建筑物基礎(chǔ)施工中深基坑支護(hù)施工技術(shù)

文／王軍偉 城地建設(shè)集團(tuán)有限公司 上海 201800

引言:

深基坑支護(hù)是一項(xiàng)施工難度較高的項(xiàng)目，需要采用科學(xué)合理的支護(hù)體系結(jié)構(gòu)和施工技術(shù)，才能夠保證支護(hù)體系有效承載深基坑的負(fù)荷，進(jìn)而保證建筑項(xiàng)目的順利實(shí)施。目前，在建筑物基礎(chǔ)施工中可采用的深基坑支護(hù)體系有很多，實(shí)際施工過(guò)程中需要結(jié)合項(xiàng)目的實(shí)際情況選擇合適的支護(hù)結(jié)構(gòu)，并根據(jù)支護(hù)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)及要求做好施工工作。因此，本文結(jié)合S市某建筑項(xiàng)目的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)其所采用的深基坑支護(hù)技術(shù)進(jìn)行分析，從中總結(jié)多項(xiàng)深基坑支護(hù)施工技術(shù)經(jīng)驗(yàn)。

1、概述

1.1 深基坑支護(hù)在建筑物基礎(chǔ)施工中的意義

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展，人們對(duì)建筑工程的施工標(biāo)準(zhǔn)要求也在不斷提高。在深基坑施工中，隨著基坑施工深度的不斷增加，施工難度呈直線上升趨勢(shì)。因此，結(jié)合施工項(xiàng)目的實(shí)際情況，采用科學(xué)合理的深基坑支護(hù)技術(shù)，也是提高建筑工程施工過(guò)程安全性的重要方式。并且傳統(tǒng)的施工方式效率不高而且對(duì)建筑物周邊環(huán)境的影響較大，通過(guò)采用深基坑支護(hù)施工技術(shù)，能夠?yàn)榻ㄖ锏氖┕?chuàng)造有利條件，從而提升施工效率，為建筑企業(yè)帶來(lái)良好的經(jīng)濟(jì)效益。

1.2 深基坑支護(hù)施工技術(shù)的特點(diǎn)

我國(guó)幅員遼闊，地形、地勢(shì)、地貌較為復(fù)雜，有些地區(qū)往往不利于建筑物施工的順利實(shí)施，在這些地區(qū)進(jìn)行作業(yè)，通常會(huì)導(dǎo)致施工效率降低、成本增加等不理想的情況發(fā)生，甚至可能導(dǎo)致在施工過(guò)程中出現(xiàn)安全事故。這就表明，當(dāng)我們?cè)诘刭|(zhì)條件復(fù)雜的地區(qū)進(jìn)行施工時(shí)，需要合理選擇與運(yùn)用深基坑支護(hù)技術(shù)。首先，在施工前，我們需要調(diào)查該地區(qū)的地質(zhì)條件、水文環(huán)境以及周邊構(gòu)筑物的基本情況等，然后根據(jù)當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)情況及周邊環(huán)境以及相關(guān)信息來(lái)選擇相應(yīng)的深基坑施工技術(shù)以制定合理的施工方案。我國(guó)比較常見(jiàn)的房屋建筑深基坑施工技術(shù)包括懸臂式的支護(hù)結(jié)構(gòu)施工技術(shù)、重力式的擋土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)以及普遍性的混合式支護(hù)結(jié)構(gòu)施工技術(shù)等。目前，我國(guó)大多數(shù)施工團(tuán)隊(duì)會(huì)根據(jù)施工技術(shù)的特性，將深基坑支護(hù)施工技術(shù)分為支擋與加固兩大類(lèi)。

2、深基坑支護(hù)的主要技術(shù)

2.1 土層錨桿施工技術(shù)

土層錨桿施工技術(shù)是深基坑支護(hù)中的主要技術(shù)之一。具體施工流程如下:首先為確保后續(xù)施工環(huán)節(jié)的順利進(jìn)行，我們需要保證錨桿實(shí)際位置與圖紙相符，為保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性需要與安全與質(zhì)量組的相關(guān)工作人員協(xié)調(diào)配合，多次測(cè)量核實(shí)。其次進(jìn)行錨桿點(diǎn)鉆孔，實(shí)際鉆孔開(kāi)始之前需要對(duì)鉆孔位置的材料、地質(zhì)以及多方面外在因素進(jìn)行全面檢查，一旦鉆孔過(guò)程中出現(xiàn)阻礙，需要立即停止鉆孔并對(duì)阻礙具體原因進(jìn)行全面分析，然后結(jié)合實(shí)際情況對(duì)癥下藥，對(duì)鉆頭或鉆孔方式進(jìn)行調(diào)整，或清除阻礙，最后在上述工作完成后，為增強(qiáng)鉆桿整體穩(wěn)固程度，需要進(jìn)行相應(yīng)灌漿處理。

