巖土工程深基坑支護(hù)施工技術(shù)措施

董曉成

（青海聚能鈦業(yè)有限公司 青海 西寧 811107）

巖土工程深基坑支護(hù)施工技術(shù)措施

董曉成

（青海聚能鈦業(yè)有限公司 青海 西寧 811107）

巖土工程在我國逐漸發(fā)展過程中扮演著重要角色，巖土深基坑的應(yīng)用也日益廣泛，其中支護(hù)施工技術(shù)開始向著綜合方向發(fā)展。本文重點探討了濕陷性黃土深基坑的支護(hù)施工技術(shù)措施，以供相關(guān)施工人員參考。

巖土工程；深基坑；支護(hù)施工

引言

巖土工程深基坑支護(hù)技術(shù)在現(xiàn)代建筑施工中，屬于非常常見的施工手段之一，它具有較強(qiáng)的實用性，但是對于施工人員經(jīng)驗要求較高。隨著時代的發(fā)展，深基坑支護(hù)施工技術(shù)的應(yīng)用價值也不斷提高，尤其是對于濕陷性黃土深基坑的支護(hù)施工，亟需采取相應(yīng)的措施進(jìn)行技術(shù)改善，以降低對施工質(zhì)量造成的不良影響，從而減少建筑工程安全事故發(fā)生概率。可見，加強(qiáng)巖土工程深基坑支護(hù)施工技術(shù)的研究，具有十分重要的現(xiàn)實意義。

1　濕陷性黃土地基概述

1.1濕陷性黃土特性

濕陷性黃土是一種特殊土質(zhì)，和其他土質(zhì)的區(qū)別在于此種土質(zhì)具有濕陷性、欠壓密性、結(jié)構(gòu)性特點，在遭遇強(qiáng)暴雨、強(qiáng)重力時，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)容易遭受破壞，導(dǎo)致黃土的強(qiáng)度大大削弱，高孔隙度、欠壓密性也會隨之下降，使黃土體積、外在形態(tài)發(fā)生巨大變化。由此可見，濕陷性黃土地區(qū)深基坑非常容易受到外界環(huán)境影響，尤其是在深基坑黃土的含水量過高時，就會出現(xiàn)增濕剪切破壞的狀況，最終引發(fā)一系列工程事故。

1.2濕陷性黃土工程特性

濕陷性黃土工程多見于西寧、青藏高原與黃土高原中間區(qū)域，以及關(guān)中地區(qū)。黃土狀土層階級花費比較明確，且具有富鈣、垂直節(jié)理發(fā)育、粉質(zhì)、大孔隙、具濕陷性的特點。這些地區(qū)的濕陷性黃土大多為粉質(zhì)土，具有中等壓縮性、較低的塑性、孔隙發(fā)育等，崩解試驗表明該黃土在遇水后，會瞬時崩塌、瓦解（見圖1），崩解時間最慢也不會超過5min，崩解率為55%。另外，這些地區(qū)的濕陷性黃土干密度不規(guī)律，其發(fā)展趨勢呈現(xiàn)遞增狀態(tài)，由低段至高段過渡發(fā)展。而孔隙的發(fā)展規(guī)律則相對緩慢，隨著深度不斷增長，孔隙比逐漸降低。該種土質(zhì)的濕陷強(qiáng)度高階段主要的表現(xiàn)是弱濕陷，低階段則主要表現(xiàn)為中等濕陷，黃土丘陵的邊坡、洪積裙地段主要體現(xiàn)為強(qiáng)濕陷。可見，隨著深度的增長，濕陷強(qiáng)度以不規(guī)則的形態(tài)呈遞減動態(tài)發(fā)展。

2　濕陷性黃土巖土深基坑施工技術(shù)措施

2.1優(yōu)化設(shè)計理念

經(jīng)過我國在巖土工程領(lǐng)域中長時間的努力和研究，以及巖土變化規(guī)律的逐漸掌握，深坑支護(hù)的總體設(shè)計已經(jīng)逐步成熟。然而我國在支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計中還沒有建立起統(tǒng)一的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)力學(xué)的測算時只能夠以庫倫還有朗肯理論為基礎(chǔ)，并通過等值梁法進(jìn)行對支護(hù)樁的計算，這樣一來能夠合理規(guī)避設(shè)計的偏差以及施工的缺陷。但是通過這一理論進(jìn)行相關(guān)計算存在很大變數(shù)，無法使理論與實際狀況相互匹配，這將會對施工影響很大，無法精確控制成本投入以及施工安全。在這種情況下，經(jīng)過了一段時間的發(fā)展，很多先進(jìn)理念進(jìn)入中國，人們開始以施工的實際狀況為基礎(chǔ)來選擇巖土工程的施工技術(shù)。

