高寒地區深基坑支護施工技術

單洪峰 中國石油工程建設有限公司AGPP項目部施工部副經理

作為建筑行業各區域施工體系的重點和難點部分，深基坑施工所涉及的施工項目多種多樣。其支護施工技術能適應十分惡劣的施工地質與環境條件，同時能滿足多種類型施工項目對于施工技術的要求，對于建筑施工項目整體施工安全系數和完工質量有著較為可觀的保障作用。

1 俄羅斯高寒地區深基坑支護施工難點

1.1 全年溫差過大

俄羅斯高寒地區年氣溫溫差較大，冬季可低至-70 ℃，夏季溫度可高達27 ℃。因此，大部分地區深基坑支護施工時間的安排較為重要，需要充分考慮俄羅斯高寒地區的氣候條件及氣候條件對于環境與地質帶來的長期和短期影響。一般施工人員應在冬季完成施工的前期準備和樁基等施工任務，而后在氣溫逐漸回升時全面開展深基坑施工的各項工序與施工任務。

1.2 施工環境惡劣

在深基坑支護施工過程中，過低的氣溫也會對施工人員的施工狀態和施工難度產生較大的影響，而且施工人員的施工環境長期處于較為危險的地質狀態下。這就要求施工隊伍搭建完善的施工防護體系與機制，否則會對工程的整體進度甚至施工人員的生命財產安全造成巨大威脅。同時，多變的環境條件和地質因素也會給各個施工環節帶來過多的不確定性因素，從而影響深機坑施工技術作用的實際發揮和工程進度的整體推進。

1.3 深基坑深度逐步增加

由于俄羅斯地區各區域地質條件和溫濕度的特殊性，俄羅斯地區所需開發的深基坑區域通常為深度較大的項目類型，同時未來也需開發部分沙漠林地和戈壁等不適宜人類居住的土地。這就意味著其深基坑的深度將會持續上升，在一定程度上直接增加了深基坑施工的難度[1]。

2 俄羅斯高寒地區深基坑支護施工作業平臺建設

由于俄羅斯地區大部分河流的支流較多，河流主河槽的水位通常較深，其他部位的水位一般較淺，主河槽水位最高時可達7.16 m，因此深基坑支護施工的作業平臺應保證高出枯水期一定距離，以此來充分保障整體施工的安全性與順利性。

在河道不通航的條件下，大部分河流河床的卵石層與沙礫承載性能較好，施工人員可以河流岸邊的壩上路為平臺建設的起點，向河道內一定距離采用填土修便道的形式來修建深基坑支護的作業平臺，最終保證在計劃建設橋梁的主墩位置建成作業平臺。作業平臺可以以作業主體為中心進行邊界外擴，平臺的實際位置和大小皆需根據前期的設計方案和后期的地質勘查來綜合確定。

作業平臺完成建設后，施工人員可以在確保作業平臺性能達標的情況下來進行樁基施工，利用旋轉鉆和水下灌注混凝土成孔工藝來進行樁基建設，為后續的各項工序和流程打好基礎，以充分利用作業平臺進行后期的深基坑支護施工。

3 俄羅斯高寒地區深基坑支護技術流程與施工要點

俄羅斯高寒地區的深基坑支護的主要流程包括基礎基坑測量與放樣、淺層板樁引孔松土、機械插打支護鋼板樁、板樁外圍降土、基坑首層初步挖掘、基坑首層內部支護安裝、基坑二層土方開挖、二層支護安裝、基坑整體標高設計、澆筑基坑墊層。每一技術流程的進行和開展均需在確保上一流程建設達標后開展，以充分緩解高寒地區氣候與地質條件對于深基坑支護施工的影響，全面保障深基坑支護施工全流程的質量、效率和安全。基于此，本部分主要從俄羅斯高寒地區深基坑支護施工中的鋼板樁施工、基坑開挖施工和基坑變形監測3個方面來研究深基坑支護技術的施工要點。

3.1 鋼板樁施工要點

在俄羅斯高寒地區的深基坑支護施工過程中，支護所用鋼板樁的插打作業主要是指將鋼板樁插打進入基坑的4 個拐角釘樁，插打時實際的插打誤差保證在2 cm 以內。施工人員要保證鋼板樁放樣線的偏差限于鋼板樁設計方案中心軸線與放樣線重合的范圍之內，可在正式確定放樣線前以撒白灰的形式來做地面標記。

