巖土工程深基坑支護施工策略研究

程杰

【摘要】巖土工程深基坑支護施工技術(shù)是當(dāng)今我國建筑業(yè)中最常用的施工手段，在建筑行業(yè)中起著至關(guān)重要的作用。隨著經(jīng)濟的發(fā)展和社會的進步，我國對建筑行業(yè)施工技術(shù)提出了更高的要求，因此我國必須加大對巖土工程深基坑支護施工技術(shù)的重視，深入研究其施工策略。本文就從巖土工程深基坑支護施工過程中存在的問題入手，進而分析了深基坑的支護類型和支護設(shè)計，繼而探討了巖土工程深基坑支護施工技術(shù)的相關(guān)策略。

【關(guān)鍵詞】巖土工程；深基坑；支護施工；策略研究

隨著人們生活水平和質(zhì)量的提高，對衣食住行等與老百姓密切相關(guān)的問題引起了人們的廣泛關(guān)注。對于建筑領(lǐng)域來說，針對當(dāng)前出現(xiàn)的“豆腐渣工程”以及深基坑坍塌現(xiàn)象，建筑質(zhì)量問題成為當(dāng)前政府和人們非常重視的事情。巖土工程深基坑支護施工技術(shù)作為建筑領(lǐng)域中的重要的技術(shù)手段，也是整體巖土工程的質(zhì)量保障。因此必須加強對巖土工程深基坑支護施工策略的研究，這在當(dāng)前的社會背景下是非常有現(xiàn)實意義的。

一、巖土工程深基坑支護設(shè)計和施工存在的問題

（一）支護結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)與實際開挖情況存在差異

在當(dāng)前比較常用的計算巖土工程深基坑支護結(jié)構(gòu)的公式就是庫倫和朗肯理論，但這個理論也是有特定的適應(yīng)范圍的，它比較常應(yīng)用于那些結(jié)構(gòu)簡單或者深度較淺的基坑工程。但是對于一些體積大、深度深而且彎角還多的深基坑，這個公式的計算結(jié)果就會存在誤差，導(dǎo)致后面施工過程中可能出現(xiàn)的內(nèi)擦角太小、深基坑支護不穩(wěn)定等實際問題，這樣一來會給整體的基坑工程項目建設(shè)帶來不同程度的影響，計算結(jié)果偏于保守或安全系數(shù)過小。

（二）空間效應(yīng)有待完善

空間效應(yīng)也就是指巖土工程深基坑支護的空間設(shè)計沒有結(jié)合實際情況，導(dǎo)致深基坑內(nèi)的位移不正確。其實就目前來說，細(xì)長結(jié)構(gòu)類型的深基坑支護相比于長寬較小的巖土工程深基坑來說，是更穩(wěn)定的。在實際的基坑施工過程中，要全面考慮到巖土工程施工期間可能遇到的問題，要能及時應(yīng)變，控制好空間和位移的范圍。

（三）深基坑巖土取樣不夠完整

如果要順利進行巖土工程深基坑支護工作，必須前期對巖土工程深基坑支護的勘察設(shè)計有一個充分的了解。即嚴(yán)格依據(jù)巖土工程深基坑的有關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，通過鉆探取樣的手段對巖土工程深基坑內(nèi)部的土樣和巖石特點進行細(xì)致的考察，地層變化較大時還需要進行施工勘察。然而現(xiàn)實情況是，很多建設(shè)單位為了節(jié)省成本，加快施工進度，就降低取樣標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)量，縮小勘探范圍，使得巖土工程深基坑特有的地質(zhì)特點和結(jié)構(gòu)沒有全面地展現(xiàn)出來，導(dǎo)致設(shè)計出來的巖土工程深基坑與實際操作下的深基坑有著很大的差異性，從而嚴(yán)重影響著后續(xù)基坑工程的整體施工進程和質(zhì)量，給巖土工程的深基坑支護埋下安全隱患。