2.2 土釘墻深基坑支護(hù)技術(shù)

土釘墻深基坑支護(hù)技術(shù)是指采用特殊的施工方式建筑樁墻的一種技術(shù)形式，該深基坑支護(hù)技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)為能夠形成具有連續(xù)性和整體性的支護(hù)體系。在實(shí)際施工過(guò)程中，將多個(gè)錨桿插入基坑內(nèi)部，在錨桿上方掛鋼筋網(wǎng)，并采用噴錨對(duì)其進(jìn)行防護(hù)，從而形成良好的保護(hù)體系。土釘墻深基坑支護(hù)技術(shù)適合大部分深度范圍的深基坑支護(hù)施工中使用，但是需要考慮到地下水位對(duì)其產(chǎn)生的影響，如果地下水位過(guò)高，會(huì)對(duì)土釘墻穩(wěn)定性造成影響。

2.3 混凝土灌注樁排樁支護(hù)施工技術(shù)

在所有的深基坑支護(hù)施工技術(shù)之中，此項(xiàng)技術(shù)的運(yùn)用頻次相對(duì)較高，因此對(duì)此項(xiàng)技術(shù)的運(yùn)用作核心點(diǎn)開(kāi)展探究極為關(guān)鍵。我們需要全面掌握此項(xiàng)技術(shù)的規(guī)范化運(yùn)用，以保障建設(shè)運(yùn)作的科學(xué)性。在灌注樁的施工過(guò)程中需要注意以下幾點(diǎn)，在鉆孔操作前，需要嚴(yán)格依據(jù)圖紙及規(guī)范的柱列間隔開(kāi)展順序排列，在全面檢查無(wú)任何問(wèn)題之后開(kāi)始施工。此項(xiàng)施工運(yùn)作盡管操作流程較為簡(jiǎn)單，不過(guò)對(duì)技術(shù)的要求卻較為嚴(yán)苛，可以更好提升基坑的負(fù)荷承載度，從而為后續(xù)的施工帶來(lái)的保障。

2.4 旋噴支護(hù)施工技術(shù)

單管旋噴法是旋噴支護(hù)施工中的主要技術(shù)。在施工前，工作人員應(yīng)全面檢查管路系統(tǒng)以及高壓設(shè)備，確保其能夠在后續(xù)施工中穩(wěn)定運(yùn)行，從而避免發(fā)生質(zhì)量問(wèn)題以及安全事故。為保證樁體的有效性，施工時(shí)，需要重視水泥漿液的質(zhì)量以及漿液的比重和水灰比。工作人員應(yīng)結(jié)合工程實(shí)際需求來(lái)合理控制泥漿配制時(shí)間，因?yàn)橐坏┠酀{配制時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，就會(huì)對(duì)混水泥土的性能造成影響。同時(shí)水泥漿運(yùn)輸時(shí)，工作人員需要合理設(shè)置過(guò)濾篩，以避免水泥硬塊對(duì)旋噴質(zhì)量造成影響。

2.5 深層攪拌樁支護(hù)技術(shù)

深層攪拌樁支護(hù)是一種采用水泥漿液攪拌土體處理后進(jìn)行區(qū)域強(qiáng)化的技術(shù)。該技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中需要特別注意水泥漿液均勻噴射、攪拌。一般可以采取水泥與軟土劑混合使用，搭配強(qiáng)制攪拌模式來(lái)確保內(nèi)部的反應(yīng)質(zhì)量，達(dá)到區(qū)域硬化的效果，提升施工結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和抗?jié)B能力。還可以在攪拌樁體內(nèi)插入型鋼（SMW工法）來(lái)提高樁體的側(cè)向剛度，增加基坑的穩(wěn)定性。

2.6 地下連續(xù)墻深基坑支護(hù)

