土木工程房屋建設(shè)中深基坑支護技術(shù)的應(yīng)用探討

牛新會

【摘要】近年來，我國城市化建設(shè)突飛猛進，高層建筑層出不窮，人們對房屋工程的施工質(zhì)量也提出更高要求。深基坑的開挖深度超過5米，深基坑支護是一種廣泛用于房屋建筑地下結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)，目的是避免基坑變形，保證基坑施工安全。本文首先概述了深基坑支護技術(shù)的特點與施工原則，繼而探討了幾種深基坑技術(shù)在房屋建筑中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】土木工程;房屋建設(shè);深基坑支護;應(yīng)用? ? ? ? ? 【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.34.073

1、深基坑支護技術(shù)的特點與施工原則

1.1特點

1.1.1風險高

深基坑支護技術(shù)的施工造價較高，盡管支護的最終目的是保障施工安全，并維持深基坑的穩(wěn)定性，但支護技術(shù)本身也具有一定的風險性，并能且容易受到各種因素的影響。深基坑支護施工周期較長，施工期間很容易遇到降雨、地質(zhì)災(zāi)害等不可避免的自然現(xiàn)象，從而影響深基坑支護質(zhì)量，甚至還可能引發(fā)安全事故。

1.1.2差異性

地質(zhì)、自然環(huán)境、水文條件等因素均會對房屋建筑質(zhì)量產(chǎn)生影響，同時也會影響深基坑支護技術(shù)的選擇與應(yīng)用，這就讓支護技術(shù)充滿了差異性，具體施工中，必須結(jié)合房屋工程的設(shè)計要求與施工特點進行選擇。此外，地下管線的分布、周邊構(gòu)筑物的位置也會影響深基坑的開挖，只有綜合考慮多個方面，圍繞施工要求合理選擇支護技術(shù)，安排施工流程，才能充分保障施工的順利進行。

1.1.3時空效用

房屋的平面形狀、深度等因素都會影響深基坑的穩(wěn)定性，嚴重時還可能導(dǎo)致深基坑變形。支護結(jié)構(gòu)上的土壓力也會隨著時間的推移而不斷發(fā)生改變，土體的整體承載力下降。因此，房屋工程的建設(shè)施工，需要充分掌握土壓力，了解深基坑的水平位移情況，科學的應(yīng)用深基坑支護技術(shù)。

1.2施工原則

城市建設(shè)中，房屋是人們賴以生存的不可或缺的資源，房屋建筑的施工質(zhì)量關(guān)系到廣大市民的生命財產(chǎn)安全。而深基坑施工又與房屋工程的整體施工質(zhì)量密切相關(guān)，正因如此，才需要支護技術(shù)才保證深基坑施工的順利開展。

1.2.1規(guī)范性

施工人員應(yīng)嚴格按照規(guī)范要求進行深基坑支護施工，用標準的流程、技術(shù)來指導(dǎo)施工作業(yè)，保證施工行為的準確與規(guī)范，減少人為的操作失誤。

1.2.2安全性

“安全”永遠是工程施工的首要原則，加強對施工人員的安全培訓(xùn)，樹立安全施工意識，佩戴安全帽，做好安全防護措施，消除安全隱患，充分保障施工人員的人身安全。

1.2.3科學性

深基坑支護施工之前，全面了解施工區(qū)域的環(huán)境、地形、建筑物與地下管線的分布情況，有針對性的選擇支護技術(shù)，制訂施工方案，以更好的滿足施工要求，提高施工質(zhì)量。

2、房屋建筑深基坑支護技術(shù)類型

2.1灌裝柱支護技術(shù)