圖1　某深基坑邊坡崩塌剖面示意圖

2.2強(qiáng)化變形觀測

在對巖土工程進(jìn)行變形觀測時，主要需要關(guān)注周邊建筑，除此之外還有基坑邊坡，地下管線也是變形觀測的內(nèi)容之一。觀測能夠始終掌握施工情況，能夠?qū)χёo(hù)設(shè)計與現(xiàn)實狀況的匹配程度作出判斷，這樣一來，對兩者之間存在的偏差就可以及時做出反應(yīng)，基于土體沉降以及形變的程度，從相關(guān)參數(shù)上作出修改，并及時調(diào)整施工。

為了使得能夠及時觀測到準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，需要進(jìn)行嚴(yán)格的操作，保證具體測量的精確程度。如果施工過程中出現(xiàn)問題，及時做出反應(yīng)，保證施工能夠按照既定方案繼續(xù)進(jìn)行。如果工程較為復(fù)雜，就聘請專家進(jìn)行數(shù)據(jù)論證，將偏差控制在最小的范圍內(nèi)，降低施工風(fēng)險。

2.3強(qiáng)化施工質(zhì)量

對施工過程進(jìn)行科學(xué)管理，能夠做到對施工質(zhì)量有效地控制，只有這樣才可以保證巖土工程的整體工程質(zhì)量。強(qiáng)化監(jiān)管力度，保證施工能夠遵從設(shè)計方案，并通過對各個環(huán)節(jié)的深入管理，使得施工能夠達(dá)到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。除此之外，在施工的前中后期，分別做好每一環(huán)節(jié)的監(jiān)管工作，保證施工設(shè)計的周密性，以及相關(guān)準(zhǔn)備工作，不僅如此還要做好統(tǒng)籌規(guī)劃，合理分配工作，對施工原材料的規(guī)格進(jìn)行嚴(yán)格檢驗，確保相關(guān)指標(biāo)符合標(biāo)準(zhǔn)。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行分層次、分階段的進(jìn)行開挖以及支護(hù)，保證設(shè)計方案得到順利實施。

2.4提高檢驗的標(biāo)準(zhǔn)和精確性

具體的檢驗標(biāo)準(zhǔn)包括操作的規(guī)范、技術(shù)的規(guī)范以及質(zhì)量的檢驗三項，在進(jìn)行支護(hù)施工時要在管理上盡可能的保證檢驗的制度化、標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化，基于此，就需要對深基坑支護(hù)的結(jié)構(gòu)整體、成品、材料等方面做相應(yīng)的物理實驗，把事故從圖源頭上排除。在這一過程中，對于施工中涉及到的一些較為復(fù)雜的施工工藝和施工技術(shù)，需要經(jīng)過專業(yè)的質(zhì)量檢驗人員進(jìn)行檢驗并確認(rèn)合格后方可進(jìn)行下一步的施工操作，運用先進(jìn)的檢驗方式和方法，提高檢驗結(jié)果的精確性，在檢驗的時間上要把日常檢驗和重點檢驗有機(jī)結(jié)合，開展相應(yīng)的互檢和自檢，以提高檢驗工作的效率。

3　濕陷性黃土地區(qū)基坑支護(hù)工程實例

在實際的濕陷性黃土地區(qū)基坑支護(hù)施工過程中，應(yīng)當(dāng)全面考慮基坑開挖深度、周圍土層工程地質(zhì)、周邊環(huán)境等因素，從而選擇最佳支護(hù)類型進(jìn)行施工。

3.1工程概況

某醫(yī)院的住院大樓處于一段坡地上，其地質(zhì)為濕陷性黃土。基坑的開挖面積為61.50m×24.6m，平均深度為7.2m，最大深度為8.6m，位于南側(cè)離原門診樓約3.20m處，采用的是雙排鋼管，直徑80，微型樁加單層錨桿支護(hù)；而北側(cè)離原住院樓不足2.50m處采用鋼筋混凝土灌注樁，直徑600；東、西側(cè)面則采用的是土釘墻支護(hù)。濕陷黃土地區(qū)基坑開挖的實際深度最大值約為20m，一般深度約5～15m。