地下連續(xù)墻深基坑支護(hù)技術(shù)常被應(yīng)用于環(huán)境集中、受地下水位影響較大的軟黏土層或砂土層以及深層土壤施工過(guò)程中。地下連續(xù)墻深基坑支護(hù)施工要把握好以下施工要點(diǎn)。第一，關(guān)注導(dǎo)墻施工。地下連續(xù)墻導(dǎo)墻的施工需要先對(duì)其平面位置進(jìn)行設(shè)置，平面位置的科學(xué)與否直接關(guān)乎地下連續(xù)墻后期作用的發(fā)揮。應(yīng)準(zhǔn)確進(jìn)行施工放樣，放樣后及時(shí)進(jìn)行核查，以確保準(zhǔn)確性。第二，正確處理墻體的連接。地下連續(xù)墻支護(hù)施工過(guò)程中很容易出現(xiàn)各墻體沉降水平不一致的情況，為了避免出現(xiàn)這種情況，施工人員要格外注意墻體的沉降，確保沉降符合規(guī)格要求。第三，各墻體連接處的承重能力務(wù)必要強(qiáng)，要能夠起到較強(qiáng)的銜接作用，從而才能確保連續(xù)墻體的支護(hù)性更高、穩(wěn)固性更強(qiáng)。

3、建筑物基礎(chǔ)施工中深基坑支護(hù)施工技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用案例

某項(xiàng)目為科技產(chǎn)業(yè)園辦公樓，擬建場(chǎng)地位于S市，基坑面積約22409m，周邊延長(zhǎng)米約669m，普遍開(kāi)挖深度為約為6.1m～6.85m，集水井、電梯井等局部落深坑落深1m～3.3m。場(chǎng)地北臨待規(guī)劃道路，東側(cè)為市政公路及軌交高架橋，西側(cè)與南側(cè)均為河道。基坑南側(cè)邊線距離用地紅線約5m，紅線外為河道，紅線距離河道約15m；基坑?xùn)|側(cè)邊線距離用地紅線約5.5m，紅線外為市政公路及軌交高架橋，高架橋位于距離紅線50m外；基坑北側(cè)邊線距離用地紅線約6m～8.5m，紅線外為待規(guī)劃道路，道路北側(cè)為規(guī)劃綠地。整體工程現(xiàn)場(chǎng)較為復(fù)雜，充分考慮到現(xiàn)場(chǎng)的不利因素，本項(xiàng)目支護(hù)體系采用混凝土灌注樁排樁+止水?dāng)嚢铇?型鋼水泥土攪拌墻（SMW工法）。

本擬建場(chǎng)區(qū)屬“濱海平原”地貌類(lèi)型，本場(chǎng)區(qū)地基土屬軟弱場(chǎng)地土，本次勘察揭露深度范圍內(nèi)主要由一套中壓縮性和高壓縮性土組成。

3.1 混凝土灌注樁排樁施工

本工程采用的鉆孔灌注樁樁長(zhǎng)18m，樁徑為800mm,相鄰灌注樁的間距控制在1m左右。施工過(guò)程中的主要的質(zhì)量控制要點(diǎn)如下：

（1）由于本工程的地質(zhì)條件較差，相鄰灌注樁施工時(shí)很容易產(chǎn)生影響，導(dǎo)致出現(xiàn)塌孔、串孔等現(xiàn)象，因此在施工過(guò)程中，采用跳樁施工的工藝。

表1 工程現(xiàn)場(chǎng)土質(zhì)基本情況

圖1 鉆孔灌注樁施工順序圖

（2）為保證樁體施工質(zhì)量，各工序應(yīng)連續(xù)施工，必須進(jìn)行二次清孔，二清后的泥漿比重不大于1.15，當(dāng)?shù)诙吻蹇诇y(cè)得回淤厚度和泥漿符合規(guī)定后半小時(shí)內(nèi)必須澆灌混凝土，并確保實(shí)際灌注樁的充盈系數(shù)不得小于1，不宜大于1.3。

（3）鋼筋籠安裝時(shí)，其允許偏差為+100mm。安裝符合要求后，將鋼筋籠吊筋進(jìn)行固定，以使鋼筋籠定位，避免灌注混凝土?xí)r鋼筋籠上隆。

3.2 深層攪拌樁施工

本工程在鉆孔灌注樁排樁外側(cè)采用φ700@500雙軸水泥土攪拌樁作為止水帷幕，樁長(zhǎng)18m,水泥摻量13%。施工過(guò)程中的主要的質(zhì)量控制要點(diǎn)如下：

