建筑工程深基坑施工技術(shù)管理措施研究

洪飛躍

（福建九鼎建設(shè)集團(tuán)有限公司，福建 廈門 361000）

深基坑支護(hù)技術(shù)是在實(shí)際工程中采用的加固措施，以保證坑壁穩(wěn)定性。在建筑工程深基坑施工技術(shù)管理過程中，需要明確所采用的深基坑支護(hù)形式，并做好有針對性的管理工作，其中包括安全、質(zhì)量、技術(shù)和監(jiān)測、勘察、排降水等，由此確保深基坑支護(hù)可提升建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和承載能力，使其達(dá)到建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。

1 目前的深基坑支護(hù)施工技術(shù)形式

1.1 懸臂式支護(hù)施工形式

懸臂型支撐結(jié)構(gòu)也被稱作“垂直支撐”，適合一般的挖掘深度較小、地質(zhì)條件較好且在土體c、Φ 值（土力學(xué)測定值）較大的情況下針對變形情況不明顯的基坑。在該支護(hù)形式進(jìn)行施工時(shí)，其鉆孔灌注排樁適用于軟土地層，且一般的挖掘深度為5～7m，在砂礫層、卵石中要謹(jǐn)慎使用。其中，采用懸臂式鋼管樁適合在5m 以下深度進(jìn)行施工，具有較低的彎曲剛度、快速施工等優(yōu)點(diǎn)，與混凝土排樁相比造價(jià)較低?；炷僚艠哆m合在5m 以上的懸臂梁，具有較大的彎曲剛度，但建設(shè)周期長、造價(jià)高，且需要注意的是，在實(shí)際工程中應(yīng)結(jié)合具體情況合理選擇排樁形式。

1.2 懸臂式與錨桿支撐混合式深基坑支護(hù)

錨拉式結(jié)構(gòu)分為兩大類：擋土結(jié)構(gòu)和錨拉支護(hù)結(jié)構(gòu)。在懸臂支護(hù)結(jié)構(gòu)支撐不滿足的情況下，可使用懸臂式與錨桿支撐的混合式深基坑支護(hù)，通常使用預(yù)應(yīng)力錨桿。預(yù)應(yīng)力錨索是一種通過高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力鋼索和錨索將荷載傳遞到深層穩(wěn)定巖層中的支護(hù)方式，在維護(hù)結(jié)構(gòu)的使用功能結(jié)束后，如果環(huán)境保護(hù)措施不允許錨桿在地層中停留（這樣的項(xiàng)目日益增多），需要使用可拆卸的鋼繩錨索。同時(shí)，錨拉式結(jié)構(gòu)通常也要設(shè)置腰梁和頂梁。腰梁的主體是鋼制腰梁（雙排工字鋼或溝槽），錨拉式結(jié)構(gòu)的錨固力由腰梁向支護(hù)結(jié)構(gòu)傳遞，從而構(gòu)成整體護(hù)坡，以確保基坑側(cè)壁的穩(wěn)定性，并且可采用頂梁改善圍護(hù)結(jié)構(gòu)的整體性能。

1.3 重力式擋土墻施工結(jié)構(gòu)

重力式擋土墻是通過自身的重力作用起到防護(hù)作用，使其能夠在土體的作用下維持擋土墻在土的作用力下保持穩(wěn)定。重力式擋土墻施工結(jié)構(gòu)在我國各種建筑工程中得到了廣泛應(yīng)用。該施工結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)為就地取材、施工簡單和經(jīng)濟(jì)效益好。這種擋墻在我國鐵路、公路等工程中也有應(yīng)用。常用的重力式圍護(hù)結(jié)構(gòu)通常為5～6m，多數(shù)為簡捷的梯形截面，超重力式擋土墻（通常是6m 以上的擋墻）也可分為半重力式、平衡重力式等。

在對重力式擋土墻施工結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)需要注意的是：可將其與沉降縫和伸縮縫連接起來，在線路上每10～15m 處布置1 條，同時(shí)具有二者的使用功能，一般縫寬為2～3cm，通常采用粘合劑填充縫，但在滲水量大、填料容易流失或凍傷嚴(yán)重的區(qū)域，則可在內(nèi)、外、頂3 個(gè)方向用瀝青或帶彈性的材料填充，其中填土深度不得低于0.15m，在巖石路塹或填石路堤的情況下，可在土體上留有缺口即設(shè)置空縫，干砌擋土墻縫的兩側(cè)應(yīng)選擇平整的石材砌筑，以達(dá)到豎向貫通的效果。