（四）支護結(jié)構(gòu)設(shè)計及實際受力二者不同

我國的巖土工程深基坑支護機構(gòu)的設(shè)計遵循的基本理論是極限平衡理論，理論與實踐還是有著很大的差別的。在現(xiàn)實生活中真正根據(jù)上述理論實際的深基坑卻出現(xiàn)了實現(xiàn)無法預(yù)料的問題，這是因為深基坑支護結(jié)構(gòu)從理論上計算出來的深基坑支護結(jié)構(gòu)系數(shù)，與實際的要求還是有偏差的，對于一些建筑上要求現(xiàn)在還無法滿足。

二、巖土工程深基坑支護類型和支護設(shè)計

（一）巖土工程深基坑支護類型

在實際的基坑工程實施過程中，因為必須得開挖現(xiàn)場存在的各種下管線和構(gòu)筑物，但前提是保證周圍環(huán)境不發(fā)生變化，所以深基坑開挖的深度是受周邊環(huán)境影響有一定的限制的。以往的深基坑開挖方法通常是放坡、土釘墻、井點降水鋼板樁，但隨著巖土工程深基坑深度的不斷增大，支護技術(shù)有了新的發(fā)展，具體來說，可以從以下幾個方面來分析：

1.擋水系統(tǒng)

目前我國建筑領(lǐng)域常用的用于巖土工程深基坑支護的擋水系統(tǒng)有多種類型，分別有旋噴樁擋水系統(tǒng)、水泥攪拌樁擋水系統(tǒng)、地下連續(xù)墻擋水系統(tǒng)以及壓密注漿擋水系統(tǒng)和鎖口鋼板樁等，結(jié)合不同的建筑地點、周圍環(huán)境和地質(zhì)條件，采取相應(yīng)的、適合的擋水系統(tǒng)，以便于全方位的，有針對性的從各個角度防止外部進水。

2.擋土系統(tǒng)

與擋水系統(tǒng)一樣，巖土工程深基坑支護中也必須要有擋土系統(tǒng)的基本功能，擋土系統(tǒng)不言而喻也分為好幾種類型，分別是：使用鋼筋混凝土板樁作為基本材料的擋土系統(tǒng)、鋼板樁材料的擋土系統(tǒng)、地下連續(xù)墻以及深層水泥攪拌樁加型鋼等材料的擋土系統(tǒng)，從而形成相應(yīng)的深基坑支護擋土墻和支護排樁。這樣一來，巖土工程的技術(shù)施工人員就能根據(jù)不同的地層和特點及時采用適合的擋土系統(tǒng)，實現(xiàn)有效抵抗外來壓力的建筑效果。

3.支撐系統(tǒng)

除了實際施工過程中需要的擋水系統(tǒng)和擋土系統(tǒng)，支撐系統(tǒng)也同樣不容忽視，在巖土工程的深基坑支護工程中起到了重要的作用。現(xiàn)在在建筑行業(yè)中比較常用的支撐系統(tǒng)有鋼筋混泥土內(nèi)支撐系統(tǒng)、鋼筋混凝土和鋼管的組合支撐系統(tǒng)以及鋼管和型鋼內(nèi)部支撐系統(tǒng)等。這些不同類型的支撐系統(tǒng)可以很好地保障巖土工程的深基坑支護內(nèi)部結(jié)構(gòu)不會發(fā)生較大位移，進而促進整體巖土工程深基坑支護施工的順利進行。

（二）巖土工程深基坑支護設(shè)計

上述闡述了巖土工程深基坑支護的基本類型之后，結(jié)合具體的實際操作情況，也會有不同的支護結(jié)構(gòu)。巖土工程的深基坑支護結(jié)構(gòu)與基坑的寬度和地質(zhì)以及環(huán)境、荷載情況等息息相關(guān)，下面就具體從三個方面分析巖土工程的深基坑支護結(jié)構(gòu)。

1.深層攪拌樁支護

施工過程中，在運用深層攪拌樁支護結(jié)構(gòu)進行施工時，水泥和石灰等建筑材料是必不可少的，同樣這些材料還可以作為固化劑。具體使用過程一般是將漿液和軟土以及粉體等原材料放入一起，利用攪拌的手段，對其進行充分的攪拌。待它們完全發(fā)生化學(xué)和物理反應(yīng)之后，就可以進行接下來的軟土硬化工作。一方面不僅提高了水泥攪拌樁的強度，同時也保證了巖土工程深基坑支護施工的安全。

