建筑工程深基坑支護施工技術研究

李賀才

(中鐵城建集團第三工程有限公司，天津 300241)

近些年，為提高土地資源利用率，很多房屋建筑工程項目開始進行地下空間開發(fā)，地下結構越來越深。要想對地下空間進行開發(fā)與利用，就需要應用支護施工技術，減小圍護結構的變形，控制墻體的彎矩，提高土體整體穩(wěn)定性。如果支護施工的質量不合格，支護結構的強度不夠，就可能會誘發(fā)安全事故，對整個工程項目的順利建設造成影響。因此，要結合實際情況，選擇適合的支護技術，塑造安全施工環(huán)境。

1 建筑工程深基坑支護施工的特點

1.1 深基坑支護技術的概念

深基坑支護是指，在基坑四周設置擋土圍護結構，借助支擋、加固、保護等措施，以樁、墻、支撐等形式，減小、控制基坑土體的變形、位移、傾倒，保護地下結構施工人員的安全[1]。支護結構可穩(wěn)固基坑邊坡，避免土體塌落，加固空間結構，減少土體變形對施工產(chǎn)生干擾，為地下建筑工程施工創(chuàng)造條件[2]。深基坑開挖施工的過程中，土體的卸荷過程會造成深基坑型變，引起基坑周邊土體不均勻沉降，導致基坑失穩(wěn)破壞，甚至造成坍塌。一些工程項目施工發(fā)生安全事故，就是由于支護不當引起。例如，2021年6月15日，南京市浦口區(qū)玉山，科教創(chuàng)新園二期項目北側基坑施工時，發(fā)生局部坍塌，多人被埋，造成2人死亡，4人受傷，6臺設備被埋，造成直接經(jīng)濟損失達989.73萬元。

1.2 深基坑支護技術的特點

1.2.1 施工影響因素多

不同區(qū)域地質結構、地質條件有差異，這些因素會影響支護施工。如：周邊地面設施、建筑物、地下管線都會對支護施工產(chǎn)生影響[3]。若周邊環(huán)境過于復雜，地下管線較多，就會影響工藝技術的選擇，影響施工方案的設計，甚至對實際加固效果產(chǎn)生負面影響，造成不均勻沉降。因此，支護施工過程中，需要考慮到地面、地下等眾多影響因素。

1.2.2 工程勘測復雜

由于深基坑支護施工的影響因素多，為確保最佳加固效果，需要做好現(xiàn)場勘測工作，要根據(jù)勘測數(shù)據(jù)分析施工條件，了解現(xiàn)場地質形態(tài)、基坑巖層、地下水位、周邊地面建筑分布，為施工設計提供數(shù)據(jù)。因此，支護施工勘測工作涉及到計算、測量、勘察等工作內容，數(shù)據(jù)收集、整理難度大，對精度的要求較高。尤其是一些面積大、深度大的大基坑，測量范圍大，需要使用專業(yè)技術，一旦出現(xiàn)測量失誤，就可能導致施工設計出現(xiàn)缺陷。

1.2.3 易誘發(fā)安全事故

深基坑支護目的是為了提高施工的安全性，對周邊土體進行加固。但深基坑支護施工過程是在地下進行施工作業(yè)，施工深度不斷增加，周邊環(huán)境、地質條件、施工材料等因素對施工安全的影響就越來越大，安全風險會隨之增加。通過調查研究發(fā)現(xiàn)，支護施工中會發(fā)生坍塌、物體打擊、機械傷害等事故。例如，周邊地質條件復雜，障礙物多，土方開挖不合理，未充分考慮障礙物的影響，引起不均勻沉降，導致周邊建筑物開裂、坍塌。另如，提土作業(yè)施工中，操作不當，土石從高空墜落，砸傷下方施工人員。

