巖土工程施工中深基坑支護問題研究

楊作青 甘肅西部巖土工程有限責任公司工程師，副總經理

我國深基坑支護技術存在諸多問題，在施工階段出現了諸多弊端。在最初開挖階段，基本上都是采用人工方式，整體施工效率低下，加大了安全事故的發生概率。在基坑深度逐步加大的形勢下，該情況尤為顯著。所以，具體施工時決策者需要掌握該區域先前的成功實踐經驗，并汲取失敗教訓，結合特定工程標準與條件實施全方位分析、考慮，在此基礎上制定經濟、合理、可靠、安全和合理的支護體系。

1 深基坑支護技術

深基坑支護形式類型繁多，通常運用鋼筋混凝土作為板樁，也可以選擇運用鋼板通過緊密的方法來予以排列，對于樁中出現的裂縫部位實施灌漿，以此來實現支撐作用。針對地下水位升高，土壤黏性的情況，通常運用鉆孔灌注樁混合水泥攪拌樁防滲墻來進行支護，以提高工程整體質量。支柱支護技術通常運用在邊坡土壤情況相對較好、水位較低區域，而且可以選用打孔樁或者挖孔方式來支撐土拱。

鋼板樁實則就是合金鋼板樁支撐，合金鋼板是通過簡便聯合構建而成的鋼板樁墻體，其在鋼板樁實際運用過程中，與其他支護方式相對，操作尤為簡便，并逐步得到大范圍的運用，取得了良好的運用成效。值得注意的是，合金鋼板樁在實際運用階段，地基基礎會發生凹陷變形的情況，而且施工作業期間會出現很大的噪聲，不宜在人口密集區域運用[1]。但是，深層快速攪拌支護技術在實際運用時，將軟土、水泥與生石灰攪拌混勻，可以顯著提高基坑工程的穩固性。

2 巖土工程施工中深基坑支護問題

結合先前有關調查可知，巖土工程深基坑支護作業存在的問題主要有以下三點。首先，前期勘查工作不科學。在進行深基坑支護方案設計之前，需要深入施工現場進行巖層結構與水文環境的勘察工作，并進行土體取樣，為設計支護方案提供依據。事實上，一些企業在施工之前并未進行實地勘察，土體取樣也不具備代表性，導致支護方案設計質量和后期作業施工水平大打折扣。其次，力學參數的精準性不足。在巖土深基坑施工階段，假使計算出來的力學參數不夠精準，易于引發后期支護結構承載力喪失[2]。最后，施工技術水平不足。部分施工技術人員并未熟練應用深基坑支護技術，直接影響了支護施工水平與質量。

因此，支護結構變形問題表現為兩個方面：水平變形和豎向變形。當基坑開挖較淺時，支擋結構的變形主要為向基坑方向的水平變位，地表隨之變形，隨著開挖深度的增加、土體自重應力的釋放增加，地表變形的范圍增大，變位增大；支護結構墻體有所上升或下沉，使插入坑底深度發生變化。支擋結構水平變位的大小主要取決于基坑寬度、開挖深度、地層性質、支擋結構剛度和入土深度。基坑的暴露時間、設置錨桿的及時性和位置、錨桿施加預應力，對減少支擋結構的變位起重要作用。

3 確保巖土工程施工中深基坑支護安全的措施

3.1 做好施工前期勘察工作

在具體實施深基坑支護作業施工之前，要將各項準備工作落到實處，預防后續施工出現安全隱患。首先，針對施工周邊環境實施全方位的勘察，并熟悉基層設施、管道與管線所預留的部位等且記錄在案，為之后的深基坑支護作業順利實施奠定基礎。此外，提取土樣時，需要選擇具有代表性的土壤進行樣品質檢，依照質檢成果來設計支護方案。其次，加強水文地質勘查，從而深入了解深基坑所屬區域的水位變化、補給情況，從而使深基坑支護施工安全規范化。最后，做好施工區域的巖土勘察工作，并設置勘察點，落實各項檢測工作，從而使巖土工程深基坑施工得以井然有序實施。

另外，在支護樁施工階段，結合施工環境和巖土工程結構情況，計算相應的力學參數，從而設計出來相應的樁型，隨即將樁截面和長度計算出來，預防影響支護樁的正常使用，保障支護樁的承載力達標[3]。值得注意的是，需要嚴格依照巖土工程施工規范標準與支柱樁功能來實施，并嚴格依照經濟實用性原則來科學規劃多邊形、矩形與圓形樁。

