建筑施工中深基坑支護(hù)的施工技術(shù)與管理

湯兵

(福建望城建設(shè)工程有限公司)

0 引言

在現(xiàn)代高層建筑施工中，深基坑的支護(hù)工作是不可或缺的一環(huán)，它關(guān)系到工程的安全性。然而，因地下水位往往較高，極容易引發(fā)基坑崩塌和滑坡等地質(zhì)災(zāi)害，給基坑開挖帶來(lái)了很大的困難。為此，下文提出開展深基坑支護(hù)技術(shù)與管理方面的研究，以期能為深基坑支護(hù)施工的技術(shù)和管理實(shí)踐提供一些借鑒，從而提高施工質(zhì)量和安全管理水平，促進(jìn)建筑工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

1 建筑工程施工概況

云霄縣江輝路威惠廟片區(qū)棚戶區(qū)改造項(xiàng)目位于云霄縣云陵鎮(zhèn)威惠廟周邊，項(xiàng)目緊鄰民房、學(xué)校。項(xiàng)目總建筑面積63541.10 平方米，設(shè)區(qū)內(nèi)建有道路、綠化、給排水、強(qiáng)弱電、電梯等配套基礎(chǔ)設(shè)施。工程施工范圍包含但不限于本項(xiàng)目1#～9#樓主體結(jié)構(gòu)、3#～9#樓地下室、基坑支護(hù)及水電安裝等。地下室埋深約5.5m。

2 建筑工程中深基坑支護(hù)施工概述

深基坑工程在建筑工程項(xiàng)目施工中變得日益普遍，它通常是指建筑工程項(xiàng)目的基坑開挖深度超過(guò)5m（含5m)或開挖深度雖未超過(guò)5m,但地質(zhì)條件、周圍環(huán)境、地下管線復(fù)雜，或影響毗鄰建筑（構(gòu)筑）物安全的基坑（槽）的土方開挖、支護(hù)、降水工程。在建設(shè)工程項(xiàng)目中，盡管深基坑支護(hù)具有比較顯著的價(jià)值，但其施工難度大，在施工的過(guò)程中，容易因支護(hù)結(jié)構(gòu)變形和沉降而導(dǎo)致基坑坍塌。要想有效地解決這一難題，施工單位就必須對(duì)深基坑進(jìn)行合理的支撐，通過(guò)支護(hù)系統(tǒng)來(lái)提升其穩(wěn)定性和可靠性，從而降低其在施工過(guò)程中所面臨的變形乃至垮塌風(fēng)險(xiǎn)。

水文地質(zhì)條件、地下水位變化、周圍環(huán)境、基坑頂部堆載往往對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)的影響比較明顯，技術(shù)人員需要制定有效的管理方案，才能更好的對(duì)影響基坑安全的危險(xiǎn)因素進(jìn)行防治，真正的將支護(hù)結(jié)構(gòu)的功能發(fā)揮出來(lái)。對(duì)于深基坑支護(hù)施工工作，首先要具有很強(qiáng)的針對(duì)性，施工人員要著重對(duì)項(xiàng)目所處地區(qū)的具體情況進(jìn)行調(diào)研，特別是與之有關(guān)的地質(zhì)條件，更要受到技術(shù)人員的關(guān)注，這樣才能在掌握相應(yīng)的地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上，選擇與之相適應(yīng)的支護(hù)方法，促進(jìn)其達(dá)到良好的穩(wěn)定狀態(tài)，以免由于支護(hù)方法與項(xiàng)目所處地區(qū)的具體情況不一致，而對(duì)最后的深基坑結(jié)構(gòu)的支護(hù)效果產(chǎn)生不利的影響。其次，在工程施工過(guò)程中，施工人員要注重結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)具體條件，對(duì)影響安全與質(zhì)量的危險(xiǎn)源進(jìn)行識(shí)別與評(píng)價(jià)，并采取措施，降底危險(xiǎn)水平，使得工程施工處于可控狀態(tài)，尤其要注意對(duì)各類動(dòng)態(tài)因素的預(yù)防與控制，以提升工程施工質(zhì)量，避免工程施工過(guò)程中出現(xiàn)嚴(yán)重的安全問(wèn)題。另外，由于地質(zhì)水文條件及建筑物周邊與地下環(huán)境的復(fù)雜性，導(dǎo)致深基坑支護(hù)的施工難度也相對(duì)較大，所以，施工單位一定要注重對(duì)其進(jìn)行精細(xì)的管理，進(jìn)而促進(jìn)深基坑支護(hù)施工的規(guī)范化和提高其安全可靠性。尤其是將多種不同的深基坑支護(hù)方式相結(jié)合時(shí)，更要對(duì)深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行嚴(yán)格的位移監(jiān)測(cè)，做好降排水工作、嚴(yán)控地面堆載，確保支護(hù)結(jié)構(gòu)安全，為后續(xù)土方開挖施工提供有利條件。