3.2黃土基坑深度小于10.0m的情況

在此種情況下建議選用懸臂式支護(hù)結(jié)構(gòu)形式、土釘墻支護(hù)法（見圖2），可采用的施工方法包括磚砌體護(hù)坡、重力式擋土墻、水泥土擋墻、懸臂式鋼筋混凝土擋土排樁、土釘墻支護(hù)等。

圖2　復(fù)合土釘墻

當(dāng)基坑開挖深度與設(shè)計要求一致時，采用磚砌筑成擋土墻，墻底應(yīng)盡量放寬，最好嵌入坑內(nèi)1m，保證坑壁、墻背間密切銜接，分層填土夯實，避免人工填土層剝落、表面坍塌，起到一定的護(hù)面作用，此種方法具有操作簡便、施工快速、經(jīng)濟(jì)、無場地限制等優(yōu)點，但整體性、適應(yīng)性較差，抗剪強(qiáng)度不足，主要用于護(hù)坡。

3.3黃土基坑深度為10.0～15.0m的情況

（1）這種情況建議采用的是樁加單層錨桿支護(hù)形式。樁加單層錨桿結(jié)構(gòu)，能夠補(bǔ)償懸臂式變形，增加其強(qiáng)度，利用預(yù)應(yīng)力斜拉錨桿，建立適當(dāng)?shù)臉吨c，從而有效調(diào)節(jié)排樁的受力結(jié)構(gòu)，減少樁身彎矩，降低樁的配筋量。

（2）如果對安全等級的要求較高，也可以選擇樁加單層錨桿支護(hù)形式，適用于基坑的深度達(dá)到10m的情況。錨桿的錨固力直接關(guān)系著土體摩阻力，因此應(yīng)選用常規(guī)直徑的錨桿，有助于降低樁身彎矩，減少水泥、鋼筋的大量使用，達(dá)到節(jié)省工程造價的目的。

（3）土釘墻加單層錨桿支護(hù)形式則適用于屬于二、三安全等級的施工工程，該結(jié)構(gòu)的作用原理幾乎與樁加單層錨桿相同，需要注意的是施工前，應(yīng)首先在土體上適當(dāng)建立多個樁支點，以補(bǔ)償土釘墻基坑深度大、土釘量大、長度過長、滑移面大等不足。

（4）而當(dāng)懸臂式灌注樁的穩(wěn)定性和剛性不能夠滿足實際施工需求，會影響基坑穩(wěn)定，甚至出現(xiàn)樁頂位移、樁身彎矩大等情況時，就應(yīng)該采用錨拉式鋼筋混凝土排樁支護(hù)技術(shù)。

3.4黃土基坑深度大于15.0m的情況

在這種情況下，黃土的主動土壓力、滑移面都相對較大，所以不宜使用土釘墻加單層錨桿的支護(hù)形式，而應(yīng)當(dāng)考慮使用樁加多層錨桿結(jié)構(gòu)、框架錨桿結(jié)構(gòu)或計算樁加多層錨桿的方法，將整體劃分成多個埋深各不相同的單支點護(hù)坡樁，然后分別進(jìn)行計算和支護(hù)施工。

4　結(jié)語

在現(xiàn)代建筑行業(yè)不斷發(fā)展的今天，巖土深基坑支護(hù)技術(shù)有了新的發(fā)展，尤其是對于濕陷性黃土地區(qū)基坑的支護(hù)施工技術(shù)，需要根據(jù)施工實際，正確合理地采用不同支護(hù)類型，最大化發(fā)揮技術(shù)的優(yōu)勢。對于施工中存在的不足之處，需要進(jìn)一步的分析，并采取有力措施解決，以促進(jìn)深基坑技術(shù)的高效運用。

[1]嚴(yán)元.論巖土工程深基坑支護(hù)施工技術(shù)措施[J].城市建筑，2012：56.

[2]汪婷.論巖土工程深基坑支護(hù)施工技術(shù)措施[J].城市建筑，2014（29）：48～49.

[3]陳顯鑫.李茂琴.巖土工程深基坑支護(hù)施工工藝探究[J].建材與裝飾，2014（23）：56～57.

TU753

A

1673-0038（2015）34-0076-02

2015-6-12

董曉成（1985-），男，助理工程師，本科，主要從事工程建設(shè)管理工作。