1.2.4 技術手段多樣化

支護施工技術手段多種多樣，支護效果有著一定差異。常見支護結構類型有：重力式擋土結構、混合式支護結構、懸臂式支護結構等。不同支護結構，不同施工技術手段，有著不同適用范圍。因此，在實際施工中要深入分析施工的需求，支護的需要，結合實際情況，根據(jù)施工條件、地質情況，選擇適用的支護施工技術，確保獲得最佳的支護效果。

2 建筑工程深基坑支護施工技術

2.1 土釘墻支護施工技術

土釘墻支護是將基坑邊坡通過由鋼筋制成的土釘進行加固，邊坡表面鋪設一道鋼筋網(wǎng)，再噴射一層混凝土面層，形成一種墻體的邊坡加固型支護施工方法[4]。土釘墻支護施工相對簡單，不加預應力。因此，施工效率高，占用工期短對周邊建筑的影響小。而且土釘墻本身變形也很小，支護效果好，可以有效提高邊坡穩(wěn)定性。

2.2 土層錨桿施工技術

土層錨桿施工技術是常用技術之一，其原理是：錨桿一端和擋土樁、擋土墻聯(lián)結，另一端錨固在土層中，用以維持所支護土層的穩(wěn)定，阻止周邊土體坍塌、位移(詳見圖1)。

圖1 土層錨桿施工技術原理圖

土層錨桿支護，其基礎結構相對簡單，受理合力，造價低，在無法采用橫向支護的情況下，很多工程在施工中會選擇土層錨桿支護施工技術。

2.3 鋼板樁支護施工技術

鋼板樁支護是使用帶有槽口的型鋼作為支撐，通過鋼板擋土的方式進行支護的施工技術(詳見圖2)。

圖2 鋼板樁支護

由于鋼板樁屬于金屬材質，本身就具有良好穩(wěn)定性、抗壓性，易打入堅固土層，硬土層支護效果非常好。且鋼板樁防水性能好，便于深水施工操作。另外，鋼板樁可回收再利用，施工效率高、成本低，不需要投入較多資金[5]。但基坑深度過大，可能導致鋼板樁變形、斷裂，引起施工安全事故，該技術適用于深度7m以內的硬土層深基坑工程支護。

2.4 地下連續(xù)墻支護施工技術

地下連續(xù)墻支護工效高、工期短、質量可靠，是較為常用的支護技術之一。該技術的特點是，利用挖槽機械，挖出溝槽，同時利用泥漿的護壁作用，在挖出的溝槽，清槽后，在槽內吊放鋼筋籠，澆筑混凝土，最終在地下形成一道或幾道連續(xù)的墻體。因此，連續(xù)墻具有良好的防滲、擋土、承重功能，適用于各種地質條件。由于防滲性能非常好，既可擋土，又可擋水。另外，地下連續(xù)墻可承受較大的土壓力，可滿足基坑開挖深度超過10m的工程支護需要，開挖深度達到30m～50m，還可將地下連續(xù)墻作為永久結構保留。

2.5 傾斜樁支護施工技術

傾斜樁支護施工技術是較為新穎的深基坑支護技術，相比傳統(tǒng)懸臂直裝支護技術，傾斜樁支護結構加固性能更好，可有效減小土壓力，基坑穩(wěn)定性更高。但傾斜樁支護施工技術應用中，傾斜角度、布樁方式對支護效果，對基坑整體穩(wěn)定性有較大的影響，施工設計要求更高。研究表明，基坑整體穩(wěn)定系數(shù)會隨著支護樁傾斜角度的增大而提高，說明傾斜角度越大，基坑越安全。另外，斜直交替布置支護樁，基坑整體的穩(wěn)定性要強于單斜樁。

3 建筑工程深基坑支護施工中的問題

3.1 結構設計缺乏合理性

不同土質，對支護結構產(chǎn)生的壓力不同，施工技術的選擇側重上就會有一定的差異。在施工前，需要進行勘測，對土質進行采樣，從而為深基坑支護施工設計提供數(shù)據(jù)支撐。但一些工程，取樣不完整、不規(guī)范，減少取樣數(shù)量，導致土質分析結果不客觀、不準確，無法有效把握土地的壓力，參數(shù)設計、結構設計依據(jù)不可靠，造成深基坑支護技術選型錯誤，支護結構設計存在缺陷。選型錯誤、設計存在缺陷，就會埋下安全隱患，一旦土層變化導致土體發(fā)生滑坡、坍塌，就會誘發(fā)安全事故。