3 深基坑支護(hù)施工技術(shù)

3.1 施工前準(zhǔn)備

為了保證工程的正常進(jìn)行，施工人員必須做好施工前期準(zhǔn)備工作。工程建設(shè)前期的準(zhǔn)備工作主要有：一是要對(duì)工程項(xiàng)目進(jìn)行實(shí)地考察、工程地質(zhì)調(diào)查。主要調(diào)查工程地質(zhì)條件、地下水位、周邊建筑物及地下管線的情況。二是制定施工計(jì)劃。三是結(jié)合工程實(shí)際，編制合理的施工組織方案，提出相應(yīng)的工程施工管理措施。施工組織方案主要包含了施工組織，人員配置，設(shè)備配置，材料供給等內(nèi)容。在深基坑支護(hù)工程中，由于其危險(xiǎn)性很大，必須制訂出相應(yīng)的安全防護(hù)措施和應(yīng)急救援措施，以確保施工人員的安全及工程安全。此外，深基坑支護(hù)工程的質(zhì)量對(duì)建筑的安全性和使用年限有很大影響，因此必須制訂出詳盡的質(zhì)量管理方案，其中包含質(zhì)量檢查與監(jiān)測(cè)方案，以及施工過(guò)程中的紀(jì)錄與驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 施工流程和步驟

首先，在工程開始之前，施工人員必須對(duì)工程進(jìn)行全面的調(diào)查與分析，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙、基坑安全等級(jí)、周邊環(huán)境及水文地質(zhì)情況編制出具體的施工計(jì)劃與施工組織方案、基坑監(jiān)測(cè)方案、安全生產(chǎn)應(yīng)急預(yù)案等。施工方案應(yīng)包括基坑支護(hù)施工方案、降排水、截水方案、土方開挖方案。其次，進(jìn)行基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)施工，對(duì)基坑周邊進(jìn)行安全防護(hù)，通過(guò)設(shè)立警告標(biāo)識(shí)、配備專職安全員及相應(yīng)的保護(hù)設(shè)施、劃分作業(yè)范圍、劃分出入口等來(lái)保證基坑施工的安全。支護(hù)結(jié)構(gòu)施工完成并進(jìn)行相關(guān)檢測(cè)合格后，進(jìn)行土方開挖，遵循開槽支撐、先撐后挖、分層開挖、嚴(yán)禁超越的原則。另外，需對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)、地下水位、及周邊環(huán)境進(jìn)行必要的監(jiān)測(cè)與保護(hù)。

