工程建設中基坑支護技術及質量控制研究

孫 鶴

（安徽省地礦局321地質隊銅陵工程勘察院，安徽 銅陵 244000）

隨著我國工業化和城鎮化的不斷深入發展，土地資源的稀缺性和競爭性越來越強，高層建筑能夠很好地滿足人們的住房需要，尤其是在大城市中，高層建筑十分常見，這就對施工技術提出了更高的要求，尤其是基坑技術的質量控制，因為基護技術水平的高低將會對工程建筑的質量產生的影響，一旦在施工過程中有所偏頗會帶來嚴重的后果，所以，提高建設工程的基坑支護結構的質量對于整個施工過程有著重大的意義[1]。

1 工程建設中影響基坑支護技術的主要因素

1.1 缺乏完善的規章制度

建筑工程的施工需要不斷地完善建筑工程的管理制度，完善的工程管理制度是保障施工順利完成的前提，反之則會出現各種工程質量的問題，施工人員對施工管理制度的不重視是管理制度不完善的原因之一，如果施工過程中頻繁出現違反施工制度的操作，或者擅自更改施工方案，將會對整個工程的質量及安全帶來嚴重的后果，此外，在基坑支護的施工中資金投入力度不足，這一問題存在于許多的建筑工程中[2]。

1.2 支護結構設計不符合實際受力情況

支護結構設計的計算方式基于極限平衡理論，這是一種靜態的設計，在實際過程中支護結構的受力并不這么簡單，實際受力情況十分的多變、復雜，該理論不能與建筑工程的實際受力情況完全一致。經大量的實踐證明，按照極限平衡理論設計后，支護的安全系數從理論上看是安全合理的，但在施工建設中多次遭到破壞，反而很多計算地不那么準確地結構，安全系數雖然得不到保障，但是在具體的應用過程中能夠獲得較好的效果。工程建設過程中的受力狀況實際上是一個動態變化的過程，在投入施工后，隨著時間的變化，土體的強度會有所下降，甚至可能有變形的情況產生。

1.3 基坑土體取樣不完全

在進行基坑結構設計之前需要對地基土體樣本進行分析，一方面是明確土地物理力學指標，另一方面可以保證指標的科學性和準確性。為設計科學合理的基坑支護提供有力的原始信息，按照國家要求在基坑比較深的區域中應進行鉆探取樣，但為了減少不必要的工作量，鉆孔不能太多。因此，一般來說，勘探人員會隨機在最深處選擇幾個空，由于工程建設過程中地質結構的復雜性和易變性，隨機的鉆孔取樣無法對基坑地層進行全面勘察，收集到的數據偶然性較大，無法真實反映土層的情況，這不僅會給施工工作帶來不便，而且還會潛藏一定的安全隱患。

1.4 未合理應用信息化技術手段

施工過程中未采用科學、合理的方法收集施工信息、資料是基坑設計易遭到破壞的原因之一，因此對工程建設中所涉及的信息、資料進行整理，經過數據分析處理之后可以獲得相關的有效信息，這對基坑建設具有重要的意義，在我國的大多數的工程建設，信息技術的應用未達到理想的程度，主要的原因有：相關技術人員的專業能力有限，不擅長信息技術的應用；信息的反饋時間較長，使得出現的問題無法及時反饋[3]。

2 工程建設中基坑支護質量控制要點

2.1 深層攪拌樁支護技術

深層攪拌樁支護技術的應用能夠提高基坑結構的安全性和穩定性，這是一種重力支護結構，其應用效果比較顯著，加入固化劑后可以實現充分攪合，這不僅使基坑的總承載能力大幅度提升，而且還能提高基坑的穩定性能。需要注意的是，在施工過程中使用深層攪拌樁技術需要保證固化劑應用的合理性，要使軟土和固化劑之間充分反應，這樣既可以減少不必要的財政支出，又能達到擋土防滲的最佳效果。由于這項技術的墻體厚度較突出，對周圍環境的要求較高，并不是所有工程結構都適合使用。采取“一次噴漿、二次攪拌”的模式，可以在軟土或者是淤泥質土中表現最佳效果，呈現出更好的承載力[4]。

2.2 土層錨桿支護

土層錨桿支護技術能夠提高建筑物的穩定性，維護支護主體的強度。是一項具備高技術標準的施工技術。施工人員需要在施工過程中認真關注必要的施工點才能確保土層錨桿支護的質量。例如：在進行施工前，需要對土體進行全方位測量以明確鉆孔的位置和深度。前期準備工作可以有效地降低施工操作的誤差，進而降低對后續建設工作的影響，如在施工過程中遇到障礙，應立即停止，在排除障礙物之后繼續工作。鉆孔注漿的方式能起到保護支護主體的作用，這就要求施工人員在灌漿時要嚴格地按照標準配置漿體。采用土層錨桿支護技術進行施工時施工的工序是核心，從而才能確保主體的各項性能。