3.2 實際施工不規(guī)范

通過了解發(fā)現(xiàn)，一些深基坑支護施工中，施工前期設計與實際施工效果存在較大差異，很多時候實際施工效果無法達到設計標準。例如，為趕工期、減少施工成本，未按設計要求進行施工，未使用指定施工材料，導致施工質量不達標。另如，一些工程缺少技術交底，施工時未對支護結構進行仔細檢查，結構承壓能力不滿足要求，導致支護結構變形。

3.3 邊坡修復質量差

進行適當?shù)倪吰滦迯停商岣咧ёo施工的質量，強化支護效果。但在實際施工中，有很多的工程項目，邊坡修復質量不高，修復工作不符合要求。例如，邊坡欠挖或超挖，導致邊坡實際情況與設計不符合。另如，一味追求施工進度，沒有進行邊坡修復，導致邊坡結構不穩(wěn)定，本身就存在安全隱患，造成支護施工中發(fā)生安全事故，影響施工進度。

3.4 成孔注漿質量不達標

實際上，很多支護施工技術，在施工過程中都需要進行打孔注漿操作。例如，土釘墻支護施工技術、錨固支護施工技術都會根據(jù)支護的需要進行打孔注漿。因此，打孔注漿對支護效果、施工質量有直接影響，一些相關文件對成孔注漿有要求。然而，一些工程支護施工中，成孔注漿質量不達標，注漿壓力、流量大小、速度快慢、順序不符合要求。

3.5 施工者素質普遍不高

高質量的施工隊伍，才能確保施工質量。但實際上，很多深基坑支護施工從業(yè)人員文化程度不高，普遍沒有接受過系統(tǒng)的職業(yè)技能培訓，更缺乏專業(yè)知識。通過深入的調查研究發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)階段國內深基坑支護施工從業(yè)者以農(nóng)民工為主。這些工人雖然吃苦耐勞，技術掌握卻不到位，缺乏安全意識。因此，施工過程中很多時候不能按要求施工，多是經(jīng)驗主義，存在違規(guī)操作、不規(guī)范施工的情況，在一定程度上影響了施工質量。

4 深基坑支護施工技術的管理措施

4.1 做好設計管理

為確保支護結構設計、施工方案設計的科學性、合理性，前期必須認真進行現(xiàn)場勘測，深入了解工程地質情況、場地條件，并對土質進行完整取樣，確保取樣數(shù)量、取樣范圍符合要求，從而為后續(xù)設計奠定數(shù)據(jù)基礎。在設計階段，要充分結合土樣分析結果，考慮到周邊地形、地勢，準確計算土壓力，預測周邊建筑物對基坑的影響，分析支護結構變形的可能性，并結合開挖深度、地下結構尺寸、形狀，反復檢查、修正設計方案，進行多方案比選，從而選擇適合的支護技術。技術選擇方面，要在確保支護效果的同時，考慮到施工成本、施工周期、技術可行性，盡可能選擇性價比高、施工方便、技術可行、安全可靠的施工方案，力求在安全的基礎上，做到更經(jīng)濟、更合理。

