探討深基坑支護(hù)新技術(shù)現(xiàn)狀

康軍林

（建材天水地質(zhì)工程勘察院有限公司，甘肅 天水 741300）

0 引言

如今，越來(lái)越多的高樓大廈拔地而起，但因其樓層高重心不穩(wěn)，對(duì)基坑的要求很高，出現(xiàn)的故障越來(lái)越多，致使深基坑支護(hù)新技術(shù)不斷發(fā)展，應(yīng)用愈發(fā)廣泛。國(guó)家應(yīng)大力研發(fā)深基坑技術(shù)，提高建筑行業(yè)技術(shù)，更好地為人們服務(wù)。

1 基坑工程特點(diǎn)

基坑工程是為了保證地下施工的穩(wěn)定性和安全性，包括地質(zhì)工程、巖土工程以及結(jié)構(gòu)工程等綜合性施工，其開(kāi)挖方式包括：盆式開(kāi)挖、島式開(kāi)挖以及分塊挖土法，支護(hù)結(jié)構(gòu)包括支擋式、土釘式、水泥土墻、放坡。主要施工內(nèi)容是工程勘測(cè)、支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及土方開(kāi)挖與回填、周圍環(huán)境保護(hù)等，其施工危險(xiǎn)性高，安全儲(chǔ)備小，不同的施工現(xiàn)場(chǎng)的基坑工程截然不同，地域性明顯，具有很強(qiáng)的個(gè)體特征，主要取決于周圍環(huán)境、基坑形狀以及支護(hù)形式。基坑工程圍護(hù)結(jié)構(gòu)體系包括強(qiáng)、冠梁以及其他小部件，施工面積較大并且工期長(zhǎng)，施工地點(diǎn)若下雨會(huì)影響其穩(wěn)定性，在處于軟塑，流塑狀態(tài)的黏性土層以及松散狀態(tài)的砂土層、未經(jīng)處理的填土和其他高壓縮性土層施工會(huì)產(chǎn)生較大位移，不利于施工開(kāi)展，建筑多偏向高層化，基坑向更深層次發(fā)展[1]。

2 基坑工程發(fā)展現(xiàn)狀

在20世紀(jì)末，我國(guó)引進(jìn)基坑技術(shù)，當(dāng)時(shí)改革開(kāi)發(fā)放正處于蓬勃發(fā)展階段，高層大廈開(kāi)始涌現(xiàn)，基坑工程不斷發(fā)展壯大，并且能夠很好地減少對(duì)環(huán)境的污染以及破壞。當(dāng)基坑開(kāi)挖深度超過(guò)5m就是深基坑，在施工地點(diǎn)較為復(fù)雜時(shí)，也可將其定義為深基坑，如今，常用的支護(hù)方式主要是撐式以錨式以及聯(lián)合支護(hù)等，基坑土方開(kāi)挖的施工工藝一般有兩種：放坡開(kāi)挖（無(wú)支護(hù)開(kāi)挖）和在支護(hù)體系保護(hù)下開(kāi)挖（有支護(hù)開(kāi)挖）。放坡開(kāi)挖比較簡(jiǎn)單又經(jīng)濟(jì)，但要能夠保證放坡開(kāi)挖，主要是基坑不能太深而且基坑平面之外有足夠大的空間，所以在空曠地區(qū)或周圍環(huán)境允許放坡而又能保證邊坡穩(wěn)定條件下，應(yīng)優(yōu)先采用此技術(shù)。深基坑工程監(jiān)測(cè)要注意幾個(gè)問(wèn)題，主要是監(jiān)測(cè)單位的確定，基坑工程監(jiān)測(cè)項(xiàng)目、監(jiān)測(cè)大綱的制定和內(nèi)容的完備性以及監(jiān)測(cè)資料的收集和傳遞要求[2]。

3 深基坑支護(hù)新技術(shù)

隨著工程規(guī)模的不斷擴(kuò)大，新技術(shù)的要求不斷提高，經(jīng)過(guò)持續(xù)的創(chuàng)新與實(shí)踐，深基坑支護(hù)水平大幅提升，具體的技術(shù)如下：

