建筑深基坑支護工程施工的關鍵技術分析

張 赟

(北京鐵城建設監理有限責任公司，四川 成都 100855)

隨著我國城市化建設的不斷加快，建筑工程數量也在逐漸增加，而出于人們對于建筑工程質量的需求，應不斷提高建筑的基礎支撐結構，對人們的生命安全提供保障。深基坑支護施工極為重要，但很容易受到多方面因素的影響，增加其風險性與不安全性，也對建筑工程質量造成影響，因此為了提高施工安全與整體建筑水平，相關人員應熟練掌握深基坑技術，促進我國建筑行業的發展。

1 建筑深基坑支護工程施工的特點

深基坑的開挖可分為兩類：一類是深度在5m以上的基坑支護施工，二類則是深度不足5m，但周邊環境復雜性較高， 對支護工程的要求更高。雖然深基坑工程作為支護結構，大多數都是非永久工程，但其施工技術復雜且具有較大的隨機性，再加上地區差異， 需要考量周邊環境的差異，因此深基坑支護施工并沒有嚴格統一的方式，應因地制宜，對周邊環境綜合考慮，靈活挑選施工方法，不應照搬其他區域的技術。

深基坑支護工程普遍還具有工程量較大的特點，設計領域較多，需要相關人員對結構、材料、地質、水文、設計等諸多領域的知識有所涉獵，因此就需要強化對施工過程的把控，只有在全面考量設計后方可開展作業，且施工中還應對周邊土方石開挖與環境做好偵測，一旦發現周邊結構出現位移、形變等現象就應及時優化，做好各項應急處理，確保建筑工程的順利開展[1]。

2 當前深基坑支護工程的問題

在雄安站西側廣場地下空間項目中便運用了深基坑支護工程技術，工程雄安新區昝崗鎮雄安站西側規劃了E3路以南，E4路以北，N2路以東，緊鄰雄安站站房和新月公園，距離雄安新區起步區域約為24km，且雄安站西側廣場及新月公園地下空間約為4.83萬m2，該項目中施工單位通過測斜儀觀察支護樁的位移情況。但當土方開挖到地下9m時，觀察孔的位移較大，且與前一天觀測數據相差10cm，且個別支護樁發生了斷裂情況，在右側主干道交叉口發生了小部分坍塌，圍護結構一部分產生了傾覆。

究其原因，該工程在設計中對于圍護結構的設計存在失誤， 在進行計算時并沒有嚴格勘察周邊環境，為考慮地質條件能否滿足支護結構的支撐力，在未能做好勘察的情況下就直接修建，對安全性的計算存在疏忽，通常僅依靠施工人員的個人經驗進行判斷，對整體施工帶來了較大的安全隱患[2]。且圍護樁的拉錨設計中并未在土層穩定范圍內，而是布置在土體破裂區域，土體的滑動就會帶著樁結構一起滑動，樁的荷載成倍增加，造成了樁結構的失穩與斷裂。再加上施工單位缺乏管理，沒有落實好風險管理政策，導致結構與拉梁等設計不符合質量，圍護樁變成了懸壁圍護樁，砼強度與配筋力度不足，難以經受灌注樁的荷載，同時由于該工程對工期的要求，為了確保施工進度，施工單位又盲目地挑選大型施工機械進行施工，未考慮到對于施工精度的把控與微調，導致很多細微結構中都產生了誤差，難以保證深基坑支護工程的質量，多方面情況下導致了施工支護結構遭受到了破壞[3]。

3 建筑深基坑支護工程的難點

雄安新區昝崗鎮雄安站西側項目的地下空間包括了地下人行廊道與公共服務設施等，約占建筑面積33 067m2，地下二層還需要連通地鐵，約占建筑面積1 616m2，其中還蘊含各項污水處理管線、雨水管、再生水管、通信電纜等，因此工程項目較為復雜，通過調查分析，該基坑工程的施工難點有以下幾點。

(1)該工程在挖掘中普遍需要開挖深度在地下5m以上的土方開挖、支護、降水工程等施工，而該區域中的周邊土體環境處于軟弱地層，施工期間對周邊土體區域的形變、隆起、滑坡等的控制措施以及各項基坑施工安全，控制基坑變形等是該施工的一項重點難點工作。

