建筑工程建設(shè)的深基坑支護施工技術(shù)

劉 靜，陶宏利

（商丘工學(xué)院，河南 商丘 476000）

深基坑工程的施工一直是建設(shè)工程施工過程中較為復(fù)雜的一項工作之一，因為里面需要涉及的內(nèi)容比較多，比如在從基坑開挖之前就要針對基坑所要開挖的類型、深度、需要用到的機械設(shè)備、施工安排進行全方位的設(shè)計和規(guī)劃，而且當(dāng)基坑超過5 米時還需要有專業(yè)人員對施工方案的可行性進行論證，對于施工過程中可能出現(xiàn)的一些意外情況提前做好應(yīng)對措施，所挖出來的土方還要提前選擇好運送的場地，保證深基坑的支護安全[1]。一旦發(fā)生塌方輕則會影響到整個基坑工程的進度和成本控制，重則很可能會威脅到下方工作人員的生命安全。隨著多年的發(fā)展，目前在深基坑施工中已經(jīng)形成一套完整的支護體系來滿足深基坑之后的需要。

1 深基坑支護施工技術(shù)的概念和特點

對于一個建設(shè)工程來說，保障地下結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量是非常有必要的，而這也是建設(shè)工程進行建設(shè)的一項基礎(chǔ)工作。為了保障地基施工能夠有效地開展，在基坑開挖環(huán)節(jié)要通過適當(dāng)?shù)闹ёo技術(shù)和支護方法保證地基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和強度，避免在后續(xù)施工中使基坑出現(xiàn)變形或倒塌的問題。深基坑支護方法由于具有一定的獨立性特點，每一個工程的支護方案都不同，往往是需要結(jié)合建筑的規(guī)模來確定的，還要結(jié)合在施工過程中所遇到的具體情況進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整來滿足具體的施工需要。比如深基坑生活中最大的特點有復(fù)雜性、地域性、綜合性、獨立性等多種因素[2]。一個深基坑工程的支護方案在設(shè)計的時候，還要基于一套完整的地質(zhì)勘探材料和本地區(qū)的土壤壓力計算之后，在分析本地方的環(huán)境氣候特征前提之下才做出宏觀上的計劃，并做好對相關(guān)影響因素的分析。盡可能地做好大方位上的控制效果，我國土地資源非常豐富，每個地方的土壤也是不同的，因此在設(shè)計施工方案的時候，一定要確保勘探資料的準(zhǔn)確性和可代表性[3]。

2 建設(shè)工程深基坑支護施工特征

2.1 復(fù)雜性特征

復(fù)雜性指的是在施工過程中所面臨的情況較為復(fù)雜，因為現(xiàn)階段高層建筑越來越多，基坑開挖的深度也越來越深，雖然可以有效地提高地下空間的利用率，但在施工之前所獲得的地質(zhì)勘探資料仍是有限的，而高層建筑土地整體結(jié)構(gòu)的承載性能也比較高。而且現(xiàn)階段有一些大型建筑物是在原本的居民區(qū)基礎(chǔ)上進行改造的，周邊也屬于典型的人口密集區(qū)，在施工過程中必然會對周邊的居民造成一定的影響，施工過程中也會受制于交通、管線、建筑物等多方面的限制，因此必須全方位做好施工設(shè)計和安排，按照相應(yīng)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)和落實對于基坑的支護，保證基坑周邊建筑物的安全，以免發(fā)生坍塌事故[4]。

2.2 地域性特征

我國的土地非常遼闊，不同地區(qū)在地質(zhì)水文條件上相差也比較大。即便是在同一個城市中不同地塊之間，可能在土質(zhì)和巖石受力特點上可能存在著不同，而深基坑支護是需要深入地下一定地方的，在選擇支護形式的時候，需要結(jié)合本地區(qū)的土質(zhì)特征進行確定，再根據(jù)本建設(shè)工程的具體情況以及施工面等因素制定不同的施工方案，盡可能地減少對周邊地表建筑物以及地下管線的影響。根據(jù)實際情況，在有限的作業(yè)面內(nèi)展開有效的支護系統(tǒng)，比如目前城市施工中常用到的支護系統(tǒng)有放坡挖土、土釘墻、連續(xù)墻、地下樁等多種形式[5]。