2 深基坑支護(hù)施工技術(shù)的主要特點(diǎn)

2.1 施工深度相對較大

在深基坑支護(hù)施工過程中，因施工深度影響較大、城市人口較多且土地資源有限，為此，施工前應(yīng)對其進(jìn)行計(jì)劃和分配，進(jìn)而在達(dá)到施工目標(biāo)的同時(shí)解決土地資源緊張問題。在此過程中，需要考慮實(shí)際項(xiàng)目建設(shè)情況，并明確土地地下資源的利用情況，由此明確開挖深度、尺寸等，并做好有關(guān)的排水、防水作業(yè)，以保障深基坑施工順利進(jìn)行。

2.2 地質(zhì)環(huán)境因素影響較大

影響深基坑支護(hù)施工的地質(zhì)環(huán)境因素主要表現(xiàn)在：土壤結(jié)構(gòu)對深基坑支護(hù)施工技術(shù)所產(chǎn)生的直接影響，且不同地質(zhì)類型選擇的基坑支護(hù)技術(shù)也有所差別。為此，若無法根據(jù)地質(zhì)環(huán)境正確地處理和選擇深基坑支護(hù)技術(shù)，則會嚴(yán)重影響工程施工管理效果，且出現(xiàn)較為嚴(yán)重的滑坡問題。

2.3 施工過程復(fù)雜

在建筑工程中，因建筑工程自身施工環(huán)境相對復(fù)雜且施工步驟較多，所采用的基坑支護(hù)技術(shù)與形式、機(jī)械等差異明顯。因此，在選擇深基坑支護(hù)施工技術(shù)類型時(shí)，要結(jié)合建筑工程的實(shí)際情況，考慮工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、地面環(huán)境等方面，由此結(jié)合建筑工程項(xiàng)目施工實(shí)際特點(diǎn)，確定好所選擇的基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)技術(shù)。

3 深基坑支護(hù)施工技術(shù)管理措施

3.1 合理選擇深基坑支護(hù)形式

（1）在房屋建筑工程中，深基坑支護(hù)方式有懸臂式、混合式、圍巖式等。在支護(hù)過程中，要合理地選取深基坑支護(hù)方式，以保證整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，確保施工項(xiàng)目達(dá)到實(shí)際建設(shè)需求。

（2）擋土墻的支護(hù)方式主要是根據(jù)自身的重量優(yōu)勢對支撐結(jié)構(gòu)進(jìn)行維護(hù)，以保證在不使用的情況下可達(dá)到穩(wěn)定平衡的狀態(tài)。

（3）懸臂式支護(hù)結(jié)構(gòu)可安裝在地基或巖石中，以改善地基的穩(wěn)定性。但是，這種方法通常只適合于基坑深度很低或地形地質(zhì)條件比較好的項(xiàng)目使用。

（4）混合式支護(hù)又稱錨桿支護(hù)，主要是采用錨桿、噴漿等方法提高基坑的穩(wěn)定性。根據(jù)以上建議，在建筑施工過程中應(yīng)合理選擇深基坑支護(hù)形式，并根據(jù)不同的施工條件保證其支護(hù)效果。

3.2 控制土方開挖質(zhì)量

（1）在土方開挖過程中，施工人員應(yīng)了解由于開挖深度的增加，地面沉降量也隨之增加，為確保最大地面沉陷位置處于可控且穩(wěn)定的狀態(tài)，需要在深基坑施工過程中對土方開挖質(zhì)量進(jìn)行控制。

（2）在建筑工程項(xiàng)目中，深基坑開挖必須滿足一定的施工條件。在施工開挖前，施工人員應(yīng)對基坑設(shè)計(jì)參數(shù)和技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行分析與掌握，并合理分析基坑內(nèi)部情況，以保障開挖工序安全保質(zhì)地進(jìn)行。

（3）控制基坑水文情況，明確基坑土體特質(zhì)，避免土體質(zhì)量影響開挖工序，在保證施工質(zhì)量、安全的同時(shí)，還應(yīng)注意若出現(xiàn)軟土地基等現(xiàn)象時(shí)采取有效措施，避免出現(xiàn)下滑、沉土等情況。