3.3 施工安全措施

深基坑支護(hù)是一種高危險(xiǎn)性工作，容易發(fā)生坍塌、中毒、觸電、機(jī)械傷害等類型安全事故，特別突出的是基坑坍塌。施工單位必須建立完整的安全管理體系，包括深基坑施工的安全管理規(guī)定及作業(yè)程序，組織對(duì)建筑工人進(jìn)行安全教育及安全技術(shù)交底，增強(qiáng)建筑工人的安全素質(zhì)及技術(shù)水平；在基坑周邊設(shè)立顯著的警告標(biāo)識(shí)，做好臨邊防護(hù)；對(duì)排樁等懸壁式支護(hù)結(jié)構(gòu)，樁頂水平位移超過(guò)設(shè)計(jì)值時(shí)，應(yīng)采取加設(shè)支撐或錨桿等方法進(jìn)行處理，支護(hù)結(jié)構(gòu)發(fā)生深層滑動(dòng)時(shí)，應(yīng)及時(shí)澆筑墊層或加厚墊層，必要時(shí)可采用配筋墊層；對(duì)于流砂應(yīng)增加坑內(nèi)降水措施或加快墊層施工、加厚墊層處理，對(duì)于基坑開挖過(guò)程中，出現(xiàn)管涌，可在支護(hù)墻前增設(shè)鋼板樁，在鋼板樁與支護(hù)墻間進(jìn)行注漿。做好工程機(jī)械及器具的保養(yǎng)工作，保證工程機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)及安全，防止工程機(jī)械傷害。要對(duì)深基坑施工進(jìn)行日常巡查、專項(xiàng)檢查、定期安全檢查，并對(duì)影響安全的關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行及時(shí)的監(jiān)測(cè)與處置，確?；拥陌踩c穩(wěn)定。

4 建筑工程施工中深基坑支護(hù)的施工技術(shù)管理方法

4.1 加強(qiáng)施工技術(shù)管理

施工單位要按照相關(guān)法律、法規(guī)、規(guī)范，編制分項(xiàng)工程施工操作工藝流程、工序質(zhì)量控制要點(diǎn)，使技術(shù)工作能夠流程化、規(guī)范化，有法可依；同時(shí)，對(duì)工程技術(shù)工作實(shí)行全面的監(jiān)管，重視施工前的材料質(zhì)量控制、施工過(guò)程中的檢查、技術(shù)間歇、檢驗(yàn)批、分項(xiàng)分部驗(yàn)收、及施工完成后的終驗(yàn)。

4.2 加強(qiáng)施工人員培訓(xùn)

施工單位要加大對(duì)深基坑支護(hù)施工班組、技術(shù)人員的培訓(xùn)力度，建立專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)、安全培訓(xùn)、技能教學(xué)培訓(xùn)等制度，讓施工人員對(duì)施工技術(shù)、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)條件等有較好的了解。除此之外，施工單位所有人員必須持證上崗、堅(jiān)持繼續(xù)教育并定期考核。施工企業(yè)可以定期邀請(qǐng)行業(yè)專家對(duì)本單位管理與技術(shù)人員進(jìn)行培訓(xùn)。施工技能崗位培訓(xùn)有助于施工人員知識(shí)更新及加強(qiáng)對(duì)于施工方法、施工工藝以及施工技術(shù)的了解，以適應(yīng)新的經(jīng)濟(jì)形勢(shì)下建筑業(yè)發(fā)展要求。

4.3 加強(qiáng)材料質(zhì)量控制

首先，要加強(qiáng)對(duì)建筑材料的檢測(cè)、管理、供應(yīng)等方面的工作，確保建筑材料的質(zhì)量。對(duì)于建筑工程的施工材料，應(yīng)實(shí)行專人采購(gòu)、專人管理，其次，在施工過(guò)程中，要對(duì)施工材料進(jìn)行合理的堆放、定期檢查，避免材料因堆放不合理而產(chǎn)生不利內(nèi)應(yīng)力與變形，定期檢查可避免水泥等材料過(guò)期或受潮，從而影響到建筑工程的質(zhì)量。其次，采用目測(cè)與試驗(yàn)相結(jié)合的方法，對(duì)大直徑鋼筋焊接接頭的焊接質(zhì)量進(jìn)行科學(xué)檢測(cè)，其中主要是檢測(cè)焊接接頭中存在的偏斜角、裂紋、凹陷等缺陷，以及焊接樣本的檢驗(yàn)。此外，施工人員應(yīng)該對(duì)混凝土中的水分、泥沙、石等進(jìn)行合理的配比，并對(duì)各種量具和測(cè)量表進(jìn)行認(rèn)真的校對(duì)，以確保它們的準(zhǔn)確性和完整性。