2.3 綜合性特征

深基坑施工中支護結(jié)構(gòu)雖然非常的重要，但大多是屬于臨時結(jié)構(gòu)，在地下工程施工完成之后也就會拆除了。其主要目的是保障施工過程中基坑不會發(fā)生坍塌，由于基坑施工時間長、作業(yè)面比較大，而且在施工期間各種機械設(shè)備還會有著較大的震動，施工期間還需要不斷地進行地下降水確保水位，位于操作面以下50 厘米以上，這些因素都可能會導(dǎo)致基坑邊上的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)發(fā)生一定的位移和變化。因此，在落實基坑支護的時候，首先要針對基坑的相關(guān)情況進行了解并做好對周邊環(huán)境的調(diào)查，比如周邊管線和建筑物的具體情況以及歷年來的地下水文條件，并以此為基礎(chǔ)做好地下巖土層的各項力學(xué)結(jié)構(gòu)計算，根據(jù)基坑具體的需要設(shè)置相應(yīng)的支護環(huán)節(jié)，確保基坑支護的可靠性和有效性[6]。

2.4 風(fēng)險性

在深基坑施工具有一定的復(fù)雜性，為了保障支護體系的可靠性和安全性，方案設(shè)計的時候需要考慮到的風(fēng)險因素比較多，除了一些常規(guī)的巖土穩(wěn)定性因素，還要充分考慮到地下水位的變化對整個土壤結(jié)構(gòu)承載性的影響[7]。比如降水過快可能會導(dǎo)致土壤結(jié)構(gòu)出現(xiàn)沉降，使周邊的建筑物在作用力之下發(fā)生傾斜等問題，因此基坑支護不僅要做好支護工作，還要做好對周邊的監(jiān)測工作，以免出現(xiàn)任何的危險情況。相關(guān)的技術(shù)員和管理人員也要不斷地提高自身的職業(yè)水平，當(dāng)發(fā)生突發(fā)情況時，能夠及時地處理，弱化損失的進一步擴大。

3 建設(shè)工程深基坑常用的支護技術(shù)

3.1 鋼板樁支護體系

鋼板樁是深基坑支護中最常用的支護技術(shù)，該技術(shù)的原理非常的簡單，可以通俗地理解為借助于一個板將外部的基坑周邊給固定住，防止基坑側(cè)邊出現(xiàn)垮塌的情況，通常來說鋼板上在施工中要使用高質(zhì)量的熱扎型鋼，確保鋼板樁的穩(wěn)定性和強度符合需求，而且當(dāng)基坑內(nèi)部出現(xiàn)一定的作用力時，能夠抵擋住進基坑緣不發(fā)生進一步的形變。相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)對鋼板樁周邊的不穩(wěn)定因素進行進一步的分析，以確保掌握鋼板樁整體的受力狀態(tài)和支撐形式，避免出現(xiàn)基坑邊緣塌落或變形的情況，保證鋼板樁整體的擋土性。但對于土壤整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差，深度較大的深基坑，鋼板樁的支護效果并不是很樂觀。

3.2 深層水泥攪拌樁支護體系

深層水泥攪拌樁指的是通過高壓旋切噴漿等技術(shù)，將水泥等膠凝材料對深基坑的支護結(jié)構(gòu)進行處理，通過深層水泥攪拌樁可以使深基坑周邊的整體結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，提高基坑周圍自身的穩(wěn)定性，從而達到預(yù)定的支護效果。該方法雖然應(yīng)用的相對廣泛，但并不是所有的基坑都適合該方法。而且該方法對于水泥漿以及施工工藝的標(biāo)準(zhǔn)化要求比較高，有些區(qū)域還要結(jié)合具體的情況在水泥漿中增加一些其他的添加劑，保證水泥攪拌樁的效果。但同樣也并不是所有的區(qū)域和土質(zhì)類型都適合該方法，比如說有一些瘀土本身就難以鉆孔，也難以在里面進行深層攪拌，該方法起到的作用很有限。

