建筑工程中的深基坑支護(hù)施工技術(shù)分析

常國瑞，王淑文

1.山東省建筑科學(xué)研究院有限公司，山東 濟(jì)南 250000

2.山東建科特種建筑工程技術(shù)中心有限公司，山東 濟(jì)南 250000

1 深基坑支護(hù)施工面臨的問題

1.1 基坑深度不斷加大

近年來，我國城市化建設(shè)步伐不斷加快，房屋建筑、路橋等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目的數(shù)量越來越多，導(dǎo)致土地資源大規(guī)模減小。為實(shí)現(xiàn)對有限的土地資源的高效利用，目前建筑工程領(lǐng)域越來越重視對地下空間的開發(fā)，導(dǎo)致建筑工程基坑深度越來越大，從而提高了對深基坑支護(hù)施工技術(shù)的要求，深基坑支護(hù)施工的難度也不斷增大。同時(shí)，高層建筑也是建筑行業(yè)針對土地資源短缺問題所采取的有效舉措，高層建筑通常體量較大，也給深基坑支護(hù)施工技術(shù)提出了更高的要求。

1.2 不確定因素較多

深基坑開挖時(shí)，往往面臨很多不確定因素。如果支護(hù)方案不夠合理或考慮不全面，則可能引起安全事故。一旦發(fā)生安全事故，便會造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，還可能會導(dǎo)致人員傷亡。基于此，深基坑開挖施工時(shí)，應(yīng)采取有效的措施，預(yù)防安全事故。施工前，應(yīng)做好調(diào)研工作，對建筑工程所在區(qū)域的情況、周圍環(huán)境情況進(jìn)行全面了解，然后選擇合適的支護(hù)方式，并制訂科學(xué)、可行的施工方案，為實(shí)現(xiàn)深基坑支護(hù)施工質(zhì)量的提高奠定良好基礎(chǔ)。

1.3 施工條件比較復(fù)雜

當(dāng)前，建筑工程的數(shù)量不斷增多，但建筑用地卻在日趨減少。在此背景下，很多建筑企業(yè)在進(jìn)行選址時(shí)，往往不得不選擇環(huán)境相對復(fù)雜的地方，這些地方地下管線復(fù)雜、管道較多，導(dǎo)致深基坑支護(hù)施工難度較大，對支護(hù)施工技術(shù)也提出了更高的要求。深基坑支護(hù)施工之前，如果沒有準(zhǔn)確、全面地掌握該區(qū)域的地質(zhì)條件、周圍環(huán)境等情況，便有可能出現(xiàn)深基坑開挖不成功的現(xiàn)象，導(dǎo)致大量資源的不必要浪費(fèi)，還會影響深基坑的穩(wěn)定性，甚至給周圍建筑物及構(gòu)筑物造成嚴(yán)重的威脅。

2 常見的深基坑支護(hù)施工技術(shù)

2.1 土釘墻

建筑工程深基坑施工中，土釘墻是一種常用的支護(hù)方式。為確保基坑支護(hù)施工的順利開展、排水功能的有效性，應(yīng)設(shè)置網(wǎng)狀的排水系統(tǒng)，并保證積水溝、積水坑等有良好的排水功能。在確定土釘大孔直徑時(shí)，應(yīng)根據(jù)國家相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的要求進(jìn)行，保證孔徑合格，且要對土釘進(jìn)行仔細(xì)檢查，確保其無生銹、雜質(zhì)等問題存在，釘入孔后，再灌入注漿管。土釘焊接托架時(shí)，加強(qiáng)對鋼筋、砂漿等材料的質(zhì)量檢查，確保其符合建筑工程的實(shí)際要求，并要準(zhǔn)確定位土釘?shù)奈恢谩Ｗ{時(shí)，應(yīng)確保漿液配比的合理性、科學(xué)性，速凝劑的用量為水泥用量的3%，同時(shí)也要對注漿壓力進(jìn)行嚴(yán)格控制。注漿過程中，確保完全將水泥漿導(dǎo)入孔中，避免側(cè)漏現(xiàn)象的出現(xiàn)。首輪操作必須在漿液初凝之前完成，30min 后再將注漿管清理干凈，然后開展第二輪注漿。注漿完成4h 后再進(jìn)行掛網(wǎng)，應(yīng)使用鋼筋網(wǎng)，并與鐵絲進(jìn)行焊接。提前將泄水管安裝在垂直、水平方向上，為保證管口的密閉性，可使用PVC 管。

