建筑工程地基開挖與支護(hù)技術(shù)分析

摘 要：在建筑工程建設(shè)過程中，地基工程是建筑工程項(xiàng)目開展的基礎(chǔ)工程。建筑工程地基開挖過程中對于開挖與地基支護(hù)要求很高，提升地基開挖技術(shù)與支護(hù)技術(shù)的效果，是工程項(xiàng)目開展的基礎(chǔ)，因此結(jié)合工程項(xiàng)目實(shí)例，詳細(xì)探討建筑工程地基開挖技術(shù)與支護(hù)技術(shù)的實(shí)際運(yùn)用要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：建筑工程；地基開挖；支護(hù)技術(shù)

中圖分類號：TU753 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2096-6903（2024）09-0030-03

收稿日期：2024-03-21

作者簡介：顧立江（1996—），男，浙江紹興人，本科，工程師，研究方向：建筑施工。

0 引言

隨著高層、超高層建筑的普遍建設(shè)，基坑開挖的深度不斷增大，對施工技術(shù)要求也不斷提高。建筑工程地基基坑開挖環(huán)節(jié)面積比較大，開挖深度較深，特別是遇到較為復(fù)雜的水文地質(zhì)條件，加上城市內(nèi)部場地空間比較狹小。高層建筑周邊分布著大量的建筑物，使得基坑開挖施工難度較大，穩(wěn)定性比較差，對整個項(xiàng)目的正常運(yùn)行帶來很大危害?；娱_挖支護(hù)的環(huán)節(jié)，尤其是深基坑工作過程中，展開支護(hù)、降水、土方開挖、樁體施工、基坑監(jiān)測、試驗(yàn)等，包含內(nèi)容比較多，各項(xiàng)工作對基坑施工的安全性和穩(wěn)定性存在直接影響。分析當(dāng)前建筑工程地基支護(hù)與開挖施工技術(shù)，落實(shí)各項(xiàng)施工措施，有利于確保基坑支護(hù)效果達(dá)到要求[1]。

1 工程概況

某建筑工程項(xiàng)目總建筑面積約為6萬㎡，該項(xiàng)目主體34層，裙房3層，2層地下室，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)采用的是人工挖孔灌注樁、柱下獨(dú)立基礎(chǔ)以及墻下條基?；咏Y(jié)構(gòu)開挖環(huán)節(jié)采用的是矩形截面形式，平面尺寸100 m×74 m。

2 建筑工程地基支護(hù)技術(shù)

2.1 本工程的特點(diǎn)

對本工程基坑形狀、面積、深度、地質(zhì)條件等多方面因素進(jìn)行分析，確定其具備如下特點(diǎn)：①本工程項(xiàng)目基坑開挖深度大、平面尺寸大，地質(zhì)條件比較復(fù)雜，且現(xiàn)場施工場地空間有限，容易造成結(jié)構(gòu)損壞等嚴(yán)重問題。為了確?；邮┕ばЧ细?，需采取合理的支護(hù)措施，降低變形發(fā)生概率，保證基坑以及建筑工程運(yùn)行的安全性。②施工現(xiàn)場地質(zhì)條件復(fù)雜度較高，西側(cè)填土厚度大，處置不均勻，基于此，施工人員需選擇合理的支護(hù)措施，確保支護(hù)結(jié)構(gòu)的質(zhì)量以及性能達(dá)標(biāo)。

2.2 支護(hù)方案

分析本項(xiàng)目基坑開挖支護(hù)的具體要求，落實(shí)各項(xiàng)施工措施。經(jīng)過綜合性的分析，確定如下2種施工方案可供選擇：①內(nèi)部支撐采用灌注樁基礎(chǔ)形式。該基坑的開挖環(huán)節(jié)周邊位移小、施工周期長、復(fù)雜性高、成本高。選擇使用灌注樁施工形式，不需要設(shè)置支撐結(jié)構(gòu)，現(xiàn)場施工環(huán)節(jié)工期較長，成本比較高，綜合效益提升并不明顯。②土釘墻護(hù)方案選擇該方案時，內(nèi)部不需要設(shè)置支撐結(jié)構(gòu)，開挖的同時開展支護(hù)作業(yè)，施工周期短、成本低。但是施工環(huán)節(jié)土釘墻結(jié)構(gòu)需要設(shè)置預(yù)應(yīng)力錨桿，以防止出現(xiàn)土體位移情況。

經(jīng)過綜合性分析上述各方面因素，在保證建筑工程基坑安全性的基礎(chǔ)上，為確?，F(xiàn)場施工順利完成，有效降低施工成本，最終選擇使用土釘墻預(yù)應(yīng)力錨桿施工技術(shù)。西北方向使用人工灌排樁，頂部采用鋼管支撐以及復(fù)合支護(hù)結(jié)構(gòu)。

