建筑工程深基坑開挖與支護施工技術探析

張焱君

（九江市潯陽區建筑工程質量監督站）

引言

由于基坑支護施工內容多種多樣，且處于一直變化的狀態下，所以基坑支護的設計與施工需要在一定的施工時間和相應的施工條件下完成對于預定內容的管理和控制，不僅要保障基坑內部的施工安全，還需要保障基坑周圍土體的豎向位移與水平位移要求，從而在方案上進行優化。

1 基坑支護技術分析

1.1 土釘支護

土釘支護技術中最重要的結構是禿頂，即釘如地基土的桿件，具備著承受支護結構荷載的重要作用。一般情況下在選擇土釘墻支護結構時需要對土釘進行合理選擇，綜合考慮施工場地情況、區域位置、地基質量、地下水分布情況，情況等。一般來說，土釘的類型也分為三種，即直接打入、鉆孔注漿與打入注漿。直接打入的技術下直接將桿件插入，并不進行后續的注漿工作。在受力桿件的選擇方面一般會選擇鋼管、鋼筋等。由于該施工方案需要采用機械配合人力來進行，并不需要進行鉆孔，在一定程度上節約了施工時間，也減少了對于地基土穩定性的影響。但如果土質較硬時，桿件與土體接觸容易受到腐蝕，其使用周期普遍較短。相比而言，鉆孔注漿型土釘在泛用性上更加明顯[1]。而打入注漿土釘支護的施工過程中，注漿型土釘具有非常良好的承載力，具體情況應結合施工實際要求來選擇。

隨著基坑開挖的過程中，土釘墻會產生水平位移與地面沉降，基坑開挖之后的土釘墻在水平位移上來分析，上部水平位移的程度更大，下部水平位移較小。隨著基坑深度的變化，從上之下逐漸變小，但如果上部土釘作用較強，水平位移的數值也會發生改變。

在施工開始前需要根據基坑周圍的條件來確定工程地質資料與使用要求，在明確土釘墻支護適用性之后，再確定具體的結構尺寸。如果土層為淤泥土，那么需要計算可能產生的超挖情況，在條件允許的范圍之內，應該盡可能采用較為緩和的坡度來提升安全性能，避免拐點出現，造成土方開挖難度較大。當土釘的分布密度在允許范圍之內時，土釘分布密度越大，基坑的安全性能越高，但如果超過范圍閾值，土釘的抗拔力必然受到影響。實際的施工環節中可以在不減少土釘分布密度的前提下增加土釘豎向間距。在注漿方面，按照構造要求，可以將強度控制在20MPa，且多采用一次注漿。

1.2 預應力錨桿柔性支護

預應力錨桿柔性支護由于對錨桿施加了預應力，巖土中潛在滑動面上的正應力增加，滑動面的下滑力減少，因此，預應力錨桿柔性支護可以作為一種主動支護形式，不僅施工工期較短，施工占地面積小，具有良好的安全性。與其它支護類型類似，預應力錨桿支護技術有著其自身的優勢與劣勢，在實際工程中，應該重點掌握柔性支護技術的潛在缺陷。

在施工環節中，當土體缺乏較好的完整性，則為了保障開挖面的穩定，需要減少路塹開挖層的高度，導致施工成本與施工難度同時提升。此外預應力錨桿柔性支護中，錨桿施工會額外占據部分低下空間，必要時應該由工程技術人員重新調整錨桿的位置與角度，從而避免地下空間被進一步占用[2]，例如圖1所示。

圖1

預應力錨桿柔性施工當中主要通過錨桿來承受荷載，而在錨桿選擇的過程中應該綜合考慮各個方面的因素，包括土質、施工場地條件、工程成本等，不僅要讓錨桿滿足設計承載力的要求，而且需要按照相應分類原則來控制錨桿類型。一般來說，現階段工程中常用的錨桿以拉力型錨桿、壓力型錨桿和壓力分散性錨桿為主，對于某些基坑坑壁土層強度較低的情況來說，還需要合理選擇支護類型。

2 工程案例分析

某地區的購物廣場位于市區繁華地段，占地面積約為40000m2，以地下綜合商場為主?；拥钠矫娲蠹s為長方形，地勢呈現南高北低的特征，基坑支護工程采用預應力錨桿柔性支護法，主要包括預應力錨桿、承載結構、鋼筋網噴射混凝土層構成。其形成條件通過一定密度的預應力錨桿來對基坑邊坡的土體形成約束與擠壓作用，所以也提升了滑動面巖土體的抗剪能力，并減少了基坑變形，所采用的錨桿柔性支護也結合了土釘支護與樁錨支護的優勢，工期較短，支護深度較大。

2.1 地質條件

通過地質勘探資料的分析，場內的地層主要由風化巖與第四系松散堆積物組成，絕大多數為人工填土，局部分布有粉質黏土或碎石等。

2.2 支護技術分析

常用的基坑支護技術包括重力式擋土墻支護技術、土釘支護技術與預應力錨桿支護技術等，通過對現場地質條件與環境條件的分析，最終在優選后確定采用預應力錨桿柔性支護方案，適用于粉質黏土或難以產生蠕變的低塑性硬黏土。由于該廣場從地質構造角度來分析可以劃分為兩個區域，占據場區大部分面積的北部區域為第四系松散堆積物，下層為風化巖，南部區域下層則為輝綠巖。因此，按照地質構造與巖性分析可以確定最佳的支護方式[3]。

此外，通過有限元分析軟件還可以針對基坑支護方案進行受力分析，建立有限元的計算模型，對支護結構的內力與基坑邊形分布規律進行計算分析，例如分析道路交通中可能產生的側向荷載壓力。在具體方案的實施過程中，針對基坑開挖、坡面修正、錨桿成孔與注漿工作進行了技術研究，旨在提升工程施工速度，并保持坡面的密實程度。在后續的錨桿制作原裝和結構安裝過程中同樣注意到了對錨桿孔洞的保護，預留了部分鋼筋，避免孔洞坍塌。

3 結語

建筑工程深基坑開挖與支護技術的研究和分析可以有效促進工程質量的提升，對支護方案進行優選設計，結合實際案例的分析進行了具體研究。由于基坑支護屬于巖土工程問題，其本身的區域性特征、綜合性特征和較大的工程風險也讓支護結構所處的環境具有不確定性。在未來的工程當中，還應該針對土體力學性質、施工環境等進行深入研究，更好地提升工程質量與安全性，保障建筑工程的有效開展。