4.2 做好施工過程管理

若施工過程不符合設計要求，自然無法實現(xiàn)設計效果，達到預期的支護目標。因此，在實際施工的過程中，要根據(jù)設計要求，技術標準要求，做好施工過程管理與控制。尤其基坑開挖施工的過程中，必須要做好施工現(xiàn)場管理工作，各類土方開挖機械停放必須嚴格遵守設計要求，不得隨意更改施工方案，從而防止挖土機械碰撞支撐系統(tǒng)，誘發(fā)安全事故。為確保工程項目施工有序進行，在施工前要制定詳細、可行的施工方案，對現(xiàn)場工作作出詳細部署，并在現(xiàn)場配備技術員，專門負責技術問題解答與指導，做好現(xiàn)場協(xié)調工作，進行質量確認，及時糾正錯誤，消除質量安全隱患。另外，為約束相關人員的行為，要制定明確的管理制度，對施工工藝、工序以及施工安全作出詳細規(guī)定，并做好技術交底，嚴格控制關鍵工序、特殊工序，要求施工人員按圖紙、按目標、按標準進行施工。

4.3 做好邊坡修復工作

邊坡修復不到位，可能導致邊坡失穩(wěn)、松動，影響支護效果。因此，要做好邊坡修復工作，保護好深基坑四周的地面。若發(fā)現(xiàn)深基坑周邊地面，在深度的兩倍范圍左右產(chǎn)生裂縫，要引起重視，及時采取邊坡修復、補救、保護等措施，減少下滑力，改善邊坡穩(wěn)定狀況。若有地面水從縫隙流入，造成邊坡土質松散，則要盡快堵塞縫隙，對地面水進行疏導，提高邊坡穩(wěn)定性，避免支護結構變形。

4.4 提高成孔注漿質量

成孔注漿是諸多支護施工技術的關鍵工序，必須做好質量管理。若成孔注漿質量差，必然對支護結構的穩(wěn)定性造成負面影響，進而影響整體的支護效果。成孔方面，為保證成孔承受力達標，要合理確定樁的位置、高度，通過精確測量，保障成孔位置符合設計要求。而且在鉆孔后，要認真檢查，反復測量確認，避免偏離設計。而在注漿方面，雖然注漿量越多，注漿效果越高，但也有最佳的注漿量。為掌握最佳注漿量，可選取部分注漿孔作為先導孔，進行反復測試，確定注漿施工參數(shù)，從而確保注漿效果，避免發(fā)生漏漿、跑漿的情況。另外，要準確把握注漿壓力，控制注漿次數(shù)，要求每個孔的注漿壓力、水灰比保持不變。

4.5 加強施工人員管理

深基坑支護工程施工專業(yè)性、復雜性強，施工管理人員需要掌握相關的專業(yè)知識，施工隊需要掌握相應的工藝技術，精通支護施工。具體來講，管理人員方面，要了解支護施工細節(jié)，了解相關工程文件的規(guī)定，知道支護施工的危險事項，懂施工現(xiàn)場管理、懂施工質量控制，具備相應的從業(yè)資質。尤其現(xiàn)場技術人員、管理人員必須要持證上崗，具備相應的崗位勝任力。另外，要提高基層民工隊伍的素質和能力。為提高施工團隊整體素質，要對施工團隊民工基本情況進行調查，對其年齡、文化程度、技術水平提出要求。深基坑支護施工的勞動強度較大，用工年齡要控制在20～45歲之間，太年輕或年齡太大都不適合從而相關工作。而且要根據(jù)支護施工的特點，對民工進行針對性培訓，使其正確理解支護施工技術標準、技術要求，避免發(fā)生錯誤施工的情況。此外，要采取適當?shù)莫剳痛胧鶕?jù)施工的情況、施工的質量、制度執(zhí)行的情況進行獎懲，從而使施工人員重視質量。

5 結語

在深基坑工程項目的施工中，為避免邊坡發(fā)生位移、坍塌，造成安全事故，必須要應用支護施工技術。但調查研究發(fā)現(xiàn)，一些工程在支護施工中，支護結構設計缺乏合理性，施工過程不規(guī)范，邊坡修復質量差，成孔注漿質量不達標，施工者素質不高，實際施工與設計有差距，達不到預期的支護效果。因此，在支護施工中應做好設計管理、施工過程管理、邊坡修復工作，同時要提高成孔注漿質量，提高施工人員素質，從而提高支護質量。