3.3 規(guī)范深基坑支護(hù)施工工序

（1）在進(jìn)行深基坑施工控制時(shí)，要根據(jù)建筑項(xiàng)目的具體要求確定安全措施，防止深基坑開挖出現(xiàn)安全隱患并制定合理的施工計(jì)劃，防止發(fā)生超挖、漏挖等情況。

（2）為規(guī)范深基坑支護(hù)施工工序，要根據(jù)基坑開挖時(shí)間確定其在穩(wěn)定狀態(tài)，并根據(jù)工程特點(diǎn)、周邊環(huán)境等因素選擇合適的支護(hù)類型，且合理控制施工成本，由此充分利用其所能達(dá)到的最大效益保障建筑工程深基坑施工順利完成。

（3）合理控制機(jī)械參數(shù)的準(zhǔn)確計(jì)算和支承壓力的范圍。在控制過程中，施工單位要對機(jī)械參數(shù)進(jìn)行核算工作，此過程應(yīng)選擇最佳的計(jì)算公式，且要對可能造成計(jì)算誤差的因素進(jìn)行科學(xué)預(yù)測，從而避免或減小誤差。為了保證深基坑的安全穩(wěn)定，需要對其進(jìn)行準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)驗(yàn)證。

（4）提高施工圖設(shè)計(jì)水平，理順施工流程。施工人員要加強(qiáng)對現(xiàn)場的調(diào)查，根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際情況制定合理的深基坑施工計(jì)劃，并與管理人員分析設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的不合理問題，在解決后完成規(guī)劃設(shè)計(jì)，以確保后續(xù)施工不出現(xiàn)任何問題，保證其達(dá)到合理性、科學(xué)性的要求。在所設(shè)計(jì)的施工方案中要充分考慮深基坑開挖的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)和支護(hù)方案的選取，以此在規(guī)范深基坑處理工序時(shí)做好對質(zhì)量的控制。

3.4 做好基坑降水、排水和止水工作

（1）在基坑排水過程中，如果工程地下水位較低，則要在基坑頂部和底部附近設(shè)置排水井和收集井，并結(jié)合現(xiàn)場地下水的補(bǔ)給和抽水需求對集水井和降水井進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。在基坑開挖3～7d之內(nèi)需完成排水處理，開挖前將地下水水位控制在0.5～1.0m 以下，若無法滿足其情況，則要及時(shí)加大降水井的啟動數(shù)量。

（2）在深基坑降排水的設(shè)計(jì)處理中，施工人員要根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際情況選擇采取輕型、噴射、管井井點(diǎn)等方法進(jìn)行處理。輕型降水法主要適用于土壤滲透性較好的情況。通過在基坑周圍布置一定數(shù)量的降水井，利用井點(diǎn)將地下水位降低到必要的深度，以保證施工的干燥條件。噴射降水法適用于土壤滲透性差或需要在較深的水層進(jìn)行降水的項(xiàng)目。該方法通過高壓噴射設(shè)備將水或空氣噴入土層改變土體的結(jié)構(gòu)，從而提高其滲透性，使水順利排出。管井井點(diǎn)降水法是一種更為常用的降水方法，特別是在城市地區(qū)或其他空間受限的環(huán)境中。通過在地下設(shè)置管井連接到井點(diǎn)泵，從而抽取地下水，以降低水位。這種方法可以精確控制降水量和降水深度，適合多種不同的地質(zhì)條件。

（3）在止水處理中應(yīng)采用止水帷幕，并設(shè)置坑外帷幕注漿封堵的施工工藝。在此過程中，要先完成定位工序，在預(yù)先設(shè)好的止水簾外側(cè)距雙軸攪拌樁20 cm 處安裝第一排灌漿孔，第2 排灌漿孔設(shè)置在距離第一排灌漿孔0.5m 位置，在此形成兩排灌漿孔且為梅花形狀進(jìn)行排列。在布點(diǎn)階段，對第一排灌漿孔進(jìn)行注漿，確保注漿管在壓入過程中始終保持豎直，并對灌漿進(jìn)行致密處理，將壓入深度控制在6～8m，第四層的黏土深度大約為0.5m，且需要將水泥與水玻璃按照1∶1 的比例進(jìn)行攪拌。這里的1∶1 比例是指水泥與水玻璃的體積比，而非質(zhì)量比。攪拌時(shí)要確保兩種材料充分混合，形成均勻的漿體，以便注入使用。

