深基坑支護(hù)技術(shù)在巖土工程施工中的應(yīng)用

劉海華

當(dāng)前，深基坑支護(hù)技術(shù)在巖土工程施工中已經(jīng)得到較為廣泛的應(yīng)用，由于深基坑支護(hù)技術(shù)的類型多種多樣，不同類型的支護(hù)技術(shù)有著不同特點(diǎn)和優(yōu)缺點(diǎn)，施工單位需要深入了解不同深基坑支護(hù)技術(shù)的特點(diǎn)，立足于實(shí)際情況提出科學(xué)、可行的施工方案，從而保證巖土工程施工的質(zhì)量。

一、幾種常見(jiàn)的巖土工程深基坑支護(hù)技術(shù)

1.錨桿支護(hù)技術(shù)

錨桿作為深地基錨桿支護(hù)技術(shù)應(yīng)用中的重要工具，通過(guò)錨桿的另一側(cè)與支護(hù)構(gòu)件相連接，能夠提升整體支護(hù)水準(zhǔn)，同時(shí)其另一側(cè)嵌入構(gòu)造穩(wěn)固的巖石體中，再進(jìn)行合理的施工作業(yè)，就能夠獲得理想的深基坑支護(hù)效果。錨桿支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用原理為：借助于錨桿對(duì)基底的深處潛能加以受拉力調(diào)節(jié)，以更好地穩(wěn)定巖土工程。該技術(shù)具有操作簡(jiǎn)便、作業(yè)難度系數(shù)不高等優(yōu)點(diǎn)，但在實(shí)際的施工過(guò)程中，要想更好地滿足巖土工程支護(hù)施工要求，還需有機(jī)融合其他科學(xué)技術(shù)。

2.深層攪拌樁支護(hù)技術(shù)

深層攪拌樁支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用原理為：利用混凝土和硅灰等物料所具備的熱凝固特性，合理使用攪拌機(jī)裝置，充分拌和軟泥和固化劑，在熱固化的作用下于底層上建立樁，從而促使軟土地基具備更優(yōu)的穩(wěn)固性。在實(shí)際的使用過(guò)程中，針對(duì)水深小于7米的二級(jí)或是三級(jí)地基，可以利用深層攪拌樁支護(hù)技術(shù)來(lái)對(duì)地基邊緣至紅線的距離加以重新組織，讓混凝土具備良好的抗?jié)B性能。

3.擋墻＋內(nèi)撐支護(hù)技術(shù)

如果基坑的深度較大，懸臂式擋墻的強(qiáng)度和變形不能滿足巖土工程建設(shè)的要求，且無(wú)法保證坑外錨拉具備良好的可靠性時(shí)，需要在基坑內(nèi)采用內(nèi)撐支護(hù)，具體涉及到以下兩種支護(hù)類型：一是，鋼管內(nèi)支撐。通常選擇直徑為609毫米的鋼管進(jìn)行支撐，結(jié)合不同的荷載來(lái)明確壁厚大小，鋼管支撐可分為對(duì)撐與角撐，如果對(duì)撐的間距比較大，應(yīng)當(dāng)將腹桿設(shè)置成桁架式支撐，如圖1所示。二是，鋼筋混凝土內(nèi)支撐。這類支撐形式具有剛度大與變形小的優(yōu)勢(shì)，還可以對(duì)擋墻與四周地面的變形情況加以科學(xué)控制，且能夠隨挖土逐層就地現(xiàn)澆，同時(shí)依據(jù)基坑形狀來(lái)改變支撐形式，如果深基坑施工對(duì)周圍環(huán)境有著較高的要求，可首選鋼筋混凝土內(nèi)支撐形式。針對(duì)平面尺寸大的內(nèi)支撐，必須在交點(diǎn)處設(shè)置立柱，最好選擇格構(gòu)式立柱，能夠在極大程度上減少底板穿筋的不良影響。

圖1 鋼管內(nèi)支撐示意圖

4.地下連續(xù)墻施工技術(shù)

地下連續(xù)墻作為基坑的支護(hù)結(jié)構(gòu)，在深基坑支護(hù)施工中發(fā)揮著重要的作用，具體包括：（1）地下連續(xù)墻的墻體剛度較大，具備良好的整體性，能夠有效避免其結(jié)構(gòu)和地基發(fā)生較大的變形情況，因此，地下連續(xù)墻在大面積、有地下水的超深支護(hù)結(jié)構(gòu)中起著很好的效果。（2）地下連續(xù)墻適用于各種地質(zhì)環(huán)境，特別是對(duì)于風(fēng)化巖層或是砂石地層的施工而言，鋼板樁難以在巖土工程施工中得到較好應(yīng)用時(shí)，可選擇連續(xù)墻支護(hù)方式。地下連續(xù)墻施工技術(shù)的工藝流程包括：導(dǎo)墻制作→泥漿制備→成槽施工與混凝土水下澆筑（見(jiàn)圖2）→連續(xù)墻砼澆筑→接頭施工等。

