建筑工程施工中的深基坑支護施工技術管理

劉學安

（四川省第四建筑有限公司 四川德陽 618000）

0 前言

近年來深基坑施工技術大量應用于我國建筑工程，但由于深基坑施工技術存在受氣候和地質環境條件影響顯著、受周圍環境因素影響較大、隨機性與施工風險性等特點，深基坑施工技術管理直接影響其應用效果，由此可見本文研究具備的較高現實意義。

1 建筑工程施工中深基坑支護技術特點及管理要點

1.1 特點分析

深基坑支護技術主要具備三方面特點：①受氣候和地質環境條件影響顯著，千變萬化、性質復雜的地下巖土很容易影響施工安全，因此具體施工必須做到實事求是、隨機應變；②受周圍環境因素影響較大。現代建筑工程多處于城市交通密集區，深基坑支護技術應用受到的地表高層建筑物、地下公共交通設施、地下管道等周圍環境影響必須得到重視，施工的質量和安全會受到直接影響；③隨機性與施工風險性。受相對較長的施工周期影響，深基坑支護技術的應用很容易受到隨機性影響，這會導致安全事故、質量事故無法有效發現和預防。在某些特殊環境下，復雜的施工流程往往會對工程的順利進展造成制約，而采用簡單明了的技術，不僅能夠迅速完陳作業，還會使工程質量得到保證。基于此，對深基坑支護技術進行深化了解，有助于提升管理質量[1]。

1.2 管理要點

建筑工程施工中的深基坑支護技術，其施工要點主要為技術選擇、開挖作業、防水支護設置、制定突發事件處理預案等。其中，技術選擇主要是指根據工程的實際情況，從混合式擋土支護結構、重力式擋土支護結構、懸臂式擋土支護結構等作業方式中，選擇最合適的方法。以此充分結合不同技術的優勢和特點，方可更好滿足建筑工程施工需要；開挖施工可實現基坑支護高度的降低，淺層的障礙物清除也可同時實現。在開挖過程中，為控制施工進度和效率，施工單位需要實時監測維護結構，基坑開挖深度和開掘速度需基于基坑圍護結構情況進行控制，保證結構的安全穩定；支護防水主要對象為地下水、地下雨水，一般采用基層排水井、基層滲水井等排水基層保護措施，如存在波動變化較大的基層水位，地基下降層污水處理準備工作必須得到重視，土質條件的相應改善也不容忽視。如存在較為惡劣的環境，可采用玻璃止水墻或帷幕墻進行施工，同時還需要關注積水保護，必要時可采用建筑排水管管道堵塞法、管道疏導排水法避免建筑基坑受到建筑地下水侵襲；突發事件處理主要負責應對較高的施工復雜性，施工單位需具備較高安全防范意識，做好應急處理防范工作，以此應對各類突發事件，惡劣天氣、地下障礙物帶來的影響均需要得到重視，配合規范化的安全管理，深基坑支護技術即可更好服務于建筑工程施工[2]。

2 實例分析

2.1 工程概況

本文選擇了一個用于開發和研究的高層建筑項目。概述如下：該項目為普通剪力墻框架結構，建筑物一樓的實際高度達到4.15m，深基坑的建筑面積超過15000m2，建筑物總長度超過215m，總寬度的準確值為72.09m。此外，建筑物的地下室是樁基礎結構，由樁筏基礎作為單個結構支撐。在大面積內，實際開挖深度超過120.18m，坑內的實際開挖深度為12.319m。基坑的整體保護是在樁與鉆孔樁之間采用高壓旋轉射流樁防水簾的組合。在普通開挖區域中垂直安裝了一根鋼筋混凝土支撐，在井坑區域中垂直安裝了一根鋼筋混凝土。為了支撐兩側的土壤，經過仔細計算，基坑的等級為一級。鉆孔灌注樁的基坑支護樁的橫截面直徑達到100cm，總數達到280個（其中276個是必需的，其余四個保留）。工程場地原為居民生活區，場地北側地下室、東側地下室、南側地下室、場地西側地下室設計范圍分別擁有5.6m、3m、8.4m、6.5m的冗余。場地土層主要包括層厚5.65m的中風化泥巖、層厚5.53m的強風化泥巖、層厚5.36m的卵石、層厚7.34m的黃褐色粉質黏土、層厚2.76m的灰褐色粉質黏土、層厚4.40m的雜填土。場地內上層滯水穩定在0.69～2.16m，絕對標高為20.19～23.57m，卵石層主要分布承壓水，承壓埋深、絕對標高分別為3.39m與18.93m，隨季節變化的承壓水位幅度為2.98～3.98m。工程擁有Ⅰ類的地質、水文地質條件，基坑工程重要性等級為一級。