3.2 樹立全新的深基坑支護設計理念

在深基坑支護技術高速發展的形勢下，深基坑支護施工數據的搜集水平得到顯著提升，并逐漸找到了支護結構的受力規律，為進一步優化深基坑支護結構設計理念奠定了堅實的基礎。所以，解決深基坑支護結構設計問題時，設計人員務必要樹立全新、先進的設計理念，施工單位需要構建健全的信息化反饋機制，運用先進的設計方式來保障深基坑支護結構的設計水平，為后續施工打下堅實的基礎。

3.3 科學處理邊坡變形問題

委派專人檢測邊坡情況，一旦發現偏差，需及時糾正。施工單位要實時管控施工現場的具體情況，預防發生欠挖或超挖現象。施工現場管理務必要做到面面俱到，一旦出現問題，及時予以解決。例如，對于邊坡變形問題，要及時矯正變形部位，一般糾正變形部位要通過人工方式來實施，校正后立即檢測邊坡質量，達標后再進行后續施工。

3.4 提升施工人員綜合素質

施工單位要強化施工現場人員的培訓，以提升現場作業人員的綜合水平。施工人員要重視混凝土澆筑質量，混凝土澆筑時間不同，會影響工程施工質量。澆筑混凝土時，如果氣溫過高，會使得內部結構在短期內不能凝固，表面會由于濕水不夠而出現變形，所以在條件允許的情況下，要選擇在低溫或者陰天進行澆筑，預防因為不合規操作而使得質量大打折扣[4]。此外，設計人員需要不斷積累施工實踐經驗，以保障設計出來的支護結構更具實用性。

3.5 維護支護樁身結構的完整性

為了進一步確保巖土工程深基坑支護的安全可靠性，來維持巖土工程支護樁身結構的完整性，要注重樁身混凝土結構的密實性，科學灌注樁。在具體施工中，優先選擇質量、綜合性能好的混凝土原材料，以便管控后期施工，最終保障樁身混凝土結構的荷載、彈性與強度。樁身混凝土加固技術方式主要有間接、直接加固法，后者涵蓋黏貼纖維增強塑料、粘結鋼板與混凝土截面等。擴大混凝土截面施工方式的適應能力強、施工工序簡單，可以通過適當加大混凝土界面來提高混凝土結構的密實性。

黏結鋼板也會被應用在靜力樁中，其施工速度相對較快，而且樁身外觀不會受到任何影響[5]。粘貼纖維增強塑料適宜運用各類受力性質的混凝土，以顯著提升樁身結構等級。前者主要是在使用時運用預應力、加大支撐的方法，其中預應力加固的效果最優，可以顯著降低加固構件的應力，來調整樁身混凝土結構的承載能力。

3.6 加強施工協調與監測

在巖土工程中，施工單位需要強化全面管理，監控并協調好施工階段的各項工作，指導施工隊伍施工規范合理化，預防由于疏忽而引發安全事故的出現。此外，為了從根本上避免土層變形問題，施工單位必須全方位監測施工周邊土層變形的實際情況，一旦周邊土層存在變形的情況，需要及時運用行之有效的對策來進行相應解決。具體運用深基坑支護技術時，施工人員需要嚴格依照規范標準來有條不紊地予以實施[6]。

3.7 重視觀測變形和及時補救

變形觀測在工程發展的過程中一直發揮著重要的作用，其中基坑邊坡變形觀測、周圍建筑變形觀測和其他觀測方式都發揮著重要的作用。在實際施工過程中，大家可以通過監測數據來了解土方開挖和深基坑支護的具體情況，這樣也就能在第一時間分析產生變形的原因。

如果遇到復雜的大型工程，大家需先采用專業的論證方式進行研究，并為降低工程造價提出有效的策略。排樁支護為最常用的支護方式，其操作簡單，而且不需要耗費很多成本，一般被應用于7 ～15 m的深基坑工程中。采用該方式，不僅工程剛度較大，而且使用過程中有較強的抗彎能力，也不會在使用過程中出現擠土現象，最終不會對周圍環境產生影響。

4 結語

要想確保巖土工程深基坑支護施工的安全可靠性，確保樁基礎施工水平與質量，要進行必要的施工勘查工作，精準計算力學參數，設計完善的施工方案，并做好深基坑開挖施工，全面優化支護施工技術，并嚴格管理控制支護樁施工作業。