(2)基坑深度在不斷增加。建筑工程中，深基坑支護作為基礎環節，應為建筑整體結構提供支護作用，保障建筑工程的整體質量，且深基坑中很長一部分時間都是處于地下施工， 環境較差，特別是隨著工程的深入，相比于地面工程來說，地下的施工環境更為陰暗、潮濕，很容易對施工人員造成影響，再加上工程周邊還具有地下水位，因此還應注意基坑的滲水漏水與結構損壞的問題，對施工人員造成了較大的挑戰[4]。

(3)施工環境較為復雜。該工程中也具有深基坑普遍擁有的施工特點，所涉獵領域較廣泛，且地下結構極容易出現松軟土質，影響施工進度，這就需要施工前期應對于施工場地做好嚴格審查，減少施工事故的發生，且深基坑施工區域周邊具有較多的建筑區域，還涵蓋了各項水路電纜管線，一旦在施工中出現偏差，就很容易對周邊建筑及城市的居民生產生活帶來影響，這對于施工前期的規劃與施工方式挑選要求更為嚴格。

4 建筑深基坑支護工程的施工技術

4.1 施工方案敲定

在建筑深基坑支護工程中，科學合理的施工方案規劃是首要條件，也是施工的基礎條件，而很多難度較高、 工期較長的基坑工作也都會由于施工前期缺乏準備而造成各項問題，因此在施工方案規劃過程中，設計人員應嚴格考察施工場地周邊的地質環境，例如泉州商業中心等深基坑施工中，就應對施工周邊的土壤環境、氣候條件、地下水文條件、土體質量等多方面進行調查，并向施工監理方出具完善的數據報告清單， 結合工期要求等進行合理的規劃與記錄，同時也應安排專業人員做好各項數據的對比分析，嚴格對射孔作業、土釘的選擇、灌漿液的配比及水泥灰制備等工作進行規劃，必要時也應靈活選擇不同的施工方法，結合水文情況做好防水措施，確保施工的整體質量。

4.2 基坑土方開挖

基坑的挖掘工作也是深基坑工作的基礎工作，該工作不應過度依賴機械施工，對施工質量造成影響，但如果過于依賴人力挖掘，又無法保證施工進度與安全性，且也會對周邊環境造成不同程度的損傷，因此就需要設計人員嚴格規劃挖掘方式，并結合現場情況做好機械與人工的調配。

挖掘工作中應盡量減少對土體的擾動范圍，并通過分層分塊的方式，減少周邊區域土體的沉降，盡可能控制基坑開挖的無支撐暴露時間，保持全過程中的受力平衡，且基坑挖掘中應嚴格按照施工規劃進行，在開挖到達支撐設計標高處時，應及時進行開槽并架設支撐結構，只有支撐結構滿足設計要求，才可以繼續進行挖掘，并時刻分析土坡的形變程度，遵循先撐后挖的方式，避免土體沉降。

4.3 支撐受力的應急預案

深基坑施工本身存在較多的風險性，很多較為復雜的工程也均有著艱苦的施工環境，因此深基坑施工應做好完善的應急預案規劃，確保基坑施工的安全性。施工人員在地下作業中應通過鋼管、混凝土等穩定性與承重能力較高的材料，對周邊結構進行支撐與加固措施，還應加裝相關報警與監測設備，一旦發現周邊結構存在斷裂等情況，就應及時處理，避免結構塌陷。

施工中有很多影響因素，難以對施工人員的生命安全問題做到百分之百的避免，因此施工中管理人員應設置好安全帶與隔離帶區域，首先減少對周邊環境及車輛交通的影響，而在施工中出現危險情況時，管理人員就應充分發揮自身的專業能力，及時做好施工人員的疏散，避免損傷的進一步擴散，并做好現場保護，合理安排救治工作。

4.4 土釘支護施工技術

深基坑的各項結構加固措施中，土釘支護措施可以有效提高周邊結構的穩定性，施工中需要在土層中增加土釘，通過土釘增強土體與結構的摩擦力，為建筑結構增添穩定性。施工人員應依據建筑結構特性與周邊環境，合理挑選適當的土釘，并確保灌注漿的質量，并按要求嚴格執行土釘的拉拔力度測試，再通過鉆機長度計算土釘的打孔深度，確保土釘可以充分受力，強化與結構之間的摩擦，施工中應注意土釘的受力情況以及對周邊土體的影響，應依照施工方案規劃，詳細控制水灰的配比與各項外加劑的添加量，并保證水泥砂漿可以自動墜落，并在漿液產生凝結前完成補漿施工。

4.5 深基坑防水施工技術

很多深基坑施工中都會面臨地下水位的侵蝕，臨近水源或地下水源都會對施工的結構造成影響，例如上海某酒店的施工周邊就有自來水公司的水池，且地下水位較高，因此應做好相應的防水施工處理。深基坑施工中一般挖掘到地下4m就會出現水源的滲漏情況，因此應實施降水措施。

