對建筑工程深基坑支護施工技術探析

摘 要：在建筑基坑工程中，為了確保深基坑施工的安全性，一般會采用基坑支護施工技術。文章作者根據自己多年來的工作經驗，在分析建筑工程深基坑支護施工技術的基礎上，提出了優化和強化支護施工技術一些措施，供大家參考。

關鍵詞：深基坑；支護施工技術；技術控制

在現代大型建筑深基坑施工過程中，由于基坑周圍土層不夠穩定，容易發生坍塌。為了確保施工工人的人身安全和便于基坑后續施工工序的展開，需要進行支護結構的施工。而隨著建筑深基坑施工的進一步發展，支護施工技術愈加顯得重要。因此，建筑工程施工單位應當積極探討各種支護施工技術，并加強施工技術控制，確保支護結構的施工質量。

1 建筑深基坑支護施工技術的類別分析

隨著深基坑施工技術的不斷發展和完善，支護施工技術體系也在不斷地健全中。從當前情況看，根據建筑工程不同的特點，支護施工技術也分為了不同的類別。下面，本研究對一些常用的建筑工程深基坑支護施工技術進行了詳細介紹。

1.1 鋼板樁支護技術

所謂鋼板樁支護技術，主要運用工程專用的鋼板，來構建支護結構。為了便于鋼板之間的銜接，一般會將鋼板做成等腰梯形的形狀，邊沿部分比其它部分略薄，而且在梯形鋼板的四個角都有一個螺孔，便于鋼板的安裝施工。從總體情況看，鋼板樁支護結構的核心構件，就是由一塊塊梯形鋼板連接在一起形成的鋼板墻，“粘貼”在深基坑的四壁，來實現防掉土、防坍塌、防滲水的目的。此外，為了進一步提高鋼板墻的防護能力，往往在鋼板墻施工完成后，還需要用鋼管架設幾道內挑式鋼管梁，來改良鋼板墻承壓能力，從而提供更大的安全保障。鋼板樁支護技術發展時間比較早，技術也相對成熟，在一些基坑深度大于5米的建筑工程中應用非常廣泛。不過，這種支護技術有兩個亟待解決的“難題”，一個是鋼板的定位問題。由于在支護結構施工方案形成后，對每一塊鋼板的位置都有精確地標注，要求鋼板的施工位置不能出現較大的誤差。在實際施工中發現，實現鋼板的精確定位非常困難，不僅需要大量地放線，還需要打樁機的嚴密配合。該問題的存在，在一定程度上限制了鋼板樁支護技術的發展和應用；另一個是施工過程對周圍環境的擾動比較大，容易在鋼板墻完成之前就導致坑壁坍塌，因此有一定的危險性。

1.2 深層攪拌水泥土樁支護技術

不同于鋼板樁支護施工技術，深層攪拌水泥土樁支護結構施工的著眼點并不在基坑壁的外表面，而是通過對一定深度的土層進行加固施工，以此來防止基坑壁和底層的坍塌和滲水。特別在一些軟土地區建筑工程或者水工建筑深基坑施工過程中，深層攪拌水泥土樁支護技術的應用非常廣泛。這種施工技術主要運用水泥打制出來的漿液，并利用大型攪拌機深入到土層中，將水泥漿灌入后進行強制攪拌。在干燥后，就能夠形成一層粘性較強、硬度較大的水泥土墻體。這層墻體的厚度一般在30厘米左右，不僅能夠擋土，還具備非常強的隔水能力（這也是它在水工建筑工程基坑施工中廣泛應用的主要原因）。不過，由于該種支護施工技術施工過程對周圍的環境擾動非常大，只能在基坑深度不超過3米的情況下應用，從而限制了它的應用范圍。