3 圍護(hù)體系具體做法

3.1 基坑止水措施

本工程現(xiàn)場施工環(huán)節(jié)地下基巖裂隙水比較多，存在于全風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化巖石層中。經(jīng)過技術(shù)人員的勘察，會同多方面單位共同研究分析，對邊坡側(cè)壁使用高壓注漿方式封閉處理，以提高地基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，從而達(dá)到止水的效果[2]。

3.2 壓密注漿施工

3.2.1 場地普查及修整

技術(shù)人員勘察現(xiàn)場障礙物類型、分布以及深度等參數(shù)，及時清理障礙物，以免影響后續(xù)施工作業(yè)?？辈旎又苓叺墓芫€分布狀況，采取合理的防護(hù)處理措施，且保證原有管線不會給土釘墻支護(hù)作業(yè)造成影響。

3.2.2 基坑壓密注漿流程

壓密注漿施工環(huán)節(jié)采用梅花型孔位設(shè)置方式，間隔距離為1 m。注漿作業(yè)開始之前，制作合適的漿液，水灰比為1：0.5。注漿壓力是重要技術(shù)參數(shù)，對提高施工效果有重要意義，將壓力設(shè)定在1～3 MPa。現(xiàn)場做好清理工作，確保沒有任何影響施工作業(yè)效果的雜物，且按照設(shè)計(jì)方案測量定位。監(jiān)理工程師復(fù)核檢測，合格后再開展現(xiàn)場壓密注漿施工。施工工藝流程如圖1所示。

3.3 沉管

根據(jù)本工程施工要求，沉管環(huán)節(jié)選擇使用1.50 m管口，和壓漿泵管道連接，使用高壓膠管作為連接部件。連接的環(huán)節(jié)采用振動沉管器，將其安裝到規(guī)定部位，達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高。

3.4 制備漿液

漿液制作按照設(shè)計(jì)方案要求，重視配合比檢測。按照該工程施工要求，水灰比為0.5，并且施工之前檢測各項(xiàng)參數(shù)，每項(xiàng)指標(biāo)合格后再投入應(yīng)用。

3.5 壓漿施工

工程人員根據(jù)壓漿施工要求準(zhǔn)備壓漿管道，安裝好球閥，并保持正常工作狀態(tài)。開啟壓漿泵，開展、輸漿，并保證工作壓力達(dá)到要求。壓漿作業(yè)環(huán)節(jié)提高壓漿壓力，將漿液注入到注漿管內(nèi)，并根據(jù)現(xiàn)場情況調(diào)節(jié)壓力、流量等參數(shù)，以確保壓漿效果合格。每完成一個壓漿段之后，檢測現(xiàn)場施工效果，預(yù)估壓漿量參數(shù)，并做好質(zhì)量檢測以及記錄工作。壓漿完成后，持續(xù)灌注漿液保持20 min，再將注漿管提升50 cm。壓漿環(huán)節(jié)，確保壓漿壓力達(dá)到要求且穩(wěn)定完成壓漿作業(yè)。

3.6 拔管

每一孔位灌漿工作結(jié)束之后將注漿管提升50 cm，經(jīng)過一段時間靜置后繼續(xù)壓漿作業(yè)。拔管之前，注漿作業(yè)的同時將注漿管球閥關(guān)閉并拔出注漿管。該環(huán)節(jié)施工中要隨時關(guān)注現(xiàn)場注漿施工效果，特別重視現(xiàn)場的空隙等部位，填充合格的材料，以保證現(xiàn)場施工作業(yè)順利完成，壓漿效果達(dá)到工程標(biāo)準(zhǔn)。

3.7 注漿

壓密注漿作業(yè)階段應(yīng)用機(jī)械設(shè)備打孔，按照本工程要求打孔進(jìn)入到強(qiáng)風(fēng)化層，深度在2 m以上，確保壓漿作業(yè)的質(zhì)量符合要求，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度達(dá)標(biāo)。

選用32.5以上的普通硅酸鹽水泥，并檢測水泥材料質(zhì)量。水灰比為0.5，注漿壓力1～3 MPa。按照本工程施工要求，水泥材料使用量為70 kg/m3，并重視該參數(shù)檢測。

注漿作業(yè)環(huán)節(jié)，隨時監(jiān)控注漿效果，防止相鄰孔位出現(xiàn)返漿、串漿等問題。為了避免這些問題，現(xiàn)場施工階段采取間隔注漿施工方式。