2.2 土層錨桿

建筑工程深基坑施工中，土層錨桿也是一種常用的支護(hù)方式。實(shí)際應(yīng)用土層錨桿進(jìn)行支護(hù)時(shí)，應(yīng)對錨桿的位置進(jìn)行合理選擇，使用鉆機(jī)對錨桿進(jìn)行固定后再灌漿。鉆孔前，將錨桿位置當(dāng)作基點(diǎn)，認(rèn)真測量，錨桿機(jī)位于指定地點(diǎn)后才能進(jìn)行鉆孔，并合理調(diào)整鉆桿的位置、鉆桿的角度。鉆孔過程中，若發(fā)現(xiàn)異物，則要停止鉆孔，立即上報(bào)，并要仔細(xì)探查，根據(jù)探查結(jié)果，再確定解決對策，到達(dá)指定位置后完成鉆孔。同時(shí)，也要仔細(xì)檢查錨索的情況，確保錨索狀態(tài)良好后，才能開展相關(guān)操作。

2.3 護(hù)坡樁

護(hù)坡樁也是建筑工程深基坑施工中的常見支護(hù)方式。對護(hù)坡樁進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用時(shí)，先用灰漿灌漿，可選擇碎石、砂屑或混凝土等作樁的原材料。同時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格遵循相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，制訂科學(xué)、可行的施工方案，并交由專業(yè)人士、總工程師審核、簽字，將其作為護(hù)坡樁施工的指導(dǎo)文件。根據(jù)施工方案中的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行施工，用鉆桿從下孔入孔底進(jìn)水泥砂漿，并保證其可以達(dá)到規(guī)定深度，采取多孔鉆孔灌漿的方法來確保護(hù)坡樁的質(zhì)量，確保深基坑支護(hù)施工的效果符合工程要求。

2.4 組合支護(hù)

組合支護(hù)指將多種支護(hù)方式與相關(guān)技術(shù)有機(jī)結(jié)合起來。噴錨支護(hù)便是深基坑施工中的一種常用組合支護(hù)方式，其是將混凝土噴射、錨桿、釘墻、鐵絲網(wǎng)等有機(jī)結(jié)合起來，適用于地下水位較低以及黏土、砂土、弱膠土等特殊土體的基坑支護(hù)施工。實(shí)際應(yīng)用噴錨支護(hù)方式時(shí)，基坑深度應(yīng)≤15m，并要做好準(zhǔn)備工作，從而確保噴錨支護(hù)施工質(zhì)量。同時(shí)，樁錨支護(hù)也是深基坑施工中的常用組合支護(hù)方式之一，其在土體性能較好、土層較薄、土質(zhì)較軟的地基中有著良好的應(yīng)用效果。例如，基坑坑體長度≤40m、設(shè)計(jì)軸向抗拔力≤750kN、水平角度為20°～50°時(shí)，便可以應(yīng)用樁錨支護(hù)方式。樁錨支護(hù)方式的構(gòu)造形式相對簡單，是在基坑穩(wěn)定地層內(nèi)將受拉桿件的一端固定住，然后使其另一端連接圍護(hù)樁，從而通過圍護(hù)樁來對力進(jìn)行傳導(dǎo)，以保證圍護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。實(shí)際應(yīng)用樁錨支護(hù)方式時(shí)，應(yīng)做好實(shí)地勘測，將垂直、水平位置標(biāo)注好，并對支護(hù)結(jié)構(gòu)、基坑底部間的夾角進(jìn)行嚴(yán)格控制，確保其不超出20°～25°的范圍。如果基坑單邊長＞40m 或邊緣總長＞140m，則要嚴(yán)格控制錨桿軸向抗拔力，通常不可超出700 ～800kN 的范圍。此外，自立式支護(hù)也是深基坑施工中的常見組合支護(hù)方式，其適用于素填土、粉土、粒土、黏土以及淤泥土等土體，主要是設(shè)置具有阻擋、支護(hù)等效果的水泥攪拌樁，并將其當(dāng)作支護(hù)屏障。實(shí)際應(yīng)用自立式支護(hù)方式時(shí)，需要嚴(yán)格控制基坑挖掘深度，深度應(yīng)≤9m。

3 建筑工程中深基坑支護(hù)施工技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例

3.1 工程概況

該項(xiàng)目工程基坑采用整體開挖方式，呈不規(guī)則矩形，擬支護(hù)基坑?xùn)|西長約246m，南北寬約186m。高層基底標(biāo)高17.95m；多層基底標(biāo)高18.90m；車庫正常基底標(biāo)高19.05m，部分基底標(biāo)高為17.05m、18.95m、17.95m。東部及北部水池地區(qū)需要對淤泥質(zhì)土進(jìn)行換填。根據(jù)勘察報(bào)告，東側(cè)換填最低處基底標(biāo)高為16.62m，北側(cè)換填最低處基底標(biāo)高為17.02m（已換填完成標(biāo)高最低為18.95m）。

