探究深基坑支護(hù)技術(shù)在建筑工程施工中的應(yīng)用

李廣先

身份證號(hào)碼：3403211971****7955 安徽 蚌埠 233000

引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，大型建筑工程項(xiàng)目數(shù)量也在逐漸增多，深基坑支護(hù)施工是建筑的首要環(huán)節(jié)，支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用不僅關(guān)系著施工安全，且將會(huì)直接影響到后續(xù)建筑施工的安全性與穩(wěn)定性。為確保工程建設(shè)順利進(jìn)行，必須在實(shí)際施工中加強(qiáng)支護(hù)技術(shù)應(yīng)用管理。

1 深基坑支護(hù)技術(shù)具備的特點(diǎn)分析

1.1 風(fēng)險(xiǎn)性較大

對于基坑支護(hù)體系而言屬于臨時(shí)結(jié)構(gòu)，所以安全儲(chǔ)備相對較小，呈現(xiàn)出了較大的風(fēng)險(xiǎn)性特點(diǎn)。在實(shí)際開展基坑施工時(shí)，需要開展檢測，同時(shí)制定好應(yīng)急措施，如果施工時(shí)出現(xiàn)險(xiǎn)情，應(yīng)及時(shí)開展搶救工作。除此之外，在開挖深基坑過程中應(yīng)該加強(qiáng)排水防灌措施，如果風(fēng)險(xiǎn)較大還需要提前做好應(yīng)急預(yù)案。

1.2 較強(qiáng)的區(qū)域性特點(diǎn)

對于基坑工程而言，一般都具備著非常強(qiáng)的區(qū)域性特征，例如：在工程地質(zhì)以及水文地質(zhì)條件存在差異性的地基當(dāng)中，通常基坑工程也存在著較大的差異性。除此之外，同一座城市當(dāng)中的不同區(qū)域也會(huì)存在一定的差異。

1.3 個(gè)性非常強(qiáng)

對于基坑支護(hù)而言，其體系設(shè)計(jì)、施工以及土方開挖等工作，不但與相應(yīng)工程地質(zhì)以及水文地質(zhì)條件有著直接關(guān)系，同時(shí)與以下幾個(gè)方面有著密切的關(guān)系：一是基坑相鄰的一些建筑物或者是構(gòu)筑物；二是地下管線的位置；三是抵御變形的能力；四是重要性；五是周圍場地條件等。部分情況下，保護(hù)相鄰的建筑物或者是構(gòu)筑物以及市政設(shè)施等的安全性屬于基坑工程設(shè)計(jì)還有施工的關(guān)鍵內(nèi)容。所以導(dǎo)致基坑工程呈現(xiàn)出了非常強(qiáng)的個(gè)性[1]。

1.4 系統(tǒng)性強(qiáng)

對于基坑工程而言屬于系統(tǒng)工程，一般包括土方開挖以及支護(hù)體系設(shè)計(jì)兩方面內(nèi)容，其中土方開挖方面的施工組織是否合理，可以對支護(hù)體系是否成功產(chǎn)生關(guān)鍵影響。一個(gè)不夠合理的土方開發(fā)、速度以及步驟都非常有可能導(dǎo)致主體結(jié)構(gòu)樁基出現(xiàn)變位問題或者是導(dǎo)致支護(hù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生過大的形變，從而導(dǎo)致支護(hù)體系出現(xiàn)失穩(wěn)問題或者是被破壞問題。

1.5 綜合性強(qiáng)

對于基坑工程來講，不但需要用到巖石工程知識(shí)，同時(shí)也需要用到結(jié)構(gòu)工程知識(shí)，除此之外還需要對以下技術(shù)和理論等進(jìn)行綜合運(yùn)用：一是土力學(xué)理論；二是測試技術(shù)；三是計(jì)算機(jī)技術(shù)；四是施工機(jī)械；五是施工技術(shù)等。

2 深基坑支護(hù)應(yīng)用形式

深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)類型在我國應(yīng)用較多的有板柱式、柱列式、重力式擋墻、組合式以及土層錨桿、逆筑法、沉井等。

2.1 工字鋼樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)