圖2 成槽施工與混凝土水下澆筑

二、影響巖土工程深基坑支護(hù)施工的相關(guān)因素

1.土方開(kāi)挖施工不合理

在巖土工程深基坑支護(hù)施工中，時(shí)常發(fā)生超量挖土、支護(hù)不及時(shí)、未按時(shí)完工等問(wèn)題，這就導(dǎo)致支護(hù)結(jié)構(gòu)挖土深度越來(lái)越深，不斷增大側(cè)面壓力，致使形狀改變程度越來(lái)越嚴(yán)重，還會(huì)不斷增大沉降范圍等問(wèn)題，從而造成基坑失穩(wěn)，嚴(yán)重破壞支護(hù)結(jié)構(gòu)。在土方開(kāi)挖過(guò)程中，由于速度太快，使得土體內(nèi)部的壓力被迅速釋放，在很大程度上改變了土體的平衡狀態(tài)，通常挖土機(jī)選用反鏟挖土機(jī)，一次挖土深度控制在4至5米之間，尤其是在軟土或是砂土條件下進(jìn)行土方開(kāi)挖操作時(shí)，極易發(fā)生位移或是滑動(dòng)問(wèn)題。

2.基坑邊坡坍塌和邊坡修理不合理

影響巖土工程深基坑支護(hù)施工質(zhì)量的關(guān)鍵因素涉及到項(xiàng)目設(shè)計(jì)不科學(xué)、施工過(guò)程不符合設(shè)計(jì)方案。以深層攪拌樁支護(hù)施工為例，施工單位在具體施工過(guò)程中沒(méi)有嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)規(guī)范和要求開(kāi)展，這就容易引發(fā)基坑邊坡坍塌問(wèn)題。對(duì)于高支模工程施工，由于施工單位自身的管理不到位，施工人員的操作不規(guī)范等問(wèn)題，將會(huì)導(dǎo)致機(jī)械開(kāi)挖以后大大降低斜坡的平滑性和整齊性，加上人工檢修時(shí)由于受到多重因素的限制而無(wú)法進(jìn)行深層次發(fā)掘，從而在擋土基坑支護(hù)后容易發(fā)生開(kāi)挖不夠、開(kāi)挖過(guò)多等問(wèn)題。

3.施工過(guò)程不標(biāo)準(zhǔn)

支護(hù)結(jié)構(gòu)是深基坑支護(hù)施工的必要環(huán)節(jié)，要求必須嚴(yán)格依據(jù)相關(guān)規(guī)章制度與設(shè)計(jì)方案要求進(jìn)行，然而在現(xiàn)實(shí)操作中，很多施工單位并未合理運(yùn)用施工技術(shù)，施工工藝的精準(zhǔn)度不足，有的施工人員甚至隨意變更設(shè)計(jì)方案。以錨桿支護(hù)施工為例，時(shí)常出現(xiàn)孔的直徑和深度不達(dá)標(biāo)準(zhǔn)的問(wèn)題，這就會(huì)導(dǎo)致注漿效果不充分，大大降低錨桿所具備的錨固力，且其抗拔力也相較于施工方案規(guī)定的拉力值顯著更低，最終嚴(yán)重影響基坑支護(hù)的整體安全性。

4.施工現(xiàn)場(chǎng)周圍環(huán)境的影響

在巖土工程深基坑支護(hù)施工中，當(dāng)施工現(xiàn)場(chǎng)周邊的管線、道路、建筑物等發(fā)生變化時(shí)，往往會(huì)干擾到支護(hù)土體，此時(shí)如果施工人員依然按照原狀土性質(zhì)開(kāi)展操作，必然會(huì)威脅到整個(gè)支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全性。另外，地表水與地下水的變化也會(huì)在很大程度上沖擊到支護(hù)體系的安全性，而隨著地層深度的不斷增加，將會(huì)逐步減小基礎(chǔ)土體的粘附性，并導(dǎo)致土壤的抗剪能力降低，最終導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)滑塌。

