深基坑支護安全監測及施工技術

侯永濤

摘要：改革開放后，我國經濟建設取得了飛速發展，其中建筑工程的發展更是突飛猛進。尤其是近年來，隨著大城市的高層建筑、地下建筑以及隧道橋梁等工程的不斷增加，使深基坑工程施工也迅速增多起來。文章在介紹深基坑施工工程的主要特點基礎上，先從水平位移監測技術、深基坑沉降觀測技術、支護樁的側向水平變形監測技術和地下水位監測技術等四個方面出發，對深基坑支護安全監測的有關情況做了簡要探討，隨后又結合近年來深基坑支護的實際施工情況，探討了深基坑支護施工技術在施工實踐中的具體應用。

關鍵詞：深基坑；支護安全；監測技術；施工技術

所謂“深基坑支護”，主要指的是為了保證建筑工程施工過程中地下結構施工及基坑周邊環境的安全，對施工中深基坑側壁及周邊環境所采用的支擋、加固等保護措施。由于深基坑支護不僅涉及到了土力學強度問題和變形問題，還涉及到了土體與支護結構的相互作用問題，因此在深基坑支護過程中，必須要對施工工程進行嚴格的監測，并采取必要的加固措施對工程周圍的建筑物及其地下構筑物等實施保護。近年來在我國房地產市場過熱的助推下，城市建筑的密度也在不斷加大，軟弱地基上施工的工程量逐年增多，地基及地質情況越來越復雜，再加之建筑行業的高層化發展趨勢，必然會有力地促進深基坑工程的持續發展，但同時也必然會對深基坑的施工技術提出更高的要求。

1深基坑施工工程的主要特點

1.1基坑深度不斷增加

一般來講，當工程的開挖深度超過5m（含5m）的基坑的土方開挖、支護、降水工程或工程開挖的深度雖未超過5m，但工程的地質條件、周圍環境和地下管線復雜已經影響到了毗鄰建筑（構筑）物安全的基坑，都可以視為深基坑。在現代深基坑施工過程中，為了減少土地占用，提高土地利用率，房屋建筑正向復雜化、高層化的方向發展，這就使建筑地基所要承受的載荷也在持續增加，因此建筑基坑的深度也要不斷加大，以滿足建筑施工規范與安全防范的要求。毫無疑問，基坑深度的增加，使得支護安全的難度也在加大。

1.2深基坑周邊施工環境較為復雜

以現代城市建筑為例，現代城市是高層建筑集中的區域，尤其是其中的一些繁華區域，高層建筑結構復雜，因此深基坑施工時需要考慮的因素也較多，要盡量避免施工過程中對周圍環境的影響。比如，高層建筑的地下管線較為復雜，這就增加了深基坑的施工工作難度，所以在施工過程中就要予以充分考慮，以保證施工人員和工程的安全。

1.3施工風險較高

深基坑施工項目的周期較長，而且在整個施工過程中會經常受到自然天氣、氣候等因素的影響，尤其是當遭遇雨雪等各種不可預料因素時，施工項目需要處理的風險因素就會更多，給施工項目的安全帶來了較大的威脅。而同時深基坑工程又是典型的臨時項目，施工技術較為復雜，存在多個交叉工種，所以，這些綜合因素的存在都加大了深基坑工程項目的建設風險。

2深基坑支護安全監測技術

2.1水平位移監測技術

在施工過程中，可以使用精確度較高的全站儀設備，通常要求其測角精度為0.5″、測距精度控制在0.6mm±1ppm，使用極坐標方法對設置在支護結構中的水平測量位置標志進行觀測，將每一次測量得到的監測點坐標與基坑開挖的初始觀測值進行對比，這樣得到的坐標差值就是該監測點在該觀測周期中的累積位移。在觀測過程中，監測點和控制點都必須使用專門制作的觀測標志，并在標志上設置強制對中標志與專門的反射片，以確保任何一次觀測點都在同一個位置上。

2.2深基坑沉降觀測技術

對于沉降觀測，可以使用高精度的自動安平電子水準儀器，按照環形閉合水準路線進行監測。之所以要使用這種類型的水準觀測路線，主要是因為閉合環形水準路線通常采取多余觀測的方法，有利于排除外業觀測過程中存在的粗差、錯誤，從而保證外業觀測獲得數據質量的可靠，保證觀測結果的精確度。