注漿環(huán)節(jié)做好現(xiàn)場各項(xiàng)記錄工作，尤其掌握壓力、注漿量等參數(shù)，同時避免出現(xiàn)異常情況，如冒漿、返漿等。注漿作業(yè)階段規(guī)避影響注漿效果的因素，落實(shí)質(zhì)量監(jiān)督檢查措施[3]。重視計(jì)量技術(shù)資料的整理分析，掌握各項(xiàng)參數(shù)，確保注漿效果合格。隨時監(jiān)控地下管線以及周邊建筑物的情況，一旦存在任何問題，立即采取搶修處理措施。

4 基坑開挖及施工

4.1 第一階段土方開挖

第一階段開挖作業(yè)的環(huán)節(jié)，工作人員監(jiān)控開挖深度，保證開挖項(xiàng)目合格。按照工藝方案的要求，首先開挖1.7 m的深度并開展邊坡修整，然后安裝第一道土釘。再開挖1.5 m的深度，并安裝第二道土釘。以上工作結(jié)束之后，在基坑的邊坡位置掛網(wǎng)作業(yè)，調(diào)整邊坡形狀以及鋼筋網(wǎng)的狀態(tài)，檢測合格后開始混凝土的噴射施工。根據(jù)工程的要求，對現(xiàn)場的攪拌樁、支護(hù)樁、冠梁等結(jié)構(gòu)檢測，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度合格后開展第二階段的開挖作業(yè)。

4.2 第二階段土方開挖

第二階段土方開挖環(huán)節(jié)，先開挖1.2 m的深度，在底部高程達(dá)到-5.8 m時，安裝第三道土釘。然后開挖1.2 m高，在高程為-7.0 m時，安裝第四道土釘。再開挖1.2 m，在高程達(dá)到-8.2 m時，安裝第五道土釘。隨后開挖1.2 m，在高程達(dá)到-9.4 m時，安裝第六道土釘。最后開挖1.2 m，在高程達(dá)到-10.6 m時，安裝第七道土釘。上述各階段開挖結(jié)束之后，邊坡的位置砌筑磚墻，保證邊坡結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，防止出現(xiàn)穩(wěn)定性偏差等影響施工效果。

4.3 基坑土方開挖

基坑土方開挖作業(yè)開始之前，由技術(shù)人員測量放樣，確定開挖作業(yè)的位置，并撒白灰標(biāo)記。開挖環(huán)節(jié)使用專業(yè)機(jī)械設(shè)備，確保開挖作業(yè)的效果和速度合格。開挖前對基坑周邊全面勘察，了解影響基坑開挖的因素，并保證現(xiàn)場不會存在任何管線影響開挖施工。

開挖階段基坑頂部設(shè)置300 mm×200 mm的截水溝，使雨水進(jìn)入溝內(nèi)，避免因?yàn)橛晁窟^大而影響基坑穩(wěn)定性。如果開挖作業(yè)的階段出現(xiàn)地下水滲出量較大的情況，于現(xiàn)場開挖集水坑以及盲溝，保證排水效果合格。

開挖作業(yè)前現(xiàn)場安裝有必要的排水設(shè)備，電力能源供應(yīng)充足，排水效果達(dá)到施工標(biāo)準(zhǔn)。工作人員開挖作業(yè)的階段隨時關(guān)注開挖標(biāo)高，深度全面監(jiān)控，確保開挖效果合格，且不會給周邊土體造成過大的擾動影響。開挖環(huán)節(jié)隨時了解現(xiàn)場的坡道坡度，將其設(shè)定在16%以內(nèi)，且寬度為7.5 m。

開挖環(huán)節(jié)隨時了解開挖施工效果，分析各方面的影響因素，并采取人工聯(lián)合機(jī)械方式開挖施工。將開挖的土體及時運(yùn)出到規(guī)定部位，以免邊坡表面不能堆載過大而影響邊坡結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。開挖到規(guī)定深度后，由管理人員會同建設(shè)、監(jiān)理、施工等單位共同監(jiān)督檢測，符合要求后再開展后續(xù)施工作業(yè)[4]。

4.4 觀測和監(jiān)控基坑的變形、位移

本工程項(xiàng)目開挖作業(yè)深度比較大，現(xiàn)場影響開挖效果的因素較多，重視現(xiàn)場基坑的變形、位移監(jiān)測，是提高基坑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性以及建筑工程基坑施工質(zhì)量的關(guān)鍵。