3.5 加強(qiáng)深基坑支護(hù)施工安全管理

（1）在深基坑工程建設(shè)中，要加大施工安全管理力度，防范各種安全隱患，確保深基坑工程施工正常進(jìn)行。在此過程中，要建立健全相應(yīng)的安全管理體系。例如，基坑工程施工時(shí)必須采取安全保護(hù)措施，考慮基坑變形是基坑及其周邊環(huán)境的變形，因此，要做好工程測量工作，且做好對一級基坑的回彈觀測工作。在觀測過程中，實(shí)現(xiàn)對各類建筑物以及地基土分層、沉降等觀測效果；明確高層和超高層建筑的傾斜情況；當(dāng)建筑物出現(xiàn)裂縫時(shí)，要注意觀察，及時(shí)采取針對性措施加以處理，在后續(xù)做好預(yù)防操作，即防止各類安全事故的發(fā)生。

（2）由于天氣原因，深基坑建筑施工工序戶外作業(yè)較多，因此，施工中要注意防止溫度、濕度、日照等方面的變化，對此，施工隊(duì)伍要提升施工人員的安全責(zé)任意識，確保他們在各工序施工中達(dá)到安全的處理效果，避免發(fā)生各類安全事故。

3.6 加大監(jiān)測力度

3.6.1 做好監(jiān)督管理工作

在建筑工程深基坑支護(hù)施工過程中需要做好勘察工作，加大監(jiān)測力度，確保達(dá)到安全可控的施工管理效果。工程勘察階段的監(jiān)測工序如下：第一，對地下管網(wǎng)中一級安全級別的基坑采用物理勘探為主、坑探為輔；在二級安全級別的基礎(chǔ)上，可采用坑探的方法進(jìn)行勘探。第二，探井結(jié)束后要及時(shí)進(jìn)行回填，確保其質(zhì)量。第三，按照《巖土工程勘察安全規(guī)范》（GB/T 50585-2019）有關(guān)規(guī)定，加強(qiáng)對基坑工程的勘察和環(huán)境調(diào)查，以保障前期監(jiān)測工序可為后續(xù)施工提供安全可靠的基礎(chǔ)。

3.6.2 BIM 基坑監(jiān)測信息化管理

BIM 技術(shù)可將數(shù)字化技術(shù)直接運(yùn)用于建筑工程的過程，該技術(shù)在監(jiān)測過程中運(yùn)用優(yōu)勢明顯，可有效解決建筑工程出現(xiàn)的各類問題，且在該技術(shù)下可為施工人員和管理人員提供所需的深基坑支護(hù)處理信息、工程項(xiàng)目地質(zhì)信息等。同時(shí)，BIM 技術(shù)模式可應(yīng)用于深基坑工程設(shè)計(jì)、建設(shè)、管理等方面，利用數(shù)字技術(shù)對工程建設(shè)進(jìn)行綜合管理，既能大大提高工程建設(shè)的效率，也可降低工程風(fēng)險(xiǎn)。因此，將BIM 技術(shù)應(yīng)用于基坑監(jiān)測能有效地解決傳統(tǒng)監(jiān)測手段對基坑變形和變化趨勢的影響。例如，應(yīng)用BIM 技術(shù)對基坑形狀、圍護(hù)結(jié)構(gòu)、周邊環(huán)境、監(jiān)測點(diǎn)等進(jìn)行建模，并將每日監(jiān)測資料輸入該模型，利用3-D+時(shí)間軸+變形層析技術(shù)讓施工人員和管理人員可通過BIM 技術(shù)所提供的可視化資料了解與掌握建筑深基坑結(jié)構(gòu)及其變形問題等。

4 結(jié)語

綜上，建筑工程深基坑施工支護(hù)技術(shù)種類繁多，在選擇支護(hù)方式時(shí)，應(yīng)結(jié)合項(xiàng)目工程的具體情況，確保選用的支護(hù)形式可達(dá)到建設(shè)需求。同時(shí)，嚴(yán)格控制施工質(zhì)量，健全相應(yīng)的施工計(jì)劃，并按照專業(yè)技術(shù)人員的意見對專項(xiàng)施工方案進(jìn)行調(diào)整，以保障建筑工程深基坑施工順利完成。