巖土工程基礎(chǔ)建設(shè)中的深基坑支護(hù)施工技術(shù)

張堯 史彬

1.山西冶金巖土工程勘察有限公司 山西 太原 030002

2.山西華冶勘測工程技術(shù)有限公司 山西 太原 030002

隨著城市化進(jìn)程的加速和土地資源的有限性，越來越多的建筑項(xiàng)目需要在有限的土地面積上進(jìn)行高層建筑、地下工程等建設(shè)。然而，由于地下土層的復(fù)雜性和不穩(wěn)定性，深基坑的開挖和支護(hù)成為了一個(gè)關(guān)鍵的技術(shù)難題。深基坑支護(hù)施工技術(shù)旨在確保基坑的穩(wěn)定和安全，防止地下水的滲漏和土體的滑坡。該技術(shù)涵蓋了多種工程方法和材料的應(yīng)用。通過科學(xué)合理的設(shè)計(jì)和施工，深基坑支護(hù)能夠有效地控制地表沉降、防止土壤液化和保護(hù)周圍的建筑物和地下管線。由于技術(shù)的不斷進(jìn)步和經(jīng)驗(yàn)的積累，深基坑支護(hù)施工技術(shù)也在不斷演進(jìn)和創(chuàng)新。工作人員不斷探索更安全、高效和環(huán)保的支護(hù)方案，提高工程質(zhì)量和施工效率，為人們提供更安全、舒適的生活環(huán)境。

1 巖土工程施工特點(diǎn)

巖土工程施工面臨著復(fù)雜多變的地質(zhì)條件。地質(zhì)條件的多樣性對施工帶來了挑戰(zhàn)，例如，土質(zhì)的不均勻性、地下水位的高低變化以及地下巖體的存在等。施工團(tuán)隊(duì)需要通過綜合分析和合理的施工方案，應(yīng)對不同地質(zhì)條件下可能出現(xiàn)的問題。巖土工程施工需要考慮環(huán)境保護(hù)和資源利用。巖土工程往往發(fā)生在城市和生態(tài)敏感區(qū)域，因此施工過程中需要采取一系列環(huán)境保護(hù)措施，減少對周圍環(huán)境的影響。此外，合理利用資源也是施工的重要目標(biāo)，包括土方的回填利用、廢棄物的處理等，以實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展[1]。土工程施工具有較高的技術(shù)要求和專業(yè)性。由于地質(zhì)條件的復(fù)雜性，巖土工程施工需要充分了解土體和巖體的性質(zhì)，合理選擇施工方法和支護(hù)措施。施工過程中需要掌握各種巖土工程技術(shù)和設(shè)備的操作，如鉆探、挖掘、注漿、爆破等，確保施工的安全和質(zhì)量。

2 巖土工程深基坑支護(hù)常見問題

2.1 施工問題

由于土體力學(xué)性質(zhì)的不確定性，基坑周邊土體可能發(fā)生不穩(wěn)定，導(dǎo)致坍塌事故的發(fā)生。為了解決這個(gè)問題，施工團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)采取適當(dāng)?shù)闹未胧?，如鋼支撐或混凝土墻等，以增加基坑的穩(wěn)定性，并進(jìn)行定期的監(jiān)測和檢查。支撐失穩(wěn)也是一個(gè)常見的問題。由于設(shè)計(jì)不合理或施工操作不當(dāng)，支撐結(jié)構(gòu)可能會發(fā)生失穩(wěn)，從而導(dǎo)致支撐系統(tǒng)的崩塌或倒塌[2]。為了避免這種情況的發(fā)生，施工團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)進(jìn)行合理的支撐設(shè)計(jì)，并采取適當(dāng)?shù)氖┕し椒ê捅O(jiān)測措施，確保支撐系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。此外，土體沉降也是一個(gè)需要關(guān)注的問題。在深基坑施工過程中，由于土體的開挖和支撐作用，周圍土體可能發(fā)生沉降現(xiàn)象。為了控制土體沉降，施工團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)根據(jù)土體性質(zhì)和工程要求，采取合適的加固措施，如預(yù)應(yīng)力錨桿和注漿加固等，以減少土體的變形和沉降。在深基坑的開挖過程中，地下水可能會涌入基坑，增加了工程的復(fù)雜性和風(fēng)險(xiǎn)。為了應(yīng)對這個(gè)問題，施工團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)采取有效的排水措施，如設(shè)置抽水井和排水管道等，控制地下水位并確保基坑的干燥。