這是現(xiàn)代土木工程建設(shè)中非常常見的一種深基坑支護技術(shù)，隨著這一技術(shù)的廣泛推廣，加之成孔方式越來越多元化，打樁效率有了顯著提升。灌裝柱支護技術(shù)的具體應(yīng)用，需要依賴于灌裝柱和樁間腰梁共同形成的整體來提高深基坑坑邊土體的承載能力，以充分保障深基坑的穩(wěn)定性。灌裝柱是由鋼筋混凝土制作而成，把灌裝柱置入到符合設(shè)計要求的深度，從而達到支護深基坑的目的。但這一技術(shù)只適合在地下水較少的施工區(qū)域應(yīng)用，如果地下水含量太大，灌裝柱則很難抵抗地下水長時間的沖刷。灌裝柱支護技術(shù)的應(yīng)用關(guān)鍵在于嚴格控制混凝土與鋼筋材料質(zhì)量，因為兩者都是灌裝柱的主要制作材料，嚴格把握施工工藝，保證樁體的承載力能夠滿足施工要求，為深基坑提供良好的支護。

2.2復(fù)合土釘墻支護技術(shù)

該技術(shù)是在土釘墻的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的一種深基坑支護技術(shù)，與各種單向止水技術(shù)或者支護技術(shù)相互結(jié)合，最終形成復(fù)合支護體系，在保留傳統(tǒng)土釘墻技術(shù)優(yōu)勢的同時，又實現(xiàn)了新的技術(shù)突破，具有先進性、經(jīng)濟性、方便性等特點，而且性能良好。組成復(fù)合土釘墻支護技術(shù)的要素包括土釘、微型柱、預(yù)應(yīng)力錨桿、掛網(wǎng)噴射混凝土面層、止水帷幕等，以上工具和材料適用于各種土質(zhì)。該技術(shù)不僅有出色的深基坑支護能力，而且還具有超前支護功能，同時兼顧支護與止水兩種效果。由于復(fù)合土釘墻支護技術(shù)的組合類型非常豐富，因此其適用性廣泛，根據(jù)土層特點、基坑深度、周圍條件，可以靈活選擇和組合支護類型，其中應(yīng)用最為廣泛的是預(yù)應(yīng)力錨桿復(fù)合土釘支護，這種支護方式能夠最大程度的保證深基坑的穩(wěn)定性，具有較大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

基坑的開挖深度越大，對控制變形的要求就越高，深基坑的開挖越復(fù)雜，復(fù)合土釘墻的組合方式也就越復(fù)雜。在安全等級1級的深基坑工程中，同樣可應(yīng)用復(fù)合土釘墻支護技術(shù)，目前，這也是在開挖深度<18m的深基坑施工中應(yīng)用最為廣泛的支護技術(shù)類型。

2.3排樁支護技術(shù)

該技術(shù)主要有三種支護方式：①樁列式排樁支護：在邊坡土質(zhì)與地下水位狀況良好的情況下比較適用，支護結(jié)構(gòu)為挖孔樁結(jié)構(gòu)。②連續(xù)排列支護樁：主要用于非軟土深基坑的施工中，連續(xù)式的支護結(jié)構(gòu)能夠有效填補灌漿樁的樁間間隙，增強防水效果。③鉆孔排樁與水泥防滲墻支護：這是一種組合支護形式，主要用于水位高、軟土地層的施工。在深基坑開挖深度<6m的環(huán)境中，主要應(yīng)用預(yù)制混凝土板樁以及鋼板樁，采用頂部圈梁的支撐方式。在深度為6～10m的環(huán)境中，應(yīng)控制鉆孔為0.8～1.0m，在攪拌過程中需要支撐攪拌機。在深度>10m的環(huán)境中，鉆孔深度為0.8～1.0m，采用多道支撐方式。

2.4深層攪拌樁支護技術(shù)

該技術(shù)的核心是將水泥作為固化劑，使用攪拌設(shè)備攪拌水泥，讓水泥和土體充分結(jié)合，制作成高強度、高穩(wěn)定性的水泥土樁墻來起到支護效果。深層攪拌樁支護的剛度非常優(yōu)秀，可根據(jù)實際情況在墻內(nèi)插筋，根據(jù)需要調(diào)整墻壁厚度。該技術(shù)的施工類型主要有單軸型、雙軸型、三軸型三種類型，具體可根據(jù)地質(zhì)特點與周圍環(huán)境加以選擇。