1.3 柱列式灌注樁排樁支護技術

柱列式灌注樁排樁支護是指利用適當的柱列式間隔形式來布置鋼筋混凝土挖孔、鉆孔灌注樁，用具有較好剛度的樁列式灌注樁來作擋土結構。這種支護施工技術的應用也非常廣泛，特別在基坑深度大于5米的建筑工程中，能夠發揮出非常理想的防護效果。一般情況下，施工單位首先需要詳細勘察基坑施工現場，特別是掌握基坑壁的內傾角度、抗擾動能力、受力分布和基坑四壁的總面積等數據，然后再詳細分析數據的基礎上，規劃挖孔和鉆孔和位置；其次，在標注好打孔的位置后，需要用打孔機進行打孔，采取邊打孔邊灌漿的方式，同時掌握好打孔的速度；最后，在各個樁位施工完成后，在一些關鍵位置，還需要進行二次灌漿，以此來增加灌注樁排樁的防護能力。特別需要強調的一點是，柱列式灌注樁排樁支護施工過程中，務必要采用穩步施工的方式，盡量保持一個施工點，不要多點施工，以免擾動過大導致基坑壁的坍塌。此外，除了上述幾種施工技術之外，常用的支護施工技術還有聯合防護網結構技術、土釘墻支護施工技術以及旋噴樁墻支護技術等。在實際工程中，并非只應用某一種支護施工技術，而是往往采用聯合施工技術的方式，來最大限度地確保深基坑的施工安全。

2 建筑工程深基坑支護施工技術應用分析（以土釘墻支護技術為例）

2.1 施工前準備

施工前準備工作做得好壞，將直接影響到施工質量。一般情況下，在土釘墻支護技術施工之前，需要做好一系列準備，包括深基坑開挖地點的土層勘測、開挖方案的確定、土釘位置的分布以及防擾動措施等。特別需要注意的是土釘的除銹與磨尖工作。如果土釘生銹或者尖端鈍化，在打釘過程中就很容易將釘子打彎，甚至打斷。此外，為了加強施工安全管理，應劃定施工區，拉上警戒線，嚴禁無關人員特別是車輛隨意進入施工區域。同時，基坑挖掘機械應放在預先設置好的位置上，不要胡亂變換位置，以免擾動基坑壁引發坍塌事故。

2.2 基坑的開挖

基坑在開挖之前，需要制定詳細的施工方案，特別是要根據施工圖紙，精確標注開挖點和基坑的分布線。在挖掘過程中，應采用從中間向四周的開挖方式。同時，在基坑的邊緣位置，大型挖掘機械不宜發揮，這時應采用小型施工機械或者人工開挖的方式。特別是在基坑壁的處理過程中，最好用人力小心地進行垂直處理。

2.3 土釘打孔、制作

在打孔之前，需要進行放線。其目的是確定土釘的基本位置，確保土釘的有序分布。同時，土釘孔應用專用的打孔機進行。為了確保打孔的質量，應將打孔機的鉆頭的直徑調到和土釘直徑相同或者基本接近。只有這樣，土釘才能夠順利進入基坑壁。此外，為了在最短時間內將打入孔內的土釘固牢，注漿管應隨土釘進入孔底，在釘子進入土層的同時水泥漿就能夠即刻發揮作用。

2.4 土釘的焊接

為了進一步增強禿頂的防護能力，便于掛網，還需要對土釘進行焊接。一般情況下，主要是為土釘焊接托架的方式，來增強土釘的抗扭矩力。在焊接過程中，特別注意的一點是消除殘余應力。一般土釘的直徑比較小，如果殘余應力過大，非常容易造成土釘焊口的開裂甚至造成土釘斷成兩截。例如，可以采取快速焊接、點焊或者二氧化碳保護焊的方式來消除殘余應力，效果極佳。

2.5 注漿

首先是水泥漿的配置，為了使得土釘支護體系能夠有效發揮出擋土、防滲水的作用，又不至于多基坑壁造成過大的影響，一般情況下將骨料和水的比例控制在100：45左右，同時為了縮短初凝時間，還應當適量加入速凝劑；其次，在灌漿過程中，為了防止漿液對基坑壁形成沖刷作用，應適當調小灌漿壓力，一般控制在0.3兆帕為宜。但也不能過小，否則漿液就很難順利灌入土層了。此外，為了提高灌漿質量，漿液應當隨用隨制，以免漿液長時間放置后變質。

2.6 掛網

這里的“網”，主要指的是鋼絲網或者尼龍網。在掛網的選擇過程中，既要控制好網孔的大小，又要控制好網絲的粗細，實現最小的成本換取最佳的防護效果。此外，在掛網過程中，與土釘的接觸部分應用鋼絲固定緊。特別在掛網的四個角部分，應使用帶彎頭的粗鋼筋固定。