三、巖土工程施工中深基坑支護(hù)技術(shù)的具體應(yīng)用

1.落實(shí)基坑開(kāi)挖管理

深基坑開(kāi)挖通常選用機(jī)械開(kāi)挖方式，具體操作流程包括：（1）在正式開(kāi)挖前，施工單位需要對(duì)基坑的支護(hù)方式加以科學(xué)規(guī)劃，盡最大可能降低涌水量，提出可行、有效的開(kāi)挖計(jì)劃，配合專門(mén)的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行施工作業(yè)。（2）在施工過(guò)程中，施工人員必須對(duì)整個(gè)施工過(guò)程加以全面檢測(cè)，綜合、系統(tǒng)地規(guī)劃施工深度與坑壁坡度，從而有效防止施工過(guò)度。如果基坑的土體比較軟，建議選擇均勻分層開(kāi)挖，確保層高≤1米。如果基坑屬于天然放坡，其開(kāi)挖面的坡度是基坑開(kāi)挖質(zhì)量的控制要點(diǎn)。（3）在高支模開(kāi)挖期間，如果土方回填開(kāi)挖速度過(guò)快，必然會(huì)對(duì)砂土結(jié)構(gòu)造成較大的威脅，引發(fā)一系列的安全風(fēng)險(xiǎn)，所以施工人員應(yīng)當(dāng)在保證工程進(jìn)度的狀況下，對(duì)開(kāi)挖進(jìn)度加以科學(xué)把控。同時(shí)，倘若基坑的深度不符合施工設(shè)計(jì)圖紙的相關(guān)要求，施工人員需要結(jié)合巖土工程的實(shí)際狀況，對(duì)基坑上方的開(kāi)口線加以科學(xué)調(diào)整，以確保坑壁的坡度與巖土工程建設(shè)要求相一致。另外，為更好地保證巖土工程施工進(jìn)度和基坑開(kāi)挖質(zhì)量，施工單位必須充分考慮施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)條件、水質(zhì)條件等因素，全面勘察施工場(chǎng)地中的管線分布情況，并對(duì)這些影響因素加以科學(xué)分析和評(píng)估，嚴(yán)格檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，在確認(rèn)各項(xiàng)指標(biāo)均符合巖土工程基坑開(kāi)挖要求的情況下，才能組織開(kāi)展施工作業(yè)，以避免惡劣氣候條件對(duì)工程施工的負(fù)面影響。

2.合理搭建坑壁結(jié)構(gòu)

在開(kāi)展巖土工程深基坑支護(hù)施工前，施工單位必須做好相應(yīng)的準(zhǔn)備工作，即結(jié)合深基坑支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用要求，對(duì)基坑坑壁的受力影響加以科學(xué)預(yù)估，提出綜合性的施工計(jì)劃，并結(jié)合基坑作業(yè)環(huán)境來(lái)對(duì)坑壁堅(jiān)固等級(jí)加以合理設(shè)置。同時(shí)，充分考慮施工現(xiàn)場(chǎng)的周邊環(huán)境因素、水文地質(zhì)環(huán)境因素、挖掘參數(shù)等，有目的地選擇坑壁結(jié)構(gòu)形式。基于基坑的具體施工要求，若基坑上表面沒(méi)有重要構(gòu)筑物，那么基坑深度必須＜8米，倘若滿足基坑放坡情況，建議選擇坡率方式開(kāi)展施工作業(yè)。而在具體施工過(guò)程，需要將施工坡率控制在施工設(shè)計(jì)方案允許范圍內(nèi)，結(jié)合施工技術(shù)要求和工程實(shí)際情況來(lái)對(duì)坡率值加以科學(xué)選擇，從而有效保證坑壁結(jié)構(gòu)的安全性與穩(wěn)固性。