2.5地下連續(xù)墻支護技術(shù)

城市中高層房屋建筑的分布較為密集，在這種環(huán)境中進行深基坑施工，基層的開挖深度較大，很可能會破壞原有的基層土體與結(jié)構(gòu)功能，從而對基坑周圍的高層建筑地基的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。這種情況下，很多施工單位都會選擇在深夜開挖基坑，然后實施科學的支護方式來加固基坑，增加建筑基坑面的牢固性。

地下管道排水連續(xù)墻的施工流程如下：①用水開挖地下基層白色導(dǎo)墻，通過直接施工的方式明確地上、地下基層排水連續(xù)墻的結(jié)構(gòu)與形狀，開挖導(dǎo)墻地下基層護壁后，基層深度通常在1.0～1.4m之間，施工中，地下基層的白色導(dǎo)墻向深溝內(nèi)槽口的方向需要保持平整。②用水將基層白色墻體的泥漿注入到基層護壁，向地下基層導(dǎo)墻深槽內(nèi)的兩側(cè)基坑注入泥漿，讓泥漿在槽壁上形成一層不透水、光滑的基層表皮，以增強基層深槽內(nèi)兩側(cè)基坑與周圍墻體基層表面的穩(wěn)定性。③使用圓形成槽大型導(dǎo)管施工，用專業(yè)的機械設(shè)備開挖基層的深槽段。將槽內(nèi)清理干凈，將圓形鋼筋籠分別安裝于基層深槽內(nèi)兩側(cè)的基層。④用大型成槽導(dǎo)管灌注地下、地上混凝土，保證混凝土基層的連續(xù)性與良好的排水性，灌注養(yǎng)護工期結(jié)束后還需要繼續(xù)養(yǎng)護排水層。

2.6旋噴樁擋墻支護技術(shù)

這也是一種廣泛用于深基坑施工的支護技術(shù)，技術(shù)原理如下：將旋噴樁設(shè)置在支護樁底部，配置漿液，再用旋噴樁噴出漿液。漿液噴出過程中，使用鉆桿旋轉(zhuǎn)漿液的噴口，充分拌和漿液，形成堅固又穩(wěn)定的支護樁結(jié)構(gòu)，保證深基坑的穩(wěn)定性滿足施工要求。旋噴樁的制作質(zhì)量將會對該支護技術(shù)的應(yīng)用產(chǎn)生直接影響，因此施工人員必須控制好漿液的噴射量，合理把握旋噴樁的旋轉(zhuǎn)速度，以充分發(fā)揮該技術(shù)的應(yīng)用效果，提高地基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。這一支護技術(shù)的施工周期較長、成本高、難度大，在一定程度上限制了旋噴樁擋墻支護技術(shù)的推廣與應(yīng)用。

2.7 CFG樁施工技術(shù)

CFG樁的應(yīng)用，對鉆機位置準確性的要求較高，必須對準鉆桿與樁位的中心，垂直度偏差不能超過1%。施工人員可采用鉆機掛垂球的方式來檢測垂直度是否達到要求，利用鉆機來調(diào)節(jié)鉆桿的垂直度，保證其位置的精準性，為后續(xù)的鉆進工作奠定良好基礎(chǔ)。鉆孔過程中，必須關(guān)閉鉆頭閥門，讓移動鉆桿向下，從慢到快的鉆進，嚴格控制鉆進偏差，一旦發(fā)現(xiàn)偏差超過規(guī)定值，需要立刻糾正。如果發(fā)現(xiàn)鉆桿搖晃，可以適當?shù)慕档豌@進速度，以避免鉆孔移位。灌注前，施工人員要攪拌混合料，嚴格控制攪拌時間。鉆孔結(jié)束后開始灌注，將混合料填滿鉆桿芯管，然后連續(xù)性的拔罐。嚴格控制鉆桿的提拔速度與灌入量，完整、客觀的記錄泵壓次數(shù)。投放鋼筋籠時，可使用經(jīng)緯儀控制鋼筋籠的垂直度，使誤差不超過1%。施工結(jié)束后還需要檢查混合料的坍落度，在坍落度滿足設(shè)計要求后再投料。成樁過程中抽樣檢查，從根本上保證施工質(zhì)量。