作為基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)主體的工字鋼，一般采用i50號(hào)、i55號(hào)和i60號(hào)大型工字鋼。基坑開挖前，在地面用沖擊式打樁機(jī)沿基坑設(shè)計(jì)邊線打入地下，樁間距一般為1.0～1.2m。基坑開挖至一定深度后，需要設(shè)置腰梁和橫撐或錨桿（索），腰梁多采用大型槽鋼、工字鋼制成，橫撐則可采用鋼管或組合鋼梁。這種圍護(hù)結(jié)構(gòu)一般宜用于郊區(qū)距居民點(diǎn)較遠(yuǎn)的基坑施工中。當(dāng)基坑范圍不大時(shí)，例如地鐵車站的出入口，臨時(shí)施工豎井可以考慮采用工字鋼做圍護(hù)結(jié)構(gòu)。

2.2 鋼板樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)

鋼板樁強(qiáng)度高，樁與樁之間的連接緊密，隔水效果好，可重復(fù)使用。因此，沿海城市如上海、天津等地區(qū)修建地下鐵道時(shí)，在地下水位較高的基坑中采用較多。

2.3 鉆孔灌注樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)

鉆孔灌注樁一般采用機(jī)械成孔。地鐵明挖基坑中多采用螺旋鉆機(jī)、沖擊式鉆機(jī)和正反循環(huán)鉆機(jī)等。對正反循環(huán)鉆機(jī)，由于其采用泥漿護(hù)壁成孔，故成孔時(shí)噪聲低，適于城區(qū)施工，在地鐵基坑和高層建筑深基坑施工中得到廣泛應(yīng)用。

2.4 深層攪拌樁擋土結(jié)構(gòu)

深層攪拌樁是用攪拌機(jī)械將水泥、石灰等和地基土相拌和，從而達(dá)到加固地基的目的。作為擋土結(jié)構(gòu)的攪拌樁一般布置成格柵形，深層攪拌樁也可連續(xù)搭接布置形成止水帷幕。

2.5 SMW樁

SMW樁擋土墻是利用攪拌設(shè)備就地切削土體，然后注入水泥類混合液攪拌形成均勻的擋墻，最后，在墻中插入型鋼，即形成一種勁性復(fù)合圍護(hù)結(jié)構(gòu)。這種圍護(hù)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)主要表現(xiàn)在止水性好，構(gòu)造簡單，型鋼插入深度一般小于攪拌樁深度，施工速度快，型鋼可以部分回收、重復(fù)利用。

2.6 地下連續(xù)墻

地下連續(xù)墻主要有預(yù)制鋼筋混凝土連續(xù)墻和現(xiàn)澆鋼筋混凝土連續(xù)墻兩類，通常地下連續(xù)墻一般指后者。地下連續(xù)墻有如下優(yōu)點(diǎn)：施工時(shí)振動(dòng)小、噪聲低，墻體剛度大，對周邊地層擾動(dòng)小，可適用于多種土層。地下連續(xù)墻施工采用專用的挖槽設(shè)備，沿著基坑的周邊，按照事先劃分好的幅段，開挖狹長的溝槽。在開挖過程中，為保證槽壁的穩(wěn)定，采用特制的泥漿護(hù)壁。每個(gè)幅段的溝槽開挖結(jié)束后，在槽段內(nèi)放置鋼筋籠，并澆筑水下混凝土。然后將若干個(gè)幅段連成一個(gè)整體，形成—個(gè)連續(xù)的地下墻體，即現(xiàn)澆鋼筋混凝土壁式連續(xù)墻[2]。

3 深基坑支護(hù)技術(shù)常見病害及產(chǎn)生因素

深基坑支護(hù)施工作為一項(xiàng)保證基坑施工安全的措施，其對于建筑后續(xù)應(yīng)用安全有著巨大的影響，但由于復(fù)雜地質(zhì)條件、環(huán)境條件和施工技術(shù)、施工管理、施工經(jīng)驗(yàn)的不同，在實(shí)際施工中會(huì)導(dǎo)致隱患發(fā)生，建筑工程基坑支護(hù)常見病害坡面變形病害，該類型的病害主要包括坡面沖刷、風(fēng)化剝落、掉塊落石等；坡體變形病害該類型的病害主要包括崩塌、滑坡等；結(jié)構(gòu)變形破壞，結(jié)構(gòu)變形破壞可以分為錨固工程變形、設(shè)施損毀等。