4.4 加強(qiáng)機(jī)械設(shè)備養(yǎng)護(hù)

在深基坑支護(hù)施工中，要加強(qiáng)對(duì)旋挖機(jī)、深層攪拌機(jī)等各類機(jī)械設(shè)備進(jìn)行維修、養(yǎng)護(hù)，并指定專業(yè)的技術(shù)人員對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行管理和使用，建立機(jī)械設(shè)備使用登記制度、維修保養(yǎng)工作流程。設(shè)備運(yùn)行部門要了解機(jī)械設(shè)備運(yùn)行原理、努力達(dá)到會(huì)維護(hù)、檢修的目標(biāo)。如果機(jī)器設(shè)備出現(xiàn)故障，由指定技術(shù)人員對(duì)機(jī)器設(shè)備進(jìn)行維修。除此之外，施工單位還需要在施工現(xiàn)場(chǎng)建立試驗(yàn)室，并配備專門的專業(yè)技術(shù)人員，這樣才能在短時(shí)間之內(nèi)，進(jìn)行各類機(jī)械設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，并將機(jī)械設(shè)備儀器儀表誤差控制在允許范圍之內(nèi)。

4.5 合理應(yīng)用信息技術(shù)

為提高施工安全，施工單位應(yīng)合理利用信息技術(shù)。利用信息技術(shù)可對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移、豎向沉降、錨桿軸力、地下水位變化等進(jìn)行全面的監(jiān)控，對(duì)基坑周邊環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)錄像。在工程建設(shè)過(guò)程中，支護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力會(huì)不斷改變，周邊結(jié)構(gòu)也會(huì)受到地下水的影響。因此，施工人員應(yīng)對(duì)監(jiān)控的結(jié)果與參數(shù)的變化情況進(jìn)行綜合分析，對(duì)不利的變形與地下水位變化，應(yīng)及時(shí)采取措施，使深基坑的施工工作有序、安全。除此之外，在招聘深基坑支護(hù)施工技術(shù)員的時(shí)候，還應(yīng)該提升技術(shù)錄用的標(biāo)準(zhǔn)，選擇有經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)員，這樣才能提升對(duì)信息技術(shù)的應(yīng)用水平，并且要對(duì)監(jiān)控中的影像進(jìn)行密切關(guān)注，以便對(duì)系統(tǒng)的反應(yīng)進(jìn)行準(zhǔn)確的記錄。

4.6 合理選擇深基坑支護(hù)形式

在進(jìn)行深基坑支護(hù)時(shí)，可以采用的支護(hù)方法有很多，深基坑支護(hù)必須要結(jié)合實(shí)際情況，選用合適的支護(hù)形式。在不同的建設(shè)項(xiàng)目中，擬建建筑的周邊環(huán)境、水文地質(zhì)條件是不同的，需要根據(jù)不現(xiàn)的環(huán)境條件、水文地質(zhì)條件、基坑深度采取不同的支護(hù)方法。目前常用的主要是排樁、地下連續(xù)墻、重力式水泥土墻、逆作拱墻、土釘墻等支護(hù)方式，只有支撐方式與場(chǎng)地實(shí)際情況相適應(yīng)，才能保證深基坑支護(hù)，經(jīng)濟(jì)、適用、安全。支護(hù)型結(jié)構(gòu)具有更廣泛的應(yīng)用面，對(duì)于某些需要采取降水或止水帷幕的基坑，可以采用排樁支護(hù)，通常由支護(hù)樁、支撐（或土層錨桿）及防滲帷幕等組成。適用于安全等級(jí)為一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)基坑，云霄縣江輝路威惠廟片區(qū)棚戶區(qū)改造項(xiàng)目采取的便是排樁加土層錨桿的支護(hù)方式。地下連續(xù)墻支護(hù)施工振動(dòng)小、噪音低防滲性好，可同時(shí)用作主體地下結(jié)構(gòu)的外墻，對(duì)于周邊環(huán)境條件復(fù)雜的項(xiàng)目具有很強(qiáng)的適用性。對(duì)于某些二、三級(jí)基坑，可采用重力式水泥土擋墻（高壓旋噴樁墻、深層攪拌水泥土樁墻）等做支護(hù)，依靠自重與剛度保護(hù)坑壁。