2.3支護樁的側向水平變形監測技術

監測過程中可以使用測斜儀器設備，并通過使用擺錘的重力作用來測量探頭的軸線與鉛垂線間的傾角，從而獲得垂直位置與各點之間的水平位移距離。當灌注樁出現位移時，測斜管也隨之而發生傾斜、變化。這時，將探頭從測斜管內部從下向上以0.5m的間距逐段進行滑動、測量，就可以獲得每個測量段內的傾斜角度與水平位移增量，能夠獲得基坑任意深度下的側向水平位移值。

2.4地下水位監測技術

深基坑地下水位監測可以使用鋼尺水位計測量獲得水位液面與管頂之間的間距，并與開挖之前地下水位的高度進行對比，這就可以得到開挖過程中深基坑周圍地下水位的變化情況和地下水位的動態變化趨勢。

3深基坑支護施工技術的具體應用

3.1土釘支護施工

在開展土釘施工過程中，主要是應用土體與土釘之間的作用力，對基坑的邊坡進行加固處理，從而提高深基坑土體結構的整體穩固性。在完成施工結構之后，因為受到牽引力的作用，土體結構中會出現對應的變形，因此在設定土釘強度的過程中，必須嚴格按照施工標準，根據建筑工程的實際特點，制定完善的施工計劃，并在施工之前按照相關的標準進行相應的拉拔力測試，保證投入使用之后能夠滿足要求。

3.2土層錨桿施工

在使用土層錨桿鉆機對土層進行鉆孔時，一定要達到預先設定的深度，并在孔內注入泥漿，保護孔壁的強度，以保證施工工藝的順利進行。在整個施工過程中，要對錨桿進行精確的定位，在保證無誤之后再開始鉆孔作業工作，工作中一旦遇到障礙物，必須停止施工，分析原因，予以及時處理，解決障礙物問題。

3.3重力式結構

使用重力式結構能夠保證結構滿足深基坑對抗滑移與抗傾覆的相關要求，而且能夠在基坑的側壁形成一個厚度相當、剛性足夠的實體結構，達到抵抗深基坑側壁土體壓力的目的。并且，使用水泥攪拌樁，還可以讓樁體間相互搭接成整體，提高重力結構的穩固性。

3.4放坡施工處理

放坡就是將深基坑挖掘處理成為具有對應坡度的人工邊坡，對于深度較大的基坑，通常還需要使用分級放坡的方式，以保證邊坡結構自身坡度的穩定性。若坡體存在地下水，則還需要在坡面設置排水孔，以減少流水對邊坡的侵蝕作用。在完成放坡施工之后，基坑開挖的截面范圍將會增加，因此這種施工技術通常會對場地提出一些更高的要求。

3.5護坡樁施工技術

目前，護坡樁施工技術的工作效率比較高，適合于地質復雜的建筑環境。施工中可以采用將螺旋鉆機下達到預先計劃的深度，以地下水或者塌孔位置作為界限，將漿液壓入到孔中，在滿足設計要求的標準之后取出鉆桿，并放人鋼筋籠和骨料。

3.6排樁內支撐支護

深基坑的排樁一般采用沖、鉆孔灌注樁，部分工程還會使用預應力管樁、地下連續墻等替代。其內部支撐系統需要根據平面的具體形狀進行設計，通過采取角撐式、角撐對撐式、水平拱圈式等不同的布置方式進行設置。其中，水平拱圈方式能夠充分發揮混凝土結構的抗壓能力，不但能夠給結構提供較大的施工空間，而且能夠保證結構的穩定性。而豎向則多使用鋼梁或者混凝土梁進行內支撐，這種方式尤其適合深度較大的基坑工程施工。

3.7混凝土澆灌施工

混凝土灌裝是保證整個地基結構穩固性的重要施工環節，在具體的施工過程中可以使用振動打樁的方法，將提前準備好的具有鋼筋混凝土樁靴的鋼套管沉入土體中，之后采用澆灌混凝土、振動、拔管的方式進行施工。振動打樁施工方法勞動強度較大，要注意施工安全，一般情況下不宜在黏性土質、淤泥等環境下使用，更不宜在密實度較大的中粗砂中使用。endprint