項(xiàng)目場地地下水為第四系孔隙潛水，主要補(bǔ)給來源為大氣降水及地下徑流。勘察測得地下水靜止水位埋深為0.60 ～6.00m，平均為4.67m；穩(wěn)定水位標(biāo)高為19.31 ～ 19.98m，平均為19.69m。受周邊降水影響，水位變化幅度較大，該區(qū)域水位變化幅度約為1.0 ～3.0m，豐水期最高水位標(biāo)高可按23.00m 考慮。綜合考慮地質(zhì)勘測結(jié)果、場地周邊環(huán)境情況等因素，按照便于施工、經(jīng)濟(jì)合理的原則，以保障深基坑支護(hù)施工質(zhì)量、安全為目標(biāo)，對多種支護(hù)方式進(jìn)行比較，決定選擇土釘墻支護(hù)和自然放坡的支護(hù)方式。

3.2 深基坑支護(hù)施工

首先，土釘支護(hù)施工。土釘支護(hù)施工的具體流程如下：土方開挖→土釘成孔→土釘制作與安裝→注漿→鋼管土釘施工→面層施工→降水井、疏干井、集水坑施工→攪拌樁施工。其中，在鋼管土釘施工環(huán)節(jié)，應(yīng)注意鋼管端部應(yīng)制成尖錐狀；鋼管頂部應(yīng)設(shè)置防止施打變形的加強(qiáng)構(gòu)造；鋼管土釘需要接長時(shí)，可采用幫條焊連接，幫條不應(yīng)少于3根Φ16mm 鋼筋，鋼筋長度不應(yīng)小于2 倍鋼管直徑，并采用雙面焊；注漿采用水泥漿，水泥漿水灰比值取0.5 ～0.6；注漿壓力不宜低于0.6MPa，應(yīng)在注漿至鋼管周圍出現(xiàn)返漿后停止注漿，當(dāng)不出現(xiàn)返漿時(shí)，可采用間歇注漿的方法。

其次，嚴(yán)格把控土釘支護(hù)施工質(zhì)量。基坑施工周期跨度大，應(yīng)做好雨期、冬期施工準(zhǔn)備。施工質(zhì)量把控要點(diǎn)如下：（1）基坑側(cè)壁施工坡率不得大于設(shè)計(jì)值；土釘位置允許偏差為100mm，傾角允許偏差為3°，土釘桿體長度不應(yīng)小于設(shè)計(jì)值；鋼筋網(wǎng)間距允許偏差為±30mm；攪拌樁垂直度偏差不得大于1%，樁位偏差不超過50mm。（2）進(jìn)入雨季前應(yīng)準(zhǔn)備沙袋、水泵等防水物資，降雨過程中及時(shí)截水疏導(dǎo)，排出積水。基坑四周設(shè)置擋水壩和排水溝，防止基坑四周雨水流入基坑內(nèi)。硬化路面，順?biāo)露劝丛O(shè)計(jì)要求進(jìn)行噴面，下雨時(shí)雨水自然向基坑周圍流淌，防止雨水回灌、浸泡基坑。雨季應(yīng)派專人對基坑四周的變形情況進(jìn)行測量，以便及早發(fā)現(xiàn)問題，盡快解決。（3）冬期施工水泥漿及噴射混凝土拌制宜摻入適量的防凍劑，拌制混凝土所用骨料應(yīng)清潔，不得含有冰、雪、凍塊及其他易凍裂物質(zhì)；冬期施工噴射混凝土溫度應(yīng)根據(jù)熱工計(jì)算確定，不宜低于5℃。冬期施工混凝土面層施工后應(yīng)采用塑料布等防水材料覆蓋并保溫養(yǎng)護(hù)。

3.3 噴錨支護(hù)施工技術(shù)的應(yīng)用效果

深基坑施工中應(yīng)用噴土釘支護(hù)施工技術(shù)，施工完成后，被支護(hù)的土體土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)之間構(gòu)成了一個(gè)整體，土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)可滿足土層內(nèi)力、外力的要求，能夠?qū)崿F(xiàn)對施工支護(hù)面的穩(wěn)固，支護(hù)面強(qiáng)度、穩(wěn)定性也比較高。面層施工使邊坡表面上建立起一個(gè)有效的防護(hù)層，可避免雨水、地表水沖刷而引起的滑坡，有利于確保基坑的穩(wěn)固性。

4 結(jié)束語

綜上所述，建筑工程中的深基坑支護(hù)施工技術(shù)多種多樣，包括土釘墻、土層錨桿、護(hù)坡樁以及噴錨支護(hù)、樁錨支護(hù)、自立式支護(hù)等組合支護(hù)方式。實(shí)踐過程中應(yīng)根據(jù)建筑工程實(shí)際情況、具體要求，對支護(hù)方式進(jìn)行合理選擇，以確保深基坑支護(hù)施工質(zhì)量，保障建筑工程的建設(shè)效果。