2.2 取樣問題

取樣位置應(yīng)該能夠代表整個(gè)基坑區(qū)域的土質(zhì)狀況，以便準(zhǔn)確評估工程的穩(wěn)定性和承載能力。在選擇取樣位置時(shí)，需要綜合考慮地質(zhì)勘察資料、現(xiàn)場勘測數(shù)據(jù)以及施工條件等因素，避免取樣位置偏離實(shí)際工程情況，導(dǎo)致取樣結(jié)果與實(shí)際情況不符。常見的取樣方法包括鉆孔取樣和挖掘取樣等。對于較深的基坑，常采用鉆孔取樣方法，通過鉆孔獲取深層土樣進(jìn)行分析。在取樣過程中，應(yīng)確保取樣工具的清潔和無污染，避免外界雜質(zhì)的干擾。同時(shí)，應(yīng)注意取樣深度的控制，確保取樣能夠覆蓋不同土層，并獲取準(zhǔn)確的土樣[3]。此外，取樣過程中還需要注意取樣數(shù)量和頻率的問題。根據(jù)工程的要求和土質(zhì)特點(diǎn)，合理確定取樣數(shù)量和頻率，以確保取樣的代表性和可靠性。對于大型基坑工程，應(yīng)增加取樣點(diǎn)的數(shù)量，從不同位置和層次進(jìn)行取樣，以獲得更全面的土質(zhì)信息。

2.3 支護(hù)結(jié)構(gòu)問題

在設(shè)計(jì)和施工過程中，如果未能充分考慮到基坑周圍的土層力學(xué)特性、地下水位以及周邊建筑物的影響等因素，可能導(dǎo)致支護(hù)結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定。這可能包括支撐結(jié)構(gòu)的變形、傾斜或破壞，從而影響整個(gè)基坑的穩(wěn)定性和安全性。由于復(fù)雜的地下土體條件和施工過程中的荷載變化，支護(hù)結(jié)構(gòu)可能會發(fā)生變形和開裂。這可能導(dǎo)致支撐系統(tǒng)的剛度減小，影響其承載能力和穩(wěn)定性。在支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工過程中，應(yīng)該充分考慮土體的變形特性，采取適當(dāng)?shù)闹ёo(hù)措施以減小變形和開裂的風(fēng)險(xiǎn)。此外，支護(hù)結(jié)構(gòu)的質(zhì)量問題也需要引起關(guān)注。不合理的材料選擇、施工操作不當(dāng)以及質(zhì)量監(jiān)控不到位等因素可能導(dǎo)致支護(hù)結(jié)構(gòu)的質(zhì)量下降。如預(yù)制混凝土墻體的裂縫、鋼支撐的腐蝕等都可能影響支護(hù)結(jié)構(gòu)的使用壽命和安全性。因此，在施工過程中，應(yīng)加強(qiáng)質(zhì)量管理和監(jiān)控，確保支護(hù)結(jié)構(gòu)的材料選擇、加工、安裝和維護(hù)等環(huán)節(jié)符合規(guī)范要求[4]。另外，周邊建筑物、地下管線以及地下水位的變化等都可能對支護(hù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響。不合理的支護(hù)設(shè)計(jì)和施工可能引起周圍環(huán)境的沉降、裂縫或滲漏等問題，給工程和周邊環(huán)境帶來風(fēng)險(xiǎn)。因此，應(yīng)在設(shè)計(jì)和施工過程中充分考慮周圍環(huán)境的因素，確保支護(hù)結(jié)構(gòu)與周圍環(huán)境的相互協(xié)調(diào)和穩(wěn)定。

3 巖土工程深基坑支護(hù)施工技術(shù)要點(diǎn)