3.嚴(yán)格把控整個(gè)施工過(guò)程的質(zhì)量

在深基坑支護(hù)中的支撐體系的施工質(zhì)量直接關(guān)系到整個(gè)巖土工程的建設(shè)質(zhì)量。基于此，在實(shí)際施工過(guò)程中，施工單位必須對(duì)整個(gè)深基坑支護(hù)施工過(guò)程進(jìn)行全面監(jiān)管，尤其是嚴(yán)格監(jiān)控工程項(xiàng)目的特定體系與施工組織，借助于專業(yè)的觀測(cè)裝置來(lái)有效預(yù)防突發(fā)事件的發(fā)生，確保工程建設(shè)的安全性與高品質(zhì)。同時(shí)，施工單位需要明確劃分不同專業(yè)施工隊(duì)伍的施工職責(zé)，制定清晰、合理的安全和質(zhì)量責(zé)任制，在精準(zhǔn)劃分下確保制度能夠順利落到實(shí)處，讓施工人員在制度的規(guī)范和約束下，嚴(yán)格按照施工方案和施工圖紙開(kāi)展施工作業(yè)，從而切實(shí)保障深基坑支護(hù)質(zhì)量。由于巖土工程投入資金量龐大，在實(shí)際深基坑支護(hù)施工過(guò)程中必須強(qiáng)化各施工環(huán)節(jié)的管控力度，對(duì)施工材料、人員等物資加以科學(xué)管控，避免發(fā)生不必要的物資浪費(fèi)。基于施工人員眾多、物料量龐大的情況，施工單位應(yīng)注重信息技術(shù)的應(yīng)用，再配合先進(jìn)性、綜合性的監(jiān)測(cè)方法，在施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置實(shí)時(shí)監(jiān)控的攝像頭，安排專業(yè)技術(shù)人員對(duì)整個(gè)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行監(jiān)控，有利于更好地把握巖土工程深基坑支護(hù)施工開(kāi)展情況，進(jìn)一步提高施工資源調(diào)配的有效性。

4.加強(qiáng)基坑形變監(jiān)測(cè)

巖土工程建設(shè)具有較大的復(fù)雜性與技術(shù)性的特定，加上實(shí)際的基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)很可能發(fā)生各類形變問(wèn)題，這些問(wèn)題不僅會(huì)影響到整個(gè)工程項(xiàng)目的穩(wěn)固性，還會(huì)威脅到施工人員的生命安全。所以，在具體施工中，施工單位必須加強(qiáng)基坑形變監(jiān)測(cè)工作，監(jiān)測(cè)內(nèi)容涉及到基坑邊坡、基坑周圍及其地下水的變化狀況。而為保證監(jiān)測(cè)的有效性，可選擇一些現(xiàn)代化的高科技監(jiān)測(cè)技術(shù)與監(jiān)測(cè)設(shè)備，精準(zhǔn)地采集相關(guān)數(shù)據(jù)和信息，然后依據(jù)這些數(shù)據(jù)信息來(lái)更好地把握深基坑支護(hù)施工情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)實(shí)際施工中是否存在與設(shè)計(jì)方案要求不相符的偏差性問(wèn)題，如果存在嚴(yán)重的偏差，必須及時(shí)采取有效措施進(jìn)行處理。具體來(lái)說(shuō)，若通過(guò)監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)是在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)存在問(wèn)題，應(yīng)當(dāng)在實(shí)際施工時(shí)依據(jù)工程項(xiàng)目的具體狀況與各類影響因素，科學(xué)調(diào)整和優(yōu)化各類參數(shù)，并及時(shí)針對(duì)存在錯(cuò)誤的施工位置加以有效的彌補(bǔ)與修正。

5.有效控制地表水處理

在巖土工程深基坑支護(hù)施工之前，施工單位必須做好深基坑作業(yè)的地質(zhì)環(huán)境勘察，明確地下管線分布狀況，以免在土方開(kāi)挖和支護(hù)操作時(shí)對(duì)地下管線造成破壞。同時(shí)在基坑施工中，需要利用混凝土對(duì)其周圍進(jìn)行防水封閉處理，并在施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置相應(yīng)的排水系統(tǒng)，保證施工用水、地表水、地下水等能夠及時(shí)排出，從而有效避免地表水滲入到坑壁土質(zhì)中而影響到深基坑支護(hù)效果。對(duì)于坑周圍積水、降水沉砂池等，必須做好防水處理；對(duì)于坑壁結(jié)構(gòu)，需要合理設(shè)置泄水孔，從而降低護(hù)壁內(nèi)部的土體壓力，將土體內(nèi)部的含水率控制在允許范圍內(nèi)。

四、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在實(shí)際的巖土工程深基坑支護(hù)施工過(guò)程中，很多施工單位往往存在土方開(kāi)挖施工不合理、邊坡修理不合理、施工過(guò)程不標(biāo)準(zhǔn)等問(wèn)題，對(duì)此，施工單位需要結(jié)合巖土工程建設(shè)的具體要求和實(shí)地勘測(cè)結(jié)果，加強(qiáng)基坑開(kāi)挖管理，并對(duì)各施工環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格把控，加強(qiáng)基坑形變監(jiān)測(cè)等，從而有效保證深基坑支護(hù)施工質(zhì)量和效率。