巖土工程深基坑支護(hù)的設(shè)計(jì)與施工技術(shù)

陳文橋

（湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局405隊(duì)，湖南 吉首 416007）

在建設(shè)工程的過程中，常常要面臨基坑開挖問題，而如果基坑開挖深度高于5m，就會(huì)形成深基坑，此時(shí)要加強(qiáng)對(duì)支護(hù)環(huán)節(jié)的重視程度。在對(duì)深基坑進(jìn)行作業(yè)前，相關(guān)的工程技術(shù)人員要仔細(xì)勘察巖土，充分掌握土層的分布特征，合理選取支護(hù)的技術(shù)手段[1]。基于此，本文將以某巖土工程為例，詳細(xì)地闡述深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)施工技術(shù)及其注意的要點(diǎn)，希望能夠給同行帶來一定的參考價(jià)值。

1 深基坑支護(hù)施工技術(shù)分析

（1）錨桿支護(hù)技術(shù)分析。該技術(shù)具備極強(qiáng)的加固支護(hù)效果，而且滿足逆作法施工條件有利施工期邊坡的穩(wěn)定性，同時(shí)能較好了控制變形，適用于對(duì)變形要求比較嚴(yán)格的基坑支護(hù)，也可適用于較深的基坑支護(hù)。對(duì)于桿體來說，依據(jù)項(xiàng)目實(shí)際條件選取合理材料，這就包括聚合物件、金屬件以及木料等等，施工人員利用外力沖擊將其安置于巖土體之中。接著，再合理應(yīng)用桿體、頭部尾部托板，通過粘結(jié)作用有機(jī)地將巖體以及圍巖密切地聯(lián)結(jié)在一塊，全面地發(fā)揮其桿體材料較強(qiáng)抗拉能力，提供較大水平反作用力。總的來說，采取錨桿支護(hù)技術(shù)不但可以有效地提高支撐體所受拉力，同時(shí)還能夠確保支持體系愈發(fā)安全可靠。

（2）深層攪拌樁支護(hù)技術(shù)。在采取該技術(shù)的過程中，相關(guān)的施工人員要仔細(xì)留意格柵的措施，如果基坑深度大于7m，那么紅線和坑邊會(huì)形成比較遠(yuǎn)的間隔距離，從而逐步提高支護(hù)效果。在深層攪拌樁支護(hù)作業(yè)期間，操作人員要注意如下幾點(diǎn)：其一，依據(jù)設(shè)計(jì)比重合理混合水泥以及石灰等原材料，從而配制出相應(yīng)的固化劑。其二，充分地利用高強(qiáng)度機(jī)械均攪拌固化劑以及軟土，在攪拌的過程中發(fā)生化學(xué)及物理反應(yīng)，從而有效地提升強(qiáng)硬度。

（3）土釘墻支護(hù)技術(shù)分析。土釘墻支護(hù)技術(shù)的適用性較強(qiáng)，而且滿足逆作法施工條件，有利施工期邊坡的穩(wěn)定性，可以應(yīng)用在多種環(huán)境之下不但操作便捷，同時(shí)還可以提高基坑邊緣土層穩(wěn)定性，倘若深基坑邊坡位移出現(xiàn)了一定的約束性條件，那么就可以優(yōu)先采取預(yù)應(yīng)力錨桿技術(shù)，如果地下水位相對(duì)較高，或?yàn)檐浲恋鼗蛩缮⑻钔恋鼗灰瞬捎猛玲攭χёo(hù)。

（4）自立式支護(hù)技術(shù)分析。自立式支護(hù)技術(shù)通常可以劃分為懸臂式排樁支護(hù)以及水泥攪拌樁擋墻支護(hù)兩種類型。在此之中，前者就是指相關(guān)的施工人員通過人工沖、挖孔、鉆孔灌注樁展開支護(hù)工作，即使是在深基坑缺少支撐的情況下，也可以保證機(jī)械挖土工作的順利進(jìn)行[2]。對(duì)于基坑偏深、地質(zhì)基礎(chǔ)不牢的深基坑，倘若采取該項(xiàng)技術(shù)，那極易導(dǎo)致支護(hù)樁頂部出現(xiàn)大幅度偏移，這會(huì)提升整體施工的成本支出。而水泥攪拌樁擋墻支護(hù)技術(shù)能夠在深基坑缺少支撐的情形下確保機(jī)械挖土以及施工地順利進(jìn)行。但是，該支護(hù)技術(shù)擋墻規(guī)模較大，土層內(nèi)所含的有機(jī)質(zhì)以及水分都會(huì)削弱支護(hù)強(qiáng)度。因此在應(yīng)用該技術(shù)時(shí)，盡可能地要選取深度不高于6m以及地質(zhì)條件較佳的深基坑。