3.1 基坑支護(hù)體系結(jié)構(gòu)

3.1.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能夠有效分擔(dān)土壓力和地下水壓力，確保基坑周邊土體的穩(wěn)定。在設(shè)計(jì)過程中，需要充分考慮土體力學(xué)參數(shù)、地下水位變化、地質(zhì)條件等因素，選擇適當(dāng)?shù)闹ёo(hù)結(jié)構(gòu)類型，如樁墻、擋墻、護(hù)坡等。同時(shí)，還要合理設(shè)置錨桿、土釘、支撐架等附屬構(gòu)件，增強(qiáng)整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。綜合考慮土體和水壓力的作用，進(jìn)行力學(xué)計(jì)算和結(jié)構(gòu)優(yōu)化，確保支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全可靠。

3.1.2 處理土體

土體的性質(zhì)和穩(wěn)定性直接影響基坑的支護(hù)效果。在施工過程中，常用的土體處理方法包括土體加固、挖土槽支護(hù)、地下連續(xù)墻等。通過土體加固可以提高土體的抗剪強(qiáng)度和抗側(cè)變形能力，減小土體的位移和變形。挖土槽支護(hù)結(jié)構(gòu)可以提供有效的支撐，防止土體坍塌和基坑變形。地下連續(xù)墻作為一種常用的支護(hù)形式，通過設(shè)置連續(xù)的墻體來分擔(dān)土壓力和地下水壓力，保持基坑的穩(wěn)定。

3.1.3 控制水位

地下水對基坑穩(wěn)定性的影響不可忽視。通過合理的水位控制措施，可以有效降低地下水的壓力和滲流量，減小基坑周邊土體的液化和失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)。常用的水位控制手段包括圍堰、抽水和注漿等[5]。圍堰可以將基坑周邊封閉，控制地下水位的上升。抽水則通過井點(diǎn)排水或井點(diǎn)反壓排水的方式，降低地下水位。注漿技術(shù)可以改善土體的密實(shí)度和抗?jié)B性，減少地下水滲流。

3.2 掛網(wǎng)噴混凝土技術(shù)

3.2.1 掛網(wǎng)設(shè)計(jì)

掛網(wǎng)設(shè)計(jì)是掛網(wǎng)噴混凝土技術(shù)中至關(guān)重要的一環(huán)。在設(shè)計(jì)中，需要充分考慮基坑的幾何形狀、土質(zhì)特征和支護(hù)要求等因素[6]。合理的掛網(wǎng)設(shè)計(jì)能夠確保支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和整體性，避免因掛網(wǎng)失效而導(dǎo)致的安全風(fēng)險(xiǎn)。設(shè)計(jì)中還需考慮掛網(wǎng)的材料選擇、掛網(wǎng)的布置方式以及預(yù)留噴混凝土孔洞等細(xì)節(jié)，以便后續(xù)混凝土噴射施工的順利進(jìn)行。

3.2.2 混凝土噴射技術(shù)

混凝土噴射技術(shù)是掛網(wǎng)噴混凝土技術(shù)的核心環(huán)節(jié)。在噴射施工過程中，需要注意噴混凝土機(jī)的選型和調(diào)試，確?；炷恋木鶆驀娚浜头€(wěn)定供應(yīng)。噴射時(shí)要控制噴射速度和噴射壓力，使混凝土充分填充掛網(wǎng)空隙，形成堅(jiān)固的支護(hù)體。此外，還需采取合理的噴射順序和噴射路徑，避免漏噴或過度噴射等情況的發(fā)生。

3.2.3 混凝土質(zhì)量控制

混凝土質(zhì)量控制是掛網(wǎng)噴混凝土技術(shù)的重要保障。在施工過程中，應(yīng)嚴(yán)格控制混凝土的配合比例、水灰比和攪拌時(shí)間等參數(shù)，以確保混凝土的均勻性和強(qiáng)度。同時(shí)，對噴射后的混凝土進(jìn)行質(zhì)量檢測，包括抗壓強(qiáng)度、密實(shí)度等指標(biāo)的監(jiān)測，以驗(yàn)證施工質(zhì)量的合格性。