2.2 基坑支護結構方案優選

基于工程擁有的三層地下室結構、11.80m的承臺深度、16.50m的單體結構電梯井深度，為應對較大的基坑開挖深度、較為復雜的附近環境條件，工程采用“一層內支撐+鉆孔灌注樁”作為主體方案。在支護樁體系選型中，支護方案選擇“內支撐+排樁+上部放坡”的設計，沿基坑周邊布置鉆孔灌注樁，設置C30強度等級的鋼筋混凝土冠梁于支護樁頂，內支撐構件采用由冠梁、局部角撐梁、對頂撐梁組成的平面支撐桁架，內支撐立柱下部、上部分別采用φ800混凝土灌注樁、鋼格構，鋼筋混凝土底板與立柱樁連接處設置鋼板止水帶[3]。

2.3 施工風險管理

為保證工程施工的順利推進，施工單位在深基坑支護施工技術管理中投入了大量精力，施工風險管理便屬于其中代表，采用直接經驗、魚刺圖分析等方法，對基坑危險源進行確認，由此可確定頂端事件為坍塌事故，中間事件包括坍塌發生、深基坑坍塌、施工錯誤、施工不合格、材料不合格、監測不力、受力改變等，而底端事件則包括基坑開挖方案缺陷、臨界防護邊坡缺陷、未按工藝施工、坑外荷載影響、支護系統錯誤、質量缺陷、疏忽大意、指揮錯誤、違規作業、人員安全距離不夠等。進一步采用圖1所示的故障樹分析法，以此明確系統概率及底事件重要度、建設深基坑工程故障樹系統、確定深基坑故障樹底事件概率、基于貝葉斯網絡進行改進分析、開展故障樹系統底事件與頂事件概率關聯度分析，最終可確定關聯度最大的底事件為指揮錯誤、疏忽大意、人員安全距離不夠、人員違規作業，其次則包括支護材料不合格、基坑開挖方案缺陷、施工質量未達要求、模板支護系統錯誤、模板拆搭方案錯誤，因此工程針對性選用了深基坑支護施工風險應對策略，包括提高施工人員安全意識、多方復核論證技術方案、加強施工期間的觀測與監測，深基坑支護施工最終得以安全完成。

2.4 施工細節把握

圖1 故障樹分析法應用流程

在施工項目的施工中使用深基坑支護施工技術時，必須注意施工細節，例如鉆孔樁施工，高壓旋噴樁施工和網噴施工。在市政工程的深基坑施工過程中，必須運用各種科學技術和管理措施不斷完善整個工程，從而提高整個深基坑施工的技術管理水平，確保深基坑施工的開展。從過去在深基坑施工中發生的安全事故總結，我們可以發現，大多數事故是由于管理人員管理不善或技術操作不規范所致。提出了切實可行的深基坑施工管理計劃，在保證工程施工人員安全的前提下，加快了整個工程的施工速度，提高了施工效率。此外，我們還可以逐步將各種信息技術引入市政工程深基坑的施工管理中。通過使用施工現場管理系統來連續管理整個施工進度，嚴格規范施工技術人員的有效操作措施，并認真采取了一系列預防措施。其中灌注樁鋼筋籠子與鋼格構部分的焊接牢固性需得到保障，且施工過程需一并下入，采用4φ22鋼筋加固支撐樁鋼筋與格構柱，圖2為鋼筋籠與格構柱連接示意圖。

圖2 鋼筋籠與格構柱連接

基于圖2，支撐柱采用2φ16鋼筋作吊筋進行往孔中下鋼筋籠子與格構柱施工，以此保證二者順利到達設計要求標高處。具體的立柱施工需保證灌注樁鋼筋籠和鋼立柱焊接成一個整體，鋼筋籠軸線與鋼立柱各邊需做到嚴格垂直，在鋼筋籠正中間設置鋼立柱，垂直度偏差、中心偏差需分別控制在1/300、20mm內，灌注樁的樁位偏差、垂直偏差需分別控制在1/200、20mm內。為控制施工成本，施工單位在鉆孔灌注樁施工中也采取了一系列針對性手段，包括提高工效、減少浪費、加強質量管理，施工設備的故障率降低、工程機械工作效率的提升、機械設備與人力資源的最優配合、施工材料的合理配置與安排、設計與施工的統一均順利實現，旋挖成孔灌注樁施工工藝流程如圖3所示，由此可直觀了解深基坑支護施工技術的管理路徑，保證深基坑支護施工技術更好服務于工程建設。

圖3 旋挖成孔灌注樁施工工藝流程

3 結論

綜上所述，建筑工程施工中的深基坑支護施工技術管理需關注多方面因素影響。在此基礎上，本文涉及的基坑支護結構方案優選、施工風險管理、施工細節把握等內容，則提供了可行性較高的深基坑支護施工技術管理路徑。為更好應用深基坑支護施工技術，BIM技術的引入和應用、工程結構大數據庫的建設同樣需要得到重視，二者可較好服務于深基坑支護施工技術的升級應用。