當前普遍使用的降水措施中，明排設立的排水溝是一種較為快捷，且無需其他施工器械的方式，可直接在基坑內的集水井中對地下水進行抽取，或在基坑的四周挖掘排水溝渠，降低基坑中的地下水位，這種方式成本較低，但僅僅適用于不會產生流沙或不良地質的土體。而如果排水周期較長，且周邊環境對于明排較為不利時，可安裝地面抽水系統，先在管井外側修建排水溝渠，如果多雨季節時還應注意地面降水的影響，施工中可通過單井單泵抽水，通過彎連管接通排水溝，或通過虹吸管將多個集水井并聯進行抽水，這種方式可不受水位高低的限制，使用較為廣泛。

4.6 地下連續墻施工技術

在各項深基坑支護施工中，還會需要對地下室、停車場等區域進行施工，這種場所對基坑施工的要求較高，由于本就處于地下，因此還需要向更深處進行挖掘。為保證施工安全性，可設立地下導向墻，并對墻體的各項參數進行控制，包括導向墻體的中線、設立角度、排布距離與制作寬度等，都應依據施工實際情況，并嚴格要求水泥砂漿的配置，適當摻入膨潤土或純堿等，再結合性能測試，確保泥漿的質量。

在雄安新區昝崗鎮雄安站西側施工中，對于各項地下場所要求較高，且項目占地面積較大，對深基坑施工有著較高的要求，而該施工中，施工人員便通過地下連續墻施工對地下停車場、地鐵連通、人形走廊等區域進行了應用，施工人員通過嚴格控制泥漿的澆筑質量與高度，強化對混凝土澆筑流程的控制，并通過灌注質量測試，避免了施工規劃中指出的坍塌風險，再通過設立地下導向墻，對后續連續墻的設立進行控制，完善了墻面的施工工藝，保證了深基坑施工的穩定。

4.7 鉆孔灌注樁施工技術

深基坑施工中還應合理應用鉆孔工藝，施工中應嚴格對照施工方案，針對實際施工情況合理挑選護臂方式，作業前應對施工所用的機械設備進行檢查，并控制鉆孔機的安裝定位。鉆孔工作中，很多施工都會由于鉆孔的深入而受到地下水源的影響，因此還應進行護筒的埋設工作，減少孔口受到水源的影響，并發揮導向作用，避免坍塌問題。應注意鉆孔的深度、直徑等都會直接關系到后續的成樁質量，因此鉆孔工作中應密切監控孔位、孔深、孔型等，并及時進行孔底清理，避免出現泥漿沉淀問題，且在灌注樁的施工中，應保證沉渣的厚度，再通過機械設備，將預制的鋼筋籠垂直吊放入鉆孔區域內部并通過導管灌注混凝土進行密封，此時應保證灌注的連續性，避免斷樁。

4.8 土層錨桿施工技術

深基坑施工中，還應在灌注樁、連續墻等施工后，為進一步加固土層土體強度，也可通過土層錨桿進行施工。施工中應嚴格考量建筑的整體需求，可通過氣動沖鑿、旋轉沖擊鉆機等進行鉆孔，并向其內部架設強度高、延展性強且抗疲勞性強的錨桿，例如高強度鋼絲、 鋼絞繩、螺紋鋼等，對土層的內部進行進一步加固，施工中應合理控制拉桿的布置與孔位，可通過油脂進行清洗，進行錨桿的除銹，待灌入漿液到達強度標準后， 即可進行張拉錨固，通過千斤頂對錨具進行拉拔試驗，確保錨桿的抗拉強度。該項施工既可以作為一項臨時工程，同樣也可作為一項永久性工程，起到一定的擋土作用，對于建筑樓層較高的或承重較大的建筑進行施工，可有效避免周邊土體土層的坍塌與位移情況，為建筑提供更高的穩定性與安全性。

5 結 語

總而言之，建筑工程的深基坑支護施工難度較高、工況普遍較為復雜，為保證其施工質量，工作人員應合理做好施工方案設計，依據方案控制土方挖掘，做好各項應急預案，施工中可通過土釘支護施工、基坑防水施工、地下連續墻施工、鉆孔灌注樁施工、土層錨桿施工等方式強化支護結構的穩定性，并及時清理積水與建筑垃圾，全方位提升建筑工程中的深基坑支護工程質量。