3.2.4 混凝土灌注樁技術(shù)施工

（1）地質(zhì)勘察

在進(jìn)行混凝土灌注樁施工前，必須進(jìn)行詳細(xì)的地質(zhì)勘察。通過地質(zhì)勘察，了解地層的性質(zhì)、強(qiáng)度、穩(wěn)定性等信息，以確定適合的灌注樁參數(shù)和施工方案。此外，還需要關(guān)注地下水位的情況，以確保施工過程中的排水措施和防水處理的有效性[7]。

（2）材料準(zhǔn)備

混凝土灌注樁施工需要準(zhǔn)備優(yōu)質(zhì)的材料。首先，確?；炷僚浜媳鹊臏?zhǔn)確性和質(zhì)量穩(wěn)定，以獲得符合設(shè)計(jì)要求的強(qiáng)度和耐久性。其次，選擇適用的鋼筋，保證灌注樁的受力性能和抗震能力。此外，還要準(zhǔn)備適當(dāng)?shù)奶砑觿鐪p水劑和緩凝劑，以調(diào)控混凝土的流動(dòng)性和凝結(jié)時(shí)間，提高施工效率和質(zhì)量。

（3）設(shè)備準(zhǔn)備

在混凝土灌注樁施工中，合適的設(shè)備是必不可少的。首先，需要有足夠的挖掘機(jī)械和裝載機(jī)械，以開挖基坑和運(yùn)輸土方。其次，必須準(zhǔn)備專用的灌注樁機(jī)械，包括攪拌車、輸送泵和鉆機(jī)等。這些設(shè)備應(yīng)具備穩(wěn)定的性能和高效的施工能力，以保證施工進(jìn)度和質(zhì)量。

4 錨桿支護(hù)技術(shù)施工

4.1 選擇適合規(guī)格錨桿

根據(jù)基坑的深度、地質(zhì)條件和設(shè)計(jì)要求，應(yīng)綜合考慮錨桿的直徑、材質(zhì)和長度等參數(shù)。選擇適當(dāng)?shù)囊?guī)格可以保證錨桿的承載力和抗拉性能，以及與周圍土體的良好結(jié)合。同時(shí)，錨桿的預(yù)應(yīng)力水平和錨固長度也需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，以確?；拥姆€(wěn)定性和施工質(zhì)量。

4.2 合理安排施工順序

施工順序應(yīng)根據(jù)基坑的形狀、尺寸和支護(hù)要求進(jìn)行合理規(guī)劃。通常，施工應(yīng)從基坑的下部開始，逐漸向上進(jìn)行[8]。在施工過程中，要確保錨桿的排布均勻、間距合理，并且與其他支護(hù)結(jié)構(gòu)（如鋼板樁、混凝土墻等）協(xié)調(diào)配合。此外，施工過程中應(yīng)注意控制施工速度，避免過快或過慢導(dǎo)致支護(hù)結(jié)構(gòu)的負(fù)荷失衡或施工質(zhì)量問題。

4.3 做好監(jiān)測調(diào)整

做好監(jiān)測調(diào)整是錨桿支護(hù)施工的重要環(huán)節(jié)。通過合理的監(jiān)測手段（如測斜、應(yīng)變等），及時(shí)掌握錨桿支護(hù)結(jié)構(gòu)和周圍土體的變形和變化情況。根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)，及時(shí)進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化施工方案，以確保錨桿的工作狀態(tài)和支護(hù)效果。在施工過程中，還應(yīng)定期檢查和維護(hù)錨桿，修復(fù)可能出現(xiàn)的損壞或松動(dòng)情況，保持錨桿的穩(wěn)定性和持久性。

4.4 組織支護(hù)技術(shù)施工

4.4.1 土體處理加固

土體處理加固是深基坑支護(hù)的基礎(chǔ)工作。在施工前，需要對土體進(jìn)行詳細(xì)的工程地質(zhì)調(diào)查，了解土體性質(zhì)和強(qiáng)度參數(shù)。根據(jù)土體的特點(diǎn)，采取合適的土體處理措施，如加固灌漿、鉆孔注漿等，提高土體的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。同時(shí)，還需考慮土體的排水性能，通過合理的排水措施，避免土體失穩(wěn)和液化等問題。