病害產(chǎn)生原因有以下幾個(gè)方面。

3.1 施工管理方面

在深基坑施工過程中，由于管理人員管理不到位，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)超挖和欠挖，導(dǎo)致邊坡不順直和表明平整度不規(guī)則現(xiàn)象；會(huì)出現(xiàn)偷工減料的行為，比如攪拌樁水泥參量不足、樁長不足、加大樁間距、減小樁徑和配筋等；在深基坑施工過程中，沒有安排基坑監(jiān)測或消減監(jiān)測內(nèi)容，從而不能不能及時(shí)判斷與處理險(xiǎn)情，造成事故發(fā)生；在深基坑施工過程中，沒有按施工方案規(guī)定的開挖順序進(jìn)行開挖，造成邊坡失穩(wěn)等

3.2 防水降水方面

深基坑防水、排水、降水是非常重要的工作，最常見的問題是不做止水墻或墻漏水，在基坑內(nèi)抽水而忽略對基坑外建筑、道路、管線的影響從而引起事故的發(fā)生。

3.3 設(shè)計(jì)方面

設(shè)計(jì)要根據(jù)基坑深度、水文條件、周圍環(huán)境、造價(jià)要求、控制變形的要求設(shè)計(jì)出經(jīng)濟(jì)、安全、客觀合適的施工方案，并對可能發(fā)生的事故提出預(yù)防措施。設(shè)計(jì)方面任何疏忽都可能導(dǎo)致基坑發(fā)生重大事故。

4 深基坑支護(hù)技術(shù)在建筑工程施工中的應(yīng)用

某工程建設(shè)工期為482日歷日，要求建設(shè)工期（中標(biāo)合同工期）為不超過434日歷日，工程包括拆除、地下室、場地、辦公樓及室外配套設(shè)施，總建筑面積9206.5m2，該工程基坑深度達(dá)5.6m，周邊有建（構(gòu)）筑物。要求在開挖施工期間嚴(yán)格控制基坑周邊變形，通過多種技術(shù)保證深基坑支護(hù)質(zhì)量。下面以該工程為例，淺談深基坑支護(hù)技術(shù)在建筑工程施工中的應(yīng)用策略。

4.1 深基坑支護(hù)施工前準(zhǔn)備

該工程在施工之前，首先對周邊環(huán)境和地下管線進(jìn)行調(diào)查研究，編制管線及現(xiàn)有建筑保護(hù)方案，編制施工組織設(shè)計(jì)和監(jiān)測方案，同時(shí)邀請專家對方案進(jìn)行評(píng)審，施工單位應(yīng)按評(píng)審好的方案進(jìn)行技術(shù)交底，設(shè)計(jì)單位應(yīng)按設(shè)計(jì)圖紙的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)交底；其次，具有基坑工程施工資質(zhì)的企業(yè)進(jìn)駐場地，進(jìn)行人、材、機(jī)、法、環(huán)綜合分析和調(diào)配，清理施工現(xiàn)場，對施工區(qū)域周邊的建筑物和地下管線做好保護(hù)工作，保證施工作業(yè)不會(huì)對周圍建筑物、道路、地下管線造成影響等施工前期的準(zhǔn)備工作[3]。

4.2 進(jìn)行技術(shù)狀況評(píng)定

為了能夠確立技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，并委托技術(shù)單位進(jìn)行定期評(píng)定，以評(píng)定結(jié)果為基礎(chǔ)，針對現(xiàn)存問題采取針對性應(yīng)對措施。同時(shí)，在技術(shù)應(yīng)用中需要成立基坑支護(hù)施工檢查小組，專門負(fù)責(zé)檢查工作，建立包括基坑支護(hù)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、日常檢查情況的“獨(dú)檔”制度，及時(shí)掌握當(dāng)前基坑施工的狀況，使?fàn)顩r評(píng)價(jià)資料能夠有效應(yīng)用。

4.3 SMW樁和錨桿支護(hù)技術(shù)

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，本工程采用SMW樁擋土墻圍護(hù)技術(shù)，主要的用具是攪拌鉆機(jī)。將樁機(jī)的位置調(diào)整到規(guī)定的位置并復(fù)合無誤后實(shí)施鉆孔作業(yè)，當(dāng)鉆孔深度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，在孔內(nèi)灌注水泥漿，經(jīng)過三次提升、下沉注漿后，在墻體插入型鋼，形成一種復(fù)合圍護(hù)結(jié)構(gòu)。在噴漿過程中要控制噴漿速度，同時(shí)嚴(yán)控水泥比例和泥漿比重，確保支護(hù)強(qiáng)度。