（5）鋼板樁支護(hù)技術(shù)分析。由于深基坑施工環(huán)境較為惡劣，因此在實(shí)際作業(yè)過程中可以相應(yīng)地處置熱軋型鋼，將之制作成為鋼板樁。一般而言，在進(jìn)行加工的過程中，可以優(yōu)先選取鉗口式、鎖扣式等手段，將鋼板樁銜接完整，從而形成一系列板樁墻（如下圖1所示）。在巖石項(xiàng)目中積極采用板樁墻，能夠充分地發(fā)揮其擋土、擋水的作用，保證深基坑作業(yè)的安全可靠。

圖1 鋼板樁支護(hù)示意圖

2 工程概況

以某建筑工程為例，對(duì)其巖土深基坑支護(hù)技術(shù)應(yīng)用情況予以分析。該工程采取框架結(jié)構(gòu)，整體規(guī)模為4.5×105m2，而基坑開挖深度大概在3m至7m之間。由于基坑深度大于5m，即屬于深基坑，因此相關(guān)的施工人員需要對(duì)其采取土釘墻方法予以支護(hù)。在基坑開挖及支護(hù)之前，相關(guān)的施工人員還要仔細(xì)勘察巖土，由此全面地熟知巖土層布局以及地下水埋藏的狀況。

3 巖土工程深基坑支護(hù)的設(shè)計(jì)與施工要點(diǎn)分析

3.1 施工準(zhǔn)備

在開展巖土工程深基坑支護(hù)之前，相關(guān)的負(fù)責(zé)人需要仔細(xì)勘察實(shí)際情形，比較巖土勘察文件，從而及時(shí)對(duì)不相符的部分予以補(bǔ)勘，確保工程地順利開展。通常來說，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況調(diào)查項(xiàng)目涵括機(jī)械設(shè)施入場(chǎng)條件、供電及給排水條件、工程給周邊環(huán)境帶來的影響等等。而針對(duì)巖土勘察報(bào)告核查項(xiàng)目，這就涵括了項(xiàng)目地質(zhì)勘探比較報(bào)告，區(qū)域水文地質(zhì)勘探報(bào)告，從而進(jìn)一步明確地下水位變化情況，了解地下水流的實(shí)際速率以及承壓水層布局情況等等。

3.2 深基坑設(shè)計(jì)及開挖施工要點(diǎn)

在本次項(xiàng)目中，相關(guān)的施工人員采取單機(jī)組、多層次的模式展開開挖施工，由此最大化地利用資源，讓開挖工作可以順利開展，同時(shí)為支護(hù)奠定基礎(chǔ)。值得注意的是，開挖量要和支護(hù)施工量相契合，由于基坑形狀呈現(xiàn)出狹窄狀，所以在作業(yè)過程中需要對(duì)長(zhǎng)邊進(jìn)行分區(qū)，將分區(qū)長(zhǎng)度把控在30m以下。而在基坑中，需要建筑一條經(jīng)硬化處置過的臨時(shí)道路，其寬度不可以超過6m，在條件允許的情況下還可以采用挖土機(jī)予以壓實(shí)處理。在施工期間，需要先從內(nèi)部開挖，然后朝出土口退土，先通過開挖產(chǎn)出支護(hù)施工基槽，其槽寬按照6m至7m的標(biāo)準(zhǔn)予以把控，依據(jù)支護(hù)作業(yè)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，其坑底與坡面要求成113°角；在支護(hù)施工期間，要避免機(jī)械裝置碰撞支護(hù)結(jié)構(gòu)，一旦完工，就需要迅速開挖出土。

3.3 深基坑支護(hù)施工要點(diǎn)分析

（1）周邊放樣。在進(jìn)行深基坑支護(hù)施工之前，相關(guān)的施工人員要先開展周邊放樣工作，放樣結(jié)束后要交由現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理工程師予以審核。在開挖深基坑前，需要二次復(fù)核放樣。

（2）開挖與支護(hù)彼此配合。為了推動(dòng)深基坑施工順利，現(xiàn)場(chǎng)挖機(jī)需要順著基坑周邊對(duì)支護(hù)段進(jìn)行分段、分層挖掘，不允許出現(xiàn)超挖現(xiàn)象。基坑開挖期間，要嚴(yán)格遵循支護(hù)施工進(jìn)度，正開挖之前，建設(shè)單位要舉辦專項(xiàng)協(xié)調(diào)會(huì)議，從而明晰各方主體需要履行的責(zé)任，加強(qiáng)各方的溝通。在開挖期間，要全面考量支護(hù)進(jìn)程，確保每天的開挖量能夠按時(shí)保質(zhì)地完成。同時(shí)，基坑表面高度要與支護(hù)豎向間隔距離保持統(tǒng)一，第一層開挖深度通常就是首道支護(hù)結(jié)構(gòu)標(biāo)高之下的20厘米，然后每層按照1.6m的距離進(jìn)行挖掘，在挖掘前務(wù)必要提供分區(qū)，直徑控制在30m左右；一旦挖掘至第二層，那么就要按照挖掘一段保留一段的方法進(jìn)行支撐；而挖掘到最后一層的時(shí)候，需要抵達(dá)基坑底端。通常來說，上層支護(hù)結(jié)構(gòu)注漿要高達(dá)24小時(shí)，而面層混凝土噴射時(shí)長(zhǎng)大約需要12小時(shí)，同時(shí)當(dāng)養(yǎng)護(hù)到既定的強(qiáng)度后，才可以對(duì)下一層予以挖掘。在挖掘期間，要避免挖機(jī)猛烈地撞擊支護(hù)結(jié)構(gòu)，從而引起混亂。