通常來說，在深基坑支護工程中需要結(jié)合具體的情況選擇合適的水泥，目前在深基坑施工中最常用到的就是硅酸鹽水泥，為了保證深層水泥攪拌樁的使用效果，應(yīng)注重各種添加料和水泥本身使用的合理性，同時保證整個基坑周邊結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。尤其是一些深基坑的處理中，通過水泥攪拌樁獲得的效果更為理想，基本上不會出現(xiàn)變形和崩塌的風(fēng)險，相對于其他的一些支護技術(shù)，擋水和擋土的作用都比較優(yōu)越。深層水泥攪拌樁技術(shù)也是目前很多深基坑支護體系中最常用的支護類型之一。

3.3 土釘墻支護技術(shù)

土釘墻支護體系也是深基坑施工中最常用到的一種支護技術(shù)之一，該支護方法相對簡單，道理通俗易懂，對于放坡的角度要求也不是很高，整體成本比較低，施工效率也比較快，因此應(yīng)用的也相對普及。在深基坑的基坑壁上通過附加上土釘墻的固定體系，可以有效地提高墻體整體的穩(wěn)定性，達到擋水和擋土的目的。其作用原理就是通過一個個土釘，將整個基坑邊連接成為一個整體。避免出現(xiàn)區(qū)域的墜落或坍塌而導(dǎo)致的基坑壁出現(xiàn)進一步的損壞。為了保證土釘墻的質(zhì)量，在土釘墻施工中應(yīng)做好相關(guān)技術(shù)的把關(guān)工作，避免出現(xiàn)質(zhì)量隱患。對于土地墻結(jié)構(gòu)施工來說一定要做好排水措施，并確保整體的排水效果能滿足土釘墻固定化的需求，避免因土壤中含水量過高而又無法排出影響到整個土釘墻結(jié)構(gòu)的支護效果。

3.4 深基坑護坡樁的支護體系

護坡樁也是深基坑支護體系中應(yīng)用較普及的形式之一，該施工方案的優(yōu)點就是支護效果比較好，同時成本比較大，操作相對復(fù)雜，需要按照一定的流程進行落實。在成樁過程中若操作不當(dāng)，還可能會引發(fā)基坑邊緣的坍塌等問題，針對支護樁往往是結(jié)合深基坑的具體情況選擇對應(yīng)的成樁方式。最常用的是鉆孔灌注樁，因為通過鉆孔的方式可以盡可能地減少對土地結(jié)構(gòu)的擾動性，使土地結(jié)構(gòu)的整體性更強，避免出現(xiàn)坍塌，但護坡樁在施工中對于成樁的材料要求比較嚴(yán)格。為了避免出現(xiàn)質(zhì)量隱患，護坡樁所使用的材料和鋼筋籠要結(jié)合具體的情況進行設(shè)計，同時針對所有的風(fēng)險區(qū)域落實對應(yīng)的防護措施，保證深基坑整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。

3.5 錨桿護壁結(jié)構(gòu)