4.4 基坑監(jiān)測

基坑施工期間，監(jiān)測單位要對支護(hù)結(jié)構(gòu)、施工工況、基坑底部及周圍土體、周圍構(gòu)筑物、周圍地下管線及設(shè)施、周圍道路等進(jìn)行監(jiān)測，對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并將監(jiān)測結(jié)果及時(shí)反饋至施工、監(jiān)理、建設(shè)單位，預(yù)測進(jìn)一步施工后將導(dǎo)致的變形及穩(wěn)定狀態(tài)的發(fā)展，指導(dǎo)設(shè)計(jì)與施工。

4.5 基坑降水

施工單位必須根據(jù)擬建場地的工程地質(zhì)與水文地質(zhì)資料、基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)圖紙及周邊環(huán)境情況制定詳細(xì)的降水施工及運(yùn)行方案。本基坑采用小口徑真空管井降水，基坑內(nèi)土體水位降低至坑底以下0.5～1.0m方可開挖。基坑開挖過程中，應(yīng)在基坑外側(cè)設(shè)置由集水井和排水溝組成的地表排水系統(tǒng)，避免坑外地表水流入基坑內(nèi)；排水溝宜布置在坡肩0.5m以外；坑外排水溝應(yīng)有可靠的防滲措施，防止由于土體位移引起排水溝開裂損壞，導(dǎo)致地表水滲入坑中。沿圍護(hù)樁邊宜設(shè)置排水盲溝，排水盲溝和開挖面距離應(yīng)不小于3m。抽水系統(tǒng)安置完畢后，應(yīng)進(jìn)行試抽，達(dá)到要求后方可轉(zhuǎn)入正常抽水，除遇特殊情況外，一般應(yīng)連續(xù)工作。抽水期間，應(yīng)做好各種記錄，并與監(jiān)測單位密切配合，遇有情況應(yīng)立即請示監(jiān)理、業(yè)主及有關(guān)單位，及時(shí)協(xié)商并解決。

4.6 基坑開挖

當(dāng)水泥土攪拌樁、坑內(nèi)加固攪拌樁、砼支撐均已達(dá)到28d齡期，強(qiáng)度不低于0.8MPa，坑內(nèi)預(yù)降水已達(dá)到兩周以上，且地下水位已降至坑底以下0.5m～1.0m（含落深區(qū)）可以進(jìn)行基坑開挖，開挖應(yīng)嚴(yán)格遵循“分塊、分段、對稱、平衡”的原則。土方開挖過程中嚴(yán)禁超挖，分層厚度不宜大于3m，每層坡比不得大于1∶1.5，綜合坡比不得大于1∶2.5。坑底必須保留200～300mm厚地基土采用人工鏟除及修平。土方開挖到設(shè)計(jì)標(biāo)高，應(yīng)隨挖隨澆搗墊層，防止基坑長時(shí)間暴曬或雨淋。

4.7 健全質(zhì)量、安全管理制度

為保證深基坑施工方案的有效落實(shí)執(zhí)行，要求施工單位建立健全質(zhì)量、安全管理制度和管理體系，落實(shí)安全生產(chǎn)責(zé)任制，落實(shí)風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)、風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)、風(fēng)險(xiǎn)管控管理。要求監(jiān)理建立一個(gè)完善的監(jiān)理質(zhì)量控制體系，嚴(yán)格執(zhí)行每一個(gè)施工的環(huán)節(jié)，對各施工環(huán)節(jié)的施工作業(yè)、施工技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行規(guī)范，實(shí)行雙控體系管理制度，參與全過程現(xiàn)場質(zhì)量、安全管理，從而對各項(xiàng)內(nèi)容嚴(yán)格把控，避免施工隱患的出現(xiàn)，確保基坑支護(hù)、開挖安全，為后續(xù)的基礎(chǔ)工程施工奠定基礎(chǔ)。

5 結(jié)束語

建筑工程深基坑支護(hù)工程的質(zhì)量與安全，是后續(xù)施工安全的重要保證和基礎(chǔ)，因此，需要施工人員結(jié)合施工現(xiàn)場實(shí)際情況進(jìn)行綜合分析，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙、施工方案及相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定選擇適合的施工技術(shù)及設(shè)備、在保證深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)整體安全的基礎(chǔ)上，進(jìn)行深基坑開挖和基礎(chǔ)施工。