4.7 規(guī)范深基坑支護(hù)施工工序

在深基坑支護(hù)作業(yè)中，涉及很多施工步驟，因此，在進(jìn)行深基坑支護(hù)時(shí)，施工單位應(yīng)制定出合理步驟，這樣才能保證深基坑支護(hù)工作的安全和質(zhì)量，從而保證工程的順利進(jìn)行。在制定深基坑支護(hù)施工專項(xiàng)技術(shù)方案之后，應(yīng)組織專家對(duì)專項(xiàng)方案進(jìn)行論證，施工人員必須嚴(yán)格執(zhí)行論證合格后的技術(shù)方案，不能任意更改。項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，施工單位技術(shù)負(fù)責(zé)人還應(yīng)當(dāng)定期巡查深基坑專項(xiàng)方案的實(shí)施情況，同時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)還應(yīng)委托有資質(zhì)的第三方機(jī)構(gòu)對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，確保支護(hù)結(jié)構(gòu)豎向位移、水平位移、錨桿軸力等符合要求。在各種深基坑支護(hù)工程中，所面對(duì)的地質(zhì)、水文條件各不相同，因此，在選擇施工技術(shù)時(shí)，必須先對(duì)其進(jìn)行地質(zhì)調(diào)查，將所有的自然地理資料綜合起來(lái)，再根據(jù)這些資料來(lái)選擇施工技術(shù)。在深基坑支護(hù)作業(yè)中，開挖是最關(guān)鍵的一環(huán)，開挖包括分區(qū)、分塊與對(duì)稱開挖等，開挖方法的選取要與整體工序安排中的前后順序協(xié)調(diào)，這樣才能確保開挖方法的合理性。在進(jìn)行挖掘工作之前，現(xiàn)場(chǎng)的工作人員必須根據(jù)深基坑支護(hù)施工總體方案中所確定的挖掘范圍，制訂出一套挖掘的分層方案，但是在挖掘過(guò)程中，還必須根據(jù)場(chǎng)地的具體條件來(lái)進(jìn)行，這樣才能保證施工質(zhì)量與安全。

4.8 做好基坑降水、排水及截水工作

在深基坑建設(shè)中，水位變化會(huì)引起支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力的變化，有的場(chǎng)地存在著較高的地下水位，在施工過(guò)程中，由于水位變化的原因，使得支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力與變形在開挖過(guò)程中會(huì)發(fā)生較大的變化，從而降低了支護(hù)結(jié)構(gòu)在開挖過(guò)程中的穩(wěn)定性。地下水位較高影響基坑開挖時(shí)，可通過(guò)在深基坑現(xiàn)場(chǎng)設(shè)立降水井排水，降低地下水位。井點(diǎn)降水法是一種廣泛用于深基坑降水方法，在基坑土方開挖前，用真空（輕型）井點(diǎn)、噴射井點(diǎn)、管井深入含水層內(nèi)，不斷抽取地下水的方式使地下水位降至基坑底以下，同時(shí)土體會(huì)固結(jié)，利于土方開挖施工，它可以有效降低地下水位，從而避免了基坑積水及對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)造成的不良影響，從而提高了支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。截水水可采用注漿、旋噴樁、深層攪拌水泥土樁擋墻做截水帷幕。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，深基坑支護(hù)施工受水文地質(zhì)條件、地下水位變化、基坑周邊環(huán)境、地下管線、坑頂堆載等多種因素影響，為確保深基坑支護(hù)安全，施工單位需要根據(jù)實(shí)際情況，制定出一套經(jīng)濟(jì)、可行、安全的支護(hù)、降排水、截水、土方開挖施工與管理方案，并加強(qiáng)對(duì)其進(jìn)行全程的技術(shù)管理，同時(shí)，應(yīng)對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)、地下水位、周邊環(huán)境進(jìn)行必要的監(jiān)測(cè)，從而確保深基坑施工安全與工程質(zhì)量。