（1）保證樁身垂直度，設(shè)計(jì)要求樁身垂直度達(dá)到≤1/150，按照此要求在樁架上兩個(gè)方向設(shè)置水平尺（牢固綁扎或焊接）及3M高的垂直線球，使垂直線球保持在刻度范圍內(nèi)，每根樁打樁前檢查一次，每鉆進(jìn)提升一次，必須檢查一次，使打樁全過(guò)程保持在允許的垂直度范圍內(nèi)。

（2）采用“兩噴三攪”工藝，經(jīng)過(guò)前兩次攪拌下沉和提升噴漿；最后一次攪拌下沉和提升不噴漿，使土體攪拌更加均勻，按≤1.0m/min的速度施工。為了提高攪拌樁的成樁質(zhì)量，在鉆至指定的標(biāo)高之后，需要將噴嘴停留在樁底繼續(xù)進(jìn)行水泥砂漿的噴漿，時(shí)間 ≥30s，再均勻攪拌提升。

（3）水泥漿液拌和時(shí)，若發(fā)現(xiàn)離析較嚴(yán)重或漿液稠度不足（最佳稠度8～12s）時(shí)，可適當(dāng)調(diào)整水灰比，減少用水量，但水泥用量不得調(diào)整。拌和好的漿液倒入集料斗時(shí)，集料斗上口應(yīng)放置水平篩網(wǎng)，對(duì)漿液進(jìn)行過(guò)濾。儲(chǔ)存在集料斗中的漿液應(yīng)隨拌隨用，超過(guò)初凝時(shí)間的漿液不得再用。

3.3 型鋼水泥土攪拌墻施工

本工程采用φ850@1200三軸水泥土攪拌樁（水泥摻量為20%），內(nèi)插型鋼（H700＊300＊13＊14）作為主要的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，樁長(zhǎng)為17m。施工過(guò)程中的主要的質(zhì)量控制要點(diǎn)如下：

（1）水灰比按1.8～2.0控制，暗浜區(qū)域水泥摻量提高至25%；施工臨河道側(cè)時(shí)，攪拌下沉速度控制在0.5m/min～0.8 m/min，提升速度不大于1m/min。

（2）采用一孔套接法施工，搭接形式為全面套打。相鄰樁的施工間歇時(shí)間不得超過(guò)24h，否則按冷縫處理，即在冷縫處圍護(hù)樁外側(cè)補(bǔ)攪素樁。并且應(yīng)在圍護(hù)樁達(dá)到一定強(qiáng)度后進(jìn)行補(bǔ)樁，以防偏鉆，保證補(bǔ)樁效果，素樁與圍護(hù)樁搭接厚度約10cm。

圖2 冷縫處理示意圖

（3）H型鋼施工時(shí)，盡量采用整材型鋼，如不匹配規(guī)格的，接頭安排在坑底以下不少于3.0m，型鋼對(duì)接采用坡口焊，焊縫質(zhì)量等級(jí)不應(yīng)低于二級(jí)，確保每根型鋼只有一個(gè)接頭，相鄰工法樁間的型鋼接頭標(biāo)高應(yīng)錯(cuò)開(kāi)不小于1.0m要求，在三軸水泥攪拌樁施工完畢后30min內(nèi)插入H型鋼即可。型鋼插入前在溝槽定位型鋼上設(shè)H型鋼定位卡，確保型鋼位置準(zhǔn)確。

4、深基坑支護(hù)施工技術(shù)的管理策略

4.1 設(shè)計(jì)管理

有效的深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方案能夠?yàn)榛拥闹ёo(hù)穩(wěn)定有效提供保障。因此，在基坑方案設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員需要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況給出最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案。同時(shí)，在施工前，有關(guān)人員需要反復(fù)檢查設(shè)計(jì)方案。設(shè)計(jì)方案只有通過(guò)審核后，才能應(yīng)用于施工中。