3 建筑工程深基坑支護施工技術的優化分析

3.1 支護結構體的優化設計

在現代深基坑施工中，常用的支護結構體由混凝土擋墻、鋼筋防護網、防護樁等構成。特別在一些大型建筑工程中，所應用的支護支護結構體更為復雜。而支護結構體越復雜，則造價越高，施工難度也越大。因此，很有必要采用適當的優化技術進行優化。在實施優化設計之前，首先要確定支護方式。支護方式有聯合支護方式與單體支護方式之分。在具體選擇時，須依照實際情況而定。一般淺基坑多用單一性的支護方式，而深基坑則多用聯合支護方式；其次，在支護方式選定后，可以采用整體補強措施來進行優化，以增強支護結構體的可靠性。根據受力分析和大量工程監測資料表明，支護樁樁頂位移、樁身變形以及樁身鋼筋應力都是中間樁大，在基坑拐角附近（約l/5基坑邊長處），支護結構受力較小，可適當減小樁長配筋數量或采用單排樁與雙排樁混合形式；對于鋼筋籠易控制的人工挖孔樁，可采用單面配筋以減小配筋數量。此外，基坑的拐角處屬于比較脆弱的部分，同時也是在搭建支護結構體時容易忽略的部分。雖然這種忽略并不起眼，但“千里之堤，毀于蟻穴”，很多深基坑的坍塌事故均是基坑拐角處未應用支護結構體進行防護造成的。因此，在支護結構體施工時，可以在這個節點設置斜撐，施工費用不高卻可以取得令人滿意的防護效果，可以說是一種非常實用的優化設計方案，值得進一步推廣應用。此外，還可以應用土體補強的方式，來優化支護結構體。而且，這種優化更應該被稱為簡化（簡化同樣是一種重要的優化措施）。其原因就在于土體補強針對的的基坑土層，而支護結構體恰恰是為了防范土層過于松散而引發的坍塌。故而，如果土體得到了加強，就可以大大優化防護支護體的結構，節省大量的工程資金。而具體的補強措施是可在基坑開挖前一定時間（加固土體的硬結時間）內，對支護結構被動區進行加固。加固的形式有格構式暗撐、齒形暗扶壁和暗墻、微型、高壓注漿等。

3.2 施工工藝的優化

施工工藝雖然不能直接作用于支護結構體的優化，但是如果采用高效的施工工藝，就能夠最小限度的擾動土層結構，從而間接加強了土層的強度，最終可以起到優化支護結構體的作用。而施工工藝常用的優化方式是開挖方式的優化。基坑開挖實際上是一種卸荷作用，這種作用擾動了場地初始應力場，土體的形變場也就隨之調整。控制卸荷方式及卸荷速率，就可以控制基坑邊坡土體變形量與變形方式，而后者與支護工程的結構及支護結構強度有著密切的關系。對于大型基坑，挖方量極大，如果全面開挖，則基坑周邊暴露的時間很長，將產生過量變形。因此，在基坑開挖時，非常不適宜的開挖方式就是傳統的硬性開挖方式。而采用新型的開挖方式如大基坑小開挖法，也即首先劃定基坑施工范圍，在該區域的中心位置標定開挖點，以此為起點逐步向四周開挖，從而最小限度地減小對周圍土層的擾動，優化防護結構體；或者采用分段開挖的方式，將施工區域劃分為數個小區域，分段同時施工，在增加施工效率的同時還能起到對支護結構體的優化作用。另外，盆式開挖方式也是常用的優化型開挖方案。它的開挖流程與大基坑小開挖方式差不多，不過是在施工區域的周圍開挖，依次向中心推進的方式。

4 強化支護施工技術控制的措施探討

加強支護施工技術的控制，是確保施工質量的有效方法。一方面，在制定施工技術方案過程中，一定要對深基坑的施工要求進行仔細研討，并詳細勘察施工現場，從而確定具體的支護方式。這就要求技術控制部門協同施工人員，深入施工現場，及時了解深基坑的實際施工情況，制定與之相適應的支護施工方案；另一方面，需要加強對支護結構施工現場的監管。施工監管部門可以在完善監管制度的基礎上，采用信息化的監管設備，對施工現場進行實時監管，確保施工方案的落實和施工質量。

5 結語

總而言之，支護結構的施工質量，是發揮防護作用的關鍵。施工單位務必采取多種措施，加強施工質量控制。

參考文獻

[1] 黃漢達.高層建筑深基坑支護施工技術探討[J].城市建設理論研究，2011（22）.

[2] 郭敬宇.淺析建筑工程深基坑支護技術[J].城市建設理論研究，2011 （21）.

作者簡介：陸培永（1977.01- ），男，工程師，MBA工商管理碩士，研究方向：建筑工程管理。