在鋼板樁正式開始插打時，施工人員要根據基坑4 個拐角釘樁的拉線來判斷鋼板樁插打的位置是否能保證基坑整體平面度與垂直度的平衡線，綜合靈活地控制鋼板裝插打的整體深度，以全面保障深基坑內部支撐力的均勻性。

首先，施工人員要采用專用的履帶式板樁插打機來進行鋼板樁的插打，并且在鋼板樁需多個基坑同時大量插打時給每個基坑分布2 臺插打機來進行同步施工，合理設計2 臺設備的插打方向和插打順序，充分保障每個基坑鋼板樁插打的均衡性和實際插打質量。需要重點注意的是，首根鋼板樁插打后是鋼板樁插打的首要基準，施工人員必須保證鋼板樁能對準標準鎖口，鋼板樁插打出現偏移現象時，應將其拔出進行重新插打。

其次，深基坑支護鋼板樁墻的長度是鋼板裝寬度的整數倍，但鋼板裝插打的累計誤差會導致鋼板樁封閉合龍時的寬度過小，最終留出的距離不足以使鋼板樁正常合龍。因此，施工人員可將鋼板樁合龍的位置留在轉角處，并可通過預先準備或現場加工制作的形式來給轉角部位配備相應寬度的角樁，同時配備相應的加強型合龍裝置，以充分保障深基坑支護鋼板樁墻順利合龍。

當板樁難以按照原計劃打入基坑時，施工人員可綜合各方面情況來采取局部深層松土法的形式來輔助板樁的插打。圍繞插打困難的區域使用長桿螺旋鉆來進行正向與反向的旋轉鉆進，以充分促進插打孔內土質的松散化，同時能確保內部不形成結構不穩定的空穴。

3.2 基坑開挖要點

俄羅斯高寒地區的基坑開挖主要采用中型或大型挖機，同時配備長臂式的履帶挖掘機來進行分層開挖，并對坑內的降水和其他來源水進行集水坑抽水，抽水的同時進行墊層的人工挖掘。

開挖基坑第一層時，施工人員要注意基坑開挖的主要依據是鋼板的頂面，初步開挖時可采用放樣的形式來確保基坑開挖的基礎準確性。當出現開挖不標準或不均勻等問題時，施工人員可在基坑開挖至2 m時在底層安裝支撐圍檁，并在正式安裝圍檁時使用工字鋼牛腿焊接的形式將板裝與鋼板裝地面充分連接，以此來為基坑底層圍檁的安裝提供支撐點。

在基坑第二層的開挖過程中，施工人員可開展二道支護的安裝和設計調整，并在安裝結束后對基坑的鋼板樁進行實時的定期電子位移觀測，可采用每2 小時觀測一次的形式來確保基坑支護體系的安全性和穩定性[2]。

開挖最后一層基坑時，施工人員要全程關注支護內支撐和支護鉆孔樁頭對開挖的影響，并且要保證最后一層開挖時不能破壞支護內支撐和支護鉆孔樁頭的結構，可采用吸泥機和挖掘機配合施工的形式來確保基坑底層開挖的準確性。同時，開挖產生的土方應時時運出施工場地。

3.3 基坑變形監測要點

針對橋梁式的基坑支護施工變形檢測，可重點觀察支護結構頂部、支護結構深部、基坑周邊路基和基坑支護結構整體支撐軸力4 個部分的監測點變形數據，并配備以相應的監測報警裝置來確保基坑各結構變形數據觀測的及時性。

在此基礎上，施工人員可以基坑主墩和地面沉降外側邊緣為中心來布設基坑整體的變形監測控制網。分別在鋼板樁結構的不同區域、橫橋結構前后兩側、順橋左右兩側的區域以及支護體系的中心點區域及其上下層來設置相應間距與數量的監測點，并根據各開挖工況的綜合狀況來設置相應的變形監測頻率。

與此同時，在特殊的天氣或地質情況下，應加大變形監測的頻次，同時將變形監測裝置與相應的報警裝置進行有效連接。基坑的變形監測工作要持續到基坑開挖支護拆除之后，以充分保障深基坑支護施工的有效性與安全性。

4 結語

高寒地區的深基坑支護施工是其所在建筑施工項目的基礎和關鍵，同時是影響后續其他施工工序質量的重要因素。因此，施工人員要嚴格把控施工的技術標準和操作精度，靈活應用深基坑支護施工方案和技術設計，在施工過程中考慮環境與天氣因素對同步和下一步施工的影響，以此來全方位保障深基坑支護施工的穩定性和安全性，推動高寒地區深基坑支護施工工作有序開展。