錨桿護壁結(jié)構(gòu)的本質(zhì)原理就是提高整個基坑壁的整體性。通常情況下會應(yīng)用在一些施工難度較高且相對深大的基坑項目中。在使用錨桿護壁方法的時候首先要提前準(zhǔn)備好相應(yīng)的材料，落實該項工藝的重點就是保證錨桿、水泥漿的質(zhì)量，并嚴(yán)格按照相應(yīng)的規(guī)范方法落實施工流程，避免出現(xiàn)任何的質(zhì)量缺陷。在使用錨桿鉆進的時候需要嚴(yán)格按照設(shè)計文件控制好鉆孔的位置，將錨桿固定到預(yù)期的位置，避免出現(xiàn)較大的偏差。如果在鉆進錨桿的過程中出現(xiàn)嚴(yán)重的障礙物，不要盲目地使用暴力鉆進，應(yīng)該及時報給技術(shù)人員落實應(yīng)對措施，盲目鉆進可能會使已經(jīng)穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)再次出現(xiàn)松動，同時需要重點關(guān)注錨桿整體的固定效果。目前來說某個錨桿護壁被廣泛運用到各種深基坑的項目中，在適當(dāng)增加預(yù)應(yīng)力后獲得了更穩(wěn)定的效果。

4 保障建設(shè)工程深基坑支護質(zhì)量的措施研究

4.1 保障勘察材料的準(zhǔn)確性、全面性

對于深基坑支護的體系設(shè)計來說，需要根據(jù)勘察資料來對整個巖土層結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性進行分析，并以此為根據(jù)落實相應(yīng)的支護體系，來保證整個基坑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，因此勘察的準(zhǔn)確性會直接影響到支護方案的設(shè)計合理性。尤其對于一些高層或大型建筑設(shè)計的時候，更要考慮到其內(nèi)在的一些地質(zhì)隱患，比如是否存在溶洞、滑坡等，同時還要根據(jù)建設(shè)工程的建設(shè)特點設(shè)計相應(yīng)的巖土勘察方案，保證勘察資料的全面性和詳細度滿足支護方案設(shè)計的需要，同時還要遵循經(jīng)濟性的原則，避免過度的勘察工程導(dǎo)致成本的增加。因此，在獲取勘探資料時，需要嚴(yán)格按照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)對地質(zhì)勘探的資料進行分析，生成相應(yīng)的材料，由設(shè)計人員進行對比，分析不同的支護方案可能起到的支護效果與不同方案的經(jīng)濟性，最終選擇最適用和可行的方法。

4.2 加大對基坑的變形監(jiān)測

在基坑施工過程中，為了避免基坑發(fā)生較大的位移產(chǎn)生危險或出現(xiàn)其他的意外情況。在這個過程中必須加大對基坑的變形監(jiān)測工作，將各項變形和危險因素都控制在標(biāo)準(zhǔn)的范圍之內(nèi)，需要嚴(yán)格按照相應(yīng)的方案在不同的基坑邊上設(shè)置基坑并行監(jiān)測點，并將基坑監(jiān)測點周圍遠離各種車輛或堆土，避免外部因素對基坑監(jiān)測點造成的影響。若基坑監(jiān)測點的位移速率或位移量達到警戒線之后，要及時地停止施工并告知專業(yè)的人員落實對于基坑的加固工作，避免基坑出現(xiàn)坍塌。除了基坑變形之外還要加大對于地下水的監(jiān)測力度，尤其是在城市中施工時，倘若地下水下降過快的話，會對周圍的管線及建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性產(chǎn)生不利的影響，因此，在降水過程中需要做好對于水深度的實施監(jiān)測，并分析是否會對周邊造成突出的影響，并落實相應(yīng)的應(yīng)對措施，確保整個集成開挖過程中的安全。通常來說，為了保證監(jiān)測的準(zhǔn)確性和避免誤差，需要至少使用兩臺儀器，并有兩名測量人員進行監(jiān)測。

5 結(jié)語

綜上所述，建筑工程深基坑支護工程技術(shù)是非常復(fù)雜的，在實際的施工過程中也容易受到外界多因素的影響，因此，技術(shù)人員應(yīng)該充分掌握深基坑支護施工技術(shù)的要點，完善施工技術(shù)管理方案，提高施工設(shè)計方案的質(zhì)量，從施工實際出發(fā)，采取合理的措施進行施工作業(yè)，提高施工管理的水平，保證施工的質(zhì)量。