在多雨天氣條件下，在深基坑的施工過程中，很容易出現(xiàn)不穩(wěn)定的現(xiàn)象，所以，在施工時，需要對其進(jìn)行加固，最大程度地降低外加荷載對基坑開挖的不利影響。

3.3 加強(qiáng)施工監(jiān)測與控制

在深基坑施工過程中，應(yīng)根據(jù)施工技術(shù)條件，對邊坡穩(wěn)定性、安全系數(shù)、支護(hù)效果等進(jìn)行監(jiān)測與控制，以監(jiān)測數(shù)據(jù)為依據(jù)，對其穩(wěn)定狀態(tài)、尺寸變化等做出正確的判斷，并及時進(jìn)行處理。以此提高施工的可控性，做到防患于未然[10]。

4 結(jié)語

總而言之，深基坑施工技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于高速公路建設(shè)中，并收到很好的效果。由于建筑工地的主觀和客觀因素各不相同，因此在實踐中還存在著部分問題需要加以解決。施工技術(shù)人員要以施工現(xiàn)場的實際情況為依據(jù)，對深基坑施工的技術(shù)要點了如指掌，做好深基坑施工的前期準(zhǔn)備工作和全過程安全質(zhì)量檢查控制工作，有效地保障深基坑施工的安全、進(jìn)度和質(zhì)量。