3、深基坑施工技術(shù)的問題與改進措施

3.1常見問題

3.1.1基坑取樣缺乏真實度

深基坑施工之前，施工設(shè)計至關(guān)重要。設(shè)計階段需要對施工區(qū)域的土層進行取樣，以充分了解施工現(xiàn)場的地質(zhì)特點。但很多施工單位為了縮短工期、節(jié)約成本，對前期調(diào)查和取樣工作不夠重視，人為降低鉆孔運用量的情況十分普遍，從而導(dǎo)致實際取樣不符合施工現(xiàn)場的實際情況，無法真實的呈現(xiàn)施工區(qū)域的土質(zhì)特點。

3.1.2支護結(jié)構(gòu)的運算結(jié)果不符合應(yīng)力條件

縱觀現(xiàn)階段房屋工程的施工規(guī)劃，極限平衡理論在支護結(jié)構(gòu)運算中十分廣泛，然而，房屋建筑的實際施工中，支撐結(jié)構(gòu)的受力情況并不是一成不變的，這也就造成施工過程中時常會發(fā)生沖突。

3.1.3鉆孔注漿不符合設(shè)計要求

深基坑支護技術(shù)的應(yīng)用，成孔灌漿是必不可少的操作內(nèi)容。現(xiàn)階段我國房屋建筑的施工標準對成孔灌漿操作有明確要求，深基坑的支護施工必須使用專業(yè)的機械設(shè)備。實際施工中，需要根據(jù)現(xiàn)場情況、房屋施工要求來確認鉆孔深度，至少深度要符合入巖深度標準。

3.2解決措施

3.2.1盡可能避免地下水的影響

深基坑施工中采用支護技術(shù)，需要一定的占地面積，但很多施工區(qū)域地下水含量較多，如果沿著地面向上操作，則一定會影響施工質(zhì)量。為了避免地下水給支護技術(shù)的應(yīng)用帶來的不良影響，可通過人工降水的方式來改善土質(zhì)。

3.2.2完善設(shè)計理念

現(xiàn)階段，我國的房屋工程施工越來越趨于專業(yè)化、成熟化。隨著經(jīng)驗的不斷積累，深基坑支護結(jié)構(gòu)的設(shè)計也越來越完善。但很多房屋工程的實際施工中，計算數(shù)值與真實數(shù)值之間仍然存在較大偏差，這就需要設(shè)計人員樹立科學的設(shè)計理念，以更好的滿足與適應(yīng)房屋建設(shè)需求。設(shè)計人員應(yīng)充分了解各種支護技術(shù)的優(yōu)缺點與施工細節(jié)，結(jié)合實際情況考慮技術(shù)是否可行，根據(jù)地質(zhì)調(diào)查結(jié)果明確設(shè)計方案。施工中涉及的土方開挖、運輸土壤、排水以及回填等環(huán)節(jié)，都要滿足相關(guān)法律法規(guī)的要求，在保證深基坑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的情況下，盡量減少對周圍綠植、建筑、管道線路的影響。

結(jié)語：

深基坑支護技術(shù)在房屋工程的深基坑施工中發(fā)揮著重要作用，并直接影響房屋的整體建設(shè)質(zhì)量。因此，無論是設(shè)計人員還是施工人員，都應(yīng)該認真學習深基坑支護技術(shù)的理論知識，完善各個施工流程與環(huán)節(jié)，以充分發(fā)揮支護技術(shù)的優(yōu)勢和價值。

參考文獻：

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