4.4.2 安全監(jiān)測預(yù)警

在施工期間，應(yīng)設(shè)置監(jiān)測點(diǎn)并采用合適的監(jiān)測儀器對基坑和支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測。監(jiān)測內(nèi)容包括基坑變形、土體應(yīng)力、地下水位等指標(biāo)。通過監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析和比對，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和預(yù)警可能出現(xiàn)的問題，并采取相應(yīng)的措施進(jìn)行調(diào)整和加固，確保施工的安全性和穩(wěn)定性。

4.4.3 控制施工工序

在施工過程中，應(yīng)制定詳細(xì)的工序計(jì)劃和安全措施，并確保施工人員嚴(yán)格按照規(guī)定進(jìn)行操作。例如，在土體開挖過程中，應(yīng)采取合適的支撐結(jié)構(gòu)和施工序列，保證施工過程的平穩(wěn)進(jìn)行。同時(shí)，要加強(qiáng)對施工現(xiàn)場的管理和監(jiān)督，確保施工質(zhì)量和進(jìn)度的達(dá)標(biāo)。

4.4.4 自立式支護(hù)技術(shù)施工

（1）自立式系統(tǒng)選擇

在選擇自立式支護(hù)系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)綜合考慮工程的地質(zhì)條件、基坑尺寸和周邊環(huán)境等因素。自立式支護(hù)系統(tǒng)包括鋼支撐、預(yù)制混凝土板樁和預(yù)制混凝土墻等。工作人員需要根據(jù)基坑的深度、土層性質(zhì)和承載要求等，選擇最適合的自立式支護(hù)系統(tǒng)。在選擇過程中，還應(yīng)考慮施工效率和成本等因素，以達(dá)到最佳的支護(hù)效果。

（2）選擇施工方法

選擇合適的施工方法對于自立式支護(hù)技術(shù)的成功施工至關(guān)重要。施工方法應(yīng)根據(jù)具體情況進(jìn)行優(yōu)化選擇。例如，對于鋼支撐系統(tǒng)，可以采用逐節(jié)施工法或者跨越施工法，根據(jù)土層的穩(wěn)定性和基坑尺寸來確定合適的施工方法。對于預(yù)制混凝土板樁和墻體可以采用現(xiàn)場澆筑或預(yù)制裝配的方式，根據(jù)施工周期和質(zhì)量要求做出選擇。

（3）做好水土保持

工作人員應(yīng)合理設(shè)計(jì)和設(shè)置排水系統(tǒng)，以保證基坑內(nèi)外的水分平衡。此外，需要采取相應(yīng)的防護(hù)措施，避免土壤的流失和環(huán)境的污染。通過合理的水土保持措施，工作人員能夠最大限度地減少基坑施工對周邊環(huán)境的影響，保護(hù)生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

5 結(jié)束語

綜上所述，通過對深基坑進(jìn)行科學(xué)合理的支護(hù)施工，不僅可以確保工程的安全可靠，還能提高工程的施工效率和質(zhì)量。工作人員需要深入研究了各種支護(hù)方法的原理和適用條件，并根據(jù)實(shí)際工程的要求選擇最佳的支護(hù)方案?？茖W(xué)合理的設(shè)計(jì)和施工組織能夠成功解決深基坑支護(hù)過程中的各種技術(shù)難題，保證了工程的安全和穩(wěn)定。工作人員還要對施工過程中的監(jiān)測與控制進(jìn)行了詳細(xì)的分析和研究，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決施工中的問題，確保了支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定完整性。此外，還要重點(diǎn)關(guān)注環(huán)境保護(hù)和資源利用的問題。在施工過程中采取一系列的環(huán)境保護(hù)措施，減少對周邊環(huán)境的影響，并且合理利用了現(xiàn)有資源，降低了工程的成本和能耗，促進(jìn)巖土工程基礎(chǔ)建設(shè)的發(fā)展。