（3）制作土釘及成孔。相關(guān)負(fù)責(zé)人要在充分地考量工程現(xiàn)場(chǎng)和周邊環(huán)境條件后，該項(xiàng)目中的深基坑優(yōu)先選取統(tǒng)一的支護(hù)剖面。而在支護(hù)期間采用四排土釘，而在此之中，首排與地面間的間隔大約為1.6m，垂直間隔距離分布1.6m、1.5m、1.5米以及1.4m，從上到下土釘直徑分別是7.6m以及5.4m。值得注意的是，土釘中心拉桿屬于典型的螺紋鋼筋，相關(guān)的施工人員要根據(jù)15°的標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)控傾角，將鋼筋網(wǎng)作為主要的噴錨面層，同時(shí)要噴在一系列的細(xì)石C20混凝土上。

（4）制作鋼筋網(wǎng)。依據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范，相關(guān)的施工人員還需要繼續(xù)綁扎雙向鋼筋網(wǎng)，焊對(duì)鋼筋接頭，需要優(yōu)先錯(cuò)開500mm，在制網(wǎng)結(jié)束后，就要進(jìn)一步安裝錨管，而把螺紋鋼當(dāng)作加強(qiáng)筋對(duì)錨管予以連接，而且還需要采取螺紋鋼對(duì)鋼筋網(wǎng)進(jìn)行壓實(shí)處理，利用焊接讓井字架、網(wǎng)片、土釘以及加強(qiáng)筋聯(lián)連成一個(gè)整體。最后，相關(guān)的施工人員還要繼續(xù)核查搭接長(zhǎng)度，確保其符合設(shè)計(jì)規(guī)范。

（5）混凝土噴射。在開挖及修坡工作結(jié)束后，就要進(jìn)入混凝土噴射環(huán)節(jié)，此時(shí)需要在鋼筋網(wǎng)成型后一次性實(shí)現(xiàn)噴射。其中，混凝土的強(qiáng)度等級(jí)是C20，而石子粒徑需要維持在5cm至15cm之間，根據(jù)實(shí)際情況注入一定的速凝劑，從而確保初凝時(shí)長(zhǎng)在十分鐘以內(nèi)。

（6）優(yōu)化施工。首先，在開工之前，相關(guān)的施工人員要勘察所有地下障礙，熟知周邊環(huán)境，以現(xiàn)實(shí)情況作為依托進(jìn)一步優(yōu)化施工方案，仔細(xì)地優(yōu)化并調(diào)整土釘實(shí)際方位以及角度，確保它們可以和深基坑保持緊密的契合度。其次，嚴(yán)格依據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行操作，在施工期間，只要遭到不良事故，就需要在第一時(shí)間改變具體位置，相應(yīng)地增減土釘上、下間隔，仔細(xì)優(yōu)化調(diào)整施工角度以及土釘參數(shù)，如此一來減少不良事故帶來的負(fù)面影響。接著，相關(guān)的施工人員將土釘安置于既定位置后，迅速提供注漿及噴錨處理。如果遭遇不良障礙，那就需要減少注漿壓力以及水泥劑量。在注漿期間，確保壓力穩(wěn)定不變，而實(shí)際流量把控在5升/分鐘以內(nèi)。最后，相關(guān)的負(fù)責(zé)人需要注重對(duì)基坑外部的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)工作，保證基坑周邊土體和道路不會(huì)出現(xiàn)變形問題。

（7）基坑防排水。在施工過程中，還需要仔細(xì)留意地下潛水帶來的影響。在開工之前，完成好各項(xiàng)排水設(shè)置工作，如果側(cè)壁出現(xiàn)上層滯水，需嵌入引流管將其排到盲溝之中。首先，在基坑5m內(nèi)不允許設(shè)置用水點(diǎn)。其次，在基坑周邊，要相應(yīng)地安置一些排水設(shè)施，避免因?yàn)橛暄夂蛞l(fā)大量地坍塌問題。第三，基坑排水需要以集水明排為主。第四，在現(xiàn)場(chǎng)采用抽水裝置的過程中，需確保實(shí)際排水量高于1.5倍的總涌水量。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在進(jìn)行巖土工程施工期間，深基坑支護(hù)施工是不可忽視的一部分，其對(duì)于技術(shù)上的要求很高，所以本文闡述了當(dāng)下應(yīng)用比較普遍的支護(hù)施工技術(shù)，如土釘墻支護(hù)技術(shù)、自立式支護(hù)技術(shù)等等，工程人員需要根據(jù)其施工條件以及各支護(hù)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)選取最佳的施工方案。