2.3 建筑工程施工條件的勘察

工程建設的施工現場不同，則周邊的環境及地質條件也不相同，因此施工的準備工作既包括對現場實際環境和地質條件的勘察，也包括急需支護項目的勘察，因此對周邊環境的全方位勘察是十分必要的。可以根據統一地區的不同建筑工程中的地質條件、地下水位、地形地貌、周圍的環境等條件進行全方面的考慮。從實際情況出發，制定相應的施工措施，能更好地為后續做好鋪墊，另外，施工前的抗震性檢測必不可少，需要對抗震性進行充分的考慮。

2.4 建立監測關鍵點

深基坑安全順利的按計劃進行，有必要施工離不開對地下水位、支護結構及周圍環境的保護和監測。這就涉及到深基坑的監測關鍵點的監測，其中包括周圍環境監測，例如臨近建筑物和地下管線的沉降和傾斜等；基坑及支護結構監測，例如支護樁及基坑邊坡頂部水平及豎向位移、維護樁及支撐內力等；施工作業環境監測，主要包括安全防護以及隔離措施等。另外，地下水很容易影響到深基坑支護，地下水的滲漏會使基護發生不同程度的沉降現象。可以依據工程建設中施工的實際情況，合理地采用人工降雨的方法幫助施工的進行，既很好地降低了地下水對基坑設計的影響，又對土壤環境的改善起到了有效地作用，使建筑工程如期順利地進行。

3 提高基坑質量的有效措施

3.1 創新支護結構的計算方法

經過近十多年黨的發展我國的基坑技術已積累了豐富的實踐經驗，為施工過程收集了一些重要的技術數據，為創新基坑結構的理論和方法打下了堅實的基礎。但是目前為止國內外在基坑支護結構的方面沒有一套精準的計算方法，都處于探索基坑支護結構的階段，我國也缺乏統一的基坑支護結構設計標準。各種新型的基坑支護設計在一定程度上能夠提高基坑結構的質量，例如鋼筋混凝土的多孔板、雙排樁技術、組合共帷幕、土釘旋噴土錨等，但是如何建立有效的基坑設計的計算模型，如何計算簡圖的方式和技巧，如何科學地選擇基坑支護結構的設計方案是設計人員需要考慮的重要問題，傳統的基坑支護設計的計算結構與實際受力懸殊較大，既沒有安全性也沒有經濟性。因此基坑支護結構的設計應該創新傳統的“結構荷載法”，而應徹底轉變傳統的設計觀念，建立以施工監測為主導的信息反饋動態設計體系，這對設計人員的工作提出了較大的挑戰。

3.2 采用變形控制的工程設計方法

極限平衡原理是設計人員常用的一種簡便實用的設計方法，其計算結果對基坑支護結構的計算具重要的參考價值。但是，極限平衡理論在較深的基坑支護結構中就有著一定的局限性，這只能保障基坑支護的結構強度要求，對于剛性的要求，這一理論無法保障。在現實施工過程中，大多數的工程事故的發生就是因為支護結構產生過大的變形，支護結構的變形程度直接決定了施工的質量。因此，在進行工程建設時不僅要考慮到基坑支護的強度，還要考慮支護結構的剛度，這能合理科學地評價一個支護結構的設計方案，鑒于上述實際，在建立新的變形控制設計法時，應重點研究支護結構變形控制的標準、空間效應轉化為平面應變和地面超載的確定及其對支護結構的影響等問題，使其變形的程度保持在一定范圍中。

3.3 基坑支護施工采用信息化的管理

專業的技術人員的檢測下，基坑支護中依靠的技術手段來進行質量管理，主要是信息化的管理，實時全面的檢測基坑的深度、土層的以及地下水的變化等情況，結合設計方案的預期結構、相關的技術標準對實時監測各類數據的變化情況、頻率和趨勢，并進行仔細的分析，及時并正確的做出風險預警報告，另外，基坑支護結構施工完成后，對可能出現的超過預警值的位移或者是環境風險，在后期要進行預測分析，為確保工程質量，需及時的采取科學合理的措施進行解決。

3.4 大力開展支護結構的試驗研究

大量的實踐研究能很好地指導理論的形成，我國目前為止未在基坑支護結構上進行系統的研究，因此也就對基坑支護結構的理論必須建立在大量試驗研究的基礎上。即使在某些支護結構上取得了成功也無法明說成功的原因，而在某些支護工程上獲得了失敗，無法找出失敗的由頭。因此在基坑結構設計中及時積累技術資料十分必要，科學的測試數據的缺少也就導致無法進行科學分析，無法上升到理論的高度，支護結構的試驗研究包括工程現場試驗和實驗室模擬試驗，這些實驗的進行將耗費部分資金，但整個基坑支護結構的工程建設斥資巨大，從長期來看，經過科學實驗后的基坑結構設計具有一定得經濟性。因此，大量的測試數據是非常必要的，可對同類工程的成功打好基礎，為新的理論和方法提供可靠的原始資料。

4 結論

社會技術的不斷變革要求技術人員對支護技術有所創興，整個施工建設中基坑結構的質量控制至關重要，所以必須強化基坑支護計算管理水平，這就使得技術人員需要提升自身的專業知識水平，并且做好基坑設計的準備工作，基坑開挖效率的提升能更好地服務和指導工程建設，提高工程建設的質量，為我國建筑業的蓬勃發展打下堅實的基礎。