根據(jù)當(dāng)前基坑開挖監(jiān)測的要求，選擇合理的觀測點(diǎn)位，隨時了解沉降量以及周邊建筑物位移的情況。觀測點(diǎn)位的設(shè)置遵循醒目、牢固、可靠的原則，隨時掌握現(xiàn)場具體情況，并采取維護(hù)處理措施，以保證觀測點(diǎn)位正常使用。如果施工環(huán)節(jié)出現(xiàn)觀測點(diǎn)位破壞的情況，及時組織人員修復(fù)處理，防止影響后續(xù)觀測數(shù)據(jù)精度。觀測過程中，了解基坑狀態(tài)。該工作貫穿整個施工過程，尤其基坑開挖達(dá)到規(guī)定深度后，持續(xù)觀測一個月時間。對各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息總結(jié)分析，保證不會給后續(xù)的施工作業(yè)造成任何影響。

5 相關(guān)技術(shù)控制

5.1 接力式挖土要求

現(xiàn)場準(zhǔn)備第一臺挖掘機(jī)，該設(shè)備從原地面向下挖掘一定的深度，并且開挖長度超過10 m，形成第一節(jié)臺階。然后由第二臺挖掘機(jī)進(jìn)入到現(xiàn)場，放置在第一節(jié)臺階中，向下持續(xù)開挖作業(yè)。整個開挖的環(huán)節(jié)現(xiàn)場配置自卸車，將開挖后的土體運(yùn)輸?shù)揭?guī)定部位，避免現(xiàn)場堆載過大而影響后續(xù)的開挖施工。第二節(jié)臺階開挖完成后，現(xiàn)場配置第三臺挖掘機(jī)向下開挖作業(yè)。按照上述工藝方案，一層一層向下開挖施工，直到最后開挖深度達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求為止。

采用分級開挖的方式，相鄰兩層之間不受任何影響，且設(shè)備同時作業(yè)，現(xiàn)場施工的效率得到有效提升。開挖的深度、寬度、長度等方面都在合理的范圍之內(nèi)，具備較高的穩(wěn)定性，并且支護(hù)環(huán)節(jié)提高支護(hù)的強(qiáng)度，確?；咏Y(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性合格。而基坑開挖環(huán)節(jié)，如果停留的時間在24 h以上或者地質(zhì)、天氣條件等影響，臺階開挖距離可以適當(dāng)?shù)目s短，從而保證支護(hù)效果合格。

5.2 對支撐梁的保護(hù)措施

挖掘機(jī)進(jìn)入現(xiàn)場開挖作業(yè)時，不能直接安裝到支撐梁上開挖作業(yè)，且禁止挖掘機(jī)、運(yùn)土車輛在支撐梁上行走，否則會造成結(jié)構(gòu)的損壞。挖掘機(jī)進(jìn)入現(xiàn)場時，保證其基礎(chǔ)的穩(wěn)定性，有完善的支撐結(jié)構(gòu)裝置，并且承載力達(dá)到工程要求。對于現(xiàn)場施工環(huán)節(jié)影響安全性的因素較為嚴(yán)重時，應(yīng)考慮到現(xiàn)場具體情況，選擇合理的安全防護(hù)措施，以免造成安全事故。

支撐梁部位開挖作業(yè)階段，按照對稱開挖的方式，從外到內(nèi)逐步開挖完成。支撐梁結(jié)構(gòu)受力對稱，并使用小型挖掘機(jī)向下開挖施工，確保整個支撐梁結(jié)構(gòu)受力穩(wěn)定，符合安全性要求[5]。

支撐梁系統(tǒng)運(yùn)行的環(huán)節(jié)，隨時監(jiān)控其運(yùn)行的狀態(tài)，禁止堆載過大造成結(jié)構(gòu)損壞而引發(fā)安全事故。

6 結(jié)束語

建筑工程作為現(xiàn)代社會的重要組成部分，關(guān)系到人們生活以及社會發(fā)展。當(dāng)前建筑領(lǐng)域發(fā)展速度不斷加快的背景下，建筑施工過程中基坑開挖深度不斷增大，對施工技術(shù)以及管理方面有著較高的要求。建筑基坑施工的階段，開挖以及支護(hù)作業(yè)非常重要，落實(shí)各項(xiàng)技術(shù)措施，確保開挖施工效果合格，滿足基坑施工的要求?；又ёo(hù)階段選擇合理支護(hù)方案，隨時監(jiān)控基坑的狀態(tài)，確保深基坑支護(hù)施工質(zhì)量達(dá)標(biāo)。由此可見，建筑工程地基支護(hù)與開挖技術(shù)非常重要，全面落實(shí)各項(xiàng)技術(shù)措施，保證基坑施工效果合格，符合基坑施工標(biāo)準(zhǔn)要求。

參考文獻(xiàn)

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