2.排樁支護

巖土工程深基坑中包含的排樁支護主要是指旋挖樁、沖孔樁、鉆孔灌注樁以及人孔挖孔樁等，除此之外要特別注意的是，在進行排樁支護的同時，一定要遵循事先規(guī)定好的駐列方式對整體工程進行支護，針對開挖深度較大的基坑，還可以結(jié)合其它的支護設(shè)置比如連續(xù)連樁支護和組合式排樁支護等，多種支護結(jié)構(gòu)結(jié)合起來共同支撐，以減小深基坑支護施工的變形。

3.地下連續(xù)墻支護

通常來說巖土工程深基坑開挖深度是有一定的限制的，比較常見的就是開挖深度在10米及其以下的，這個深度對于現(xiàn)代巖土工程技術(shù)來說是剛好適合的。但對于特殊情況，建筑施工人員也要有一個靈活應(yīng)變的策略和方案，就比如說當(dāng)開挖深度在10米以上的時候，就不能采用原來的支護手段了。這時候可以建立一個地下連續(xù)墻，由于基坑開挖深度過高，那么對地下管線的沉降就有了較高的要求，而地下連續(xù)墻因為其自身具備良好的剛度，并且整體性能較強，因此能很好地滿足這一需求，同時也減少了巖土工程施工給環(huán)境帶來的影響。

（三）土釘墻支護

土釘墻支護也是巖土工程中比較專業(yè)的建筑性名詞，它實質(zhì)上指的是，天然土體憑借土擋墻與噴射面板結(jié)合起來，用來對抗來自墻后的土壓力，以此保證開挖面的相對穩(wěn)定，主要運用于深度不大的基坑開挖。除此之外土釘墻作為巖土工程深基坑支護的基本結(jié)構(gòu)形式，在抗拉承載力上有著固定的計算方法。簡而言之，土釘墻支護在維護深基坑挖方邊坡的穩(wěn)定性上起著積極的作用。

三、巖土工程深基坑支護施工技術(shù)策略

（一）轉(zhuǎn)變巖土工程深基坑支護工程設(shè)計理念

我國當(dāng)前的巖土工程深基坑支護施工技術(shù)中，支護類型和支護結(jié)構(gòu)的設(shè)計理論基礎(chǔ)依然是根據(jù)庫倫、朗肯的理論研究，整體的結(jié)構(gòu)設(shè)計沒有完全設(shè)置統(tǒng)一的、綜合性的設(shè)計規(guī)范或者標(biāo)準(zhǔn)，有國標(biāo)也有地標(biāo)還有行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，這就使得深基坑支護設(shè)計的過程可能會出現(xiàn)一些無法預(yù)料的問題，甚至可能有的還得不到解決。更值得引起注意的是，利用庫倫和朗肯的公式計算出來的土壓力值只是一個靜態(tài)值，是一個理論上的值。因此如果在實際生活中，完全運用這種設(shè)計理念，就會導(dǎo)致實際結(jié)果與理論值之間存在著很大的偏差。不僅是因為在實際的施工過程中，會受到不同地勢和地質(zhì)條件的影響，同時傳統(tǒng)的深基坑支護施工設(shè)計理念已經(jīng)跟不上社會發(fā)展的腳步和技術(shù)的創(chuàng)新速度，無法滿足人們對建筑工程的高要求和高標(biāo)準(zhǔn)。所以，更新和完善巖土工程深基坑支護的設(shè)計理念，在當(dāng)前的社會環(huán)境下，顯得尤為重要。我們可以先從轉(zhuǎn)變深基坑設(shè)計的計算方法上入手，通過對巖土的取樣考察和實地觀測，從而有效解決計算當(dāng)中存在的缺陷，繼而實現(xiàn)整體巖土工程的動態(tài)設(shè)計和信息法施工。