4.2 科學(xué)挑選深基坑支護(hù)方式

在工程建設(shè)中，需依據(jù)建筑工程實(shí)際需求挑選最為匹配的支護(hù)方式與技術(shù)。需要依據(jù)不同區(qū)域的特征，科學(xué)開(kāi)展深基坑支護(hù)方式的挑選。在施工運(yùn)作中放坡以及支擋式結(jié)構(gòu)的運(yùn)用較為普遍。經(jīng)過(guò)大量數(shù)據(jù)調(diào)研證明，支擋式結(jié)構(gòu)支護(hù)在建筑工程中的運(yùn)用較為廣泛，同時(shí)與工程建設(shè)的匹配性也非常有益，可依據(jù)工程建設(shè)的具體情況進(jìn)行靈活化運(yùn)用。

4.3 加強(qiáng)施工誤差的有效控制

在建筑工程項(xiàng)目的深基坑施工階段，工程測(cè)量的準(zhǔn)確性對(duì)于保證施工質(zhì)量也起著重要作用。而怎樣有效管控施工誤差、控制誤差累積，也成為當(dāng)下建筑工程深基坑施工技術(shù)的重要環(huán)節(jié)。在具體的施工過(guò)程中，建筑工程企業(yè)不僅要對(duì)專(zhuān)業(yè)測(cè)量設(shè)施的精度進(jìn)行有效調(diào)控，而且要開(kāi)展對(duì)有關(guān)測(cè)量人員專(zhuān)業(yè)水準(zhǔn)的系統(tǒng)化培訓(xùn)，以全面控制人為誤差對(duì)測(cè)量結(jié)果造成的負(fù)面影響。與此同時(shí)，在測(cè)量工作完成后，建筑工程企業(yè)還要第一時(shí)間對(duì)設(shè)施進(jìn)行保護(hù)，讓其保證最好的運(yùn)用狀態(tài)，以更好地提升測(cè)量結(jié)構(gòu)的精準(zhǔn)度。

4.4 結(jié)合有效的技術(shù)檢測(cè)，保證整體性能

在實(shí)際的工程設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中，必須有效地結(jié)合設(shè)計(jì)參數(shù)，開(kāi)展有效的技術(shù)檢測(cè)。在實(shí)際的檢測(cè)過(guò)程中，必須對(duì)一系列重要的技術(shù)參數(shù)展開(kāi)有效的檢測(cè)，例如錨桿參數(shù)、附加荷載等數(shù)據(jù)等。針對(duì)實(shí)際的狀況考量，要進(jìn)行科學(xué)的數(shù)據(jù)采集，再結(jié)合先進(jìn)的計(jì)算方法進(jìn)行有效的預(yù)判。同時(shí)，對(duì)于管理部門(mén)的相關(guān)從業(yè)人員也要做到認(rèn)真選拔，要掌握較硬的管理技能，擁有發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的能力，并具有針對(duì)突發(fā)狀況應(yīng)變的能力。檢測(cè)工作是質(zhì)量保護(hù)的最后一道關(guān)口，擁有專(zhuān)業(yè)對(duì)口的技術(shù)型人才，會(huì)有效地提升工作效率，保障實(shí)際工作的效果。

4.5 加強(qiáng)施工監(jiān)測(cè)

為保證深基坑支護(hù)施工質(zhì)量，我們必須做好施工過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，一旦在施工過(guò)程中發(fā)生意外情況，就需要及時(shí)結(jié)合實(shí)際情況來(lái)找出具體原因，并且提出有針對(duì)性的解決措施。

結(jié)語(yǔ)：

建筑行業(yè)的快速發(fā)展推動(dòng)了建筑工程地下施工的進(jìn)步。深基坑支護(hù)施工作為建筑工程地下施工的重要組成部分，對(duì)整個(gè)建筑工程的施工質(zhì)量以及施工的進(jìn)度有著積極的影響。建筑工程深基坑支護(hù)施工具有一定的復(fù)雜性、艱難性，在施工過(guò)程中應(yīng)根據(jù)地下施工的實(shí)際情況選擇科學(xué)的施工工藝技術(shù)。同時(shí)，在深基坑開(kāi)挖深度較大、周?chē)刭|(zhì)環(huán)境相對(duì)復(fù)雜的情況下，施工人員還應(yīng)做好相應(yīng)的臨邊防護(hù)、地表沉降監(jiān)測(cè)工作，以確保整個(gè)深基坑支護(hù)工程能夠順利推進(jìn)。最后，要加大對(duì)深基坑支護(hù)施工的過(guò)程把控，不斷提高深基坑支護(hù)施工的整體水平。