（二）增加巖土工程深基坑支護施工變形觀測力度

就巖土工程深基坑支護施工而言，對其變形觀測包括很多方面，而尤為重要的是周邊建筑變形觀測、周邊地下管線變形觀測以及基坑邊坡變形觀測。通過觀測人員的深入具體觀測，可以了解到相應(yīng)的數(shù)據(jù)并作出詳細(xì)的偏差分析，以及時了解巖土工程支護設(shè)計中土方開挖、基坑支護設(shè)計的應(yīng)用情況，而且還能及時糾正設(shè)計偏差，不僅有利于對施工部門的有力掌控，而且還能進一步提高施工的安全性。為了保障現(xiàn)場變形數(shù)據(jù)的及時性、可靠性以及準(zhǔn)確性，觀測人員在巖土工程施工觀測中，一定要按照規(guī)范和設(shè)計要求，嚴(yán)格遵循觀測方法，盡最大努力實現(xiàn)測量精確度的最大化，以保障測量質(zhì)量。一旦發(fā)現(xiàn)問題，要及時上報給有關(guān)部門，以盡快找出問題和解決方案，從而保證整個巖土工程的進程順利進行，減少危險系數(shù)，提高巖土工程深基坑支護的安全性能。

（三）提高巖土工程深基坑支護施工質(zhì)量

如果要提高巖土工程深基坑支護施工質(zhì)量，則相關(guān)施工技術(shù)人員必須對巖土工程深基坑支護施工的具體過程進行嚴(yán)格地管理，理論結(jié)合實際才是檢驗真理的最好標(biāo)準(zhǔn)。為了保證整體巖土工程的質(zhì)量和進度，在施工之前做好前期的準(zhǔn)備工作非常有必要。比如，提前了解現(xiàn)場周邊及地層情況，走訪附近居民，根據(jù)掌握的數(shù)據(jù)提出適合本工程的支護方案，設(shè)計圖紙以及充分了解施工場所的地質(zhì)條件等相關(guān)工作資料。因為巖土工程深基坑支護是一個復(fù)雜龐大的項目體系，需要前期和后期工作的完美銜接和配合，所以在工程開始之前，要將前期的準(zhǔn)備工作順利地交底，這樣后期在真正開始施工的時候，技術(shù)人員才能做到胸有成竹，銜接有度。盡最大努力提高巖土工程深基坑支護施工質(zhì)量和安全性是所有巖土工作人員努力的最終目標(biāo)，在實際的工程實施過程中，不僅要嚴(yán)格遵循深基坑開挖的具體原則，還要盡可能縮短深基坑開挖無支撐所暴露的時間范圍，把施工期間可能遇到的不符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的工程問題盡可能的避免掉，從而提高巖土工程深基坑支護的施工質(zhì)量。

四、結(jié)語

巖土工程的深基坑支護工作是一項體系復(fù)雜的、內(nèi)容龐大的建筑工程項目，因此不僅需要較高的施工技術(shù)，同時還要耗費大量的人力和物力。為了保障巖土工程的深基坑支護施工工作順利、安全地進行，加強對巖土工程深基坑支護施工技術(shù)和策略的研究非常有必要，在了解當(dāng)前巖土工程施工過程中較容易出現(xiàn)的問題的基礎(chǔ)上，充分掌握住巖土工程深基坑支護施工技術(shù)的相關(guān)理論知識，從而進一步研究出提高巖土工程深基坑支護施工質(zhì)量和水平的策略和措施，保證建筑工程的整體施工效益和質(zhì)量。

參考文獻

[1] 劉祝明.巖土工程深基坑技術(shù)支護的施工技術(shù)[J].江西建材，2015（07）.

[2] 張建磊.巖土工程深基坑支護施工技術(shù)措施分析[J].低碳世界，2016（08）.

[3] 廖輝.巖土工程深基坑支護施工技術(shù)探討[J].資源信息與工程，2017（01）.

[4] 嚴(yán)元.論巖土工程深基坑支護施工技術(shù)措施[J].城市建筑，2013（02）.