3.1 SMW工法

SMW工法又可稱之為新型水泥土攪拌樁墻，即可以水泥土樁內(nèi)插入H型鋼等（多數(shù)為H型鋼，亦有插入拉森式鋼板樁、鋼管等），將承受重力與防滲擋水結(jié)合到一起，能夠同時(shí)具有受力與抗?jié)B兩種功能的支護(hù)結(jié)構(gòu)的圍護(hù)墻。主要利用定制的攪拌混合機(jī)，將水泥當(dāng)做苯酚磺酸，與土壤中土質(zhì)比較疏松的沙土進(jìn)行混合攪拌，并在墻內(nèi)加入型鋼，提高其承載重力，減少構(gòu)件軸壓比，此技術(shù)在軟土層達(dá)到的效果最好。并且施工過(guò)程中的型鋼可以反復(fù)使用，減少資金投入，但將型鋼拿出來(lái)是一個(gè)十分困難的工程，會(huì)導(dǎo)致其他材料受到損壞或水泥墻斷裂，在部分墻結(jié)束施工后，其均勻性以及攪拌樁搭接厚度也要十分注意[3]。

如今，SMW工法已經(jīng)十分成熟，經(jīng)過(guò)多年的使用和不斷對(duì)其改進(jìn)，已經(jīng)得到建筑行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者的喜愛(ài)，能很好地滿足施工者的要求，達(dá)到預(yù)期效果。從SMW工法里面引申出來(lái)的SMW工樁法，也得到廣泛應(yīng)用，其最早出現(xiàn)在日本。施工順序?yàn)椋簩?dǎo)溝開(kāi)挖，確定是否有障礙物及做泥水溝—置放導(dǎo)軌—設(shè)定施工標(biāo)志—SMW鉆拌，鉆掘及攪拌，重復(fù)攪拌，提升時(shí)攪拌—置放應(yīng)力補(bǔ)強(qiáng)材（H型鋼）—固定應(yīng)力補(bǔ)強(qiáng)材—施工完成SMW。并且具有不會(huì)對(duì)周圍土地產(chǎn)生影響，對(duì)土質(zhì)要求少，成墻深度厚，施工時(shí)間較短，施工產(chǎn)生廢氣土壤較少，投入資金較少等優(yōu)點(diǎn)。

在一些新支護(hù)技術(shù)中具有很高競(jìng)爭(zhēng)力，雖然在應(yīng)用中還存在一些問(wèn)題，但能夠很好滿足施工方的要求，投資單位在進(jìn)行一系列對(duì)比后，還是會(huì)選擇SMW工法作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)方案，施工單位要制定完善的施工管理制度以及技術(shù)創(chuàng)新工作，以此為企業(yè)帶來(lái)良好的效應(yīng)和影響，在商業(yè)社會(huì)中使企業(yè)得到延續(xù)。SMW工法能促進(jìn)建設(shè)節(jié)約型社會(huì)發(fā)展，實(shí)行發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，使國(guó)家快速發(fā)展，并且國(guó)家出臺(tái)相關(guān)政策，主要內(nèi)容是在建筑工程中，采用能夠減少或反復(fù)利用材料的技術(shù)，節(jié)約資源，提高材料利用率，而SMW工法就能達(dá)到這一要求，此技術(shù)的H型鋼可以反復(fù)使用，重復(fù)使用至少4次，在其他圍護(hù)技術(shù)施工時(shí)，使用大量的鋼筋不能重復(fù)利用，造成大量資源浪費(fèi)。我國(guó)已經(jīng)成為世界上鋼鐵制造和消耗的第一大國(guó)，造成鐵礦石資源缺少，應(yīng)大力研究減少資源利用的技術(shù)，減少環(huán)境污染，保持生態(tài)平衡。

3.2 旋噴攪拌加勁樁技術(shù)

旋噴攪拌加勁樁就是將旋噴與攪拌水泥土技術(shù)相結(jié)合，共同承擔(dān)工作中各種荷載，其主要工作原理是：不斷攪拌水泥，在深坑墻壁周圍構(gòu)成立體三維空間，增大建筑的橫向或縱向剛度，通過(guò)不斷對(duì)水泥漿的滲透以及壓實(shí)，對(duì)原來(lái)土壤起到加固作用，在水泥土與在土壤中基礎(chǔ)軟弱的地方加入特殊材料的物體粘合，將其與地平層緊密結(jié)合在一起，提高土壤的抗壓能力。此項(xiàng)技術(shù)能夠防止土體結(jié)構(gòu)變形或移動(dòng)，還具有防水擋土的功能，適用于各類的深基坑工程，具有良好的安全性、經(jīng)濟(jì)性以及便利性。

3.3 復(fù)合土釘墻支護(hù)技術(shù)

此項(xiàng)技術(shù)是源于土釘墻，是一種便于施工經(jīng)濟(jì)合理的新技術(shù)，把土釘墻的各種附屬技術(shù)組合在一起的綜合型圍護(hù)結(jié)構(gòu)，構(gòu)成要素主要有土釘、預(yù)應(yīng)力錨桿、截水帷幕、微型樁、掛網(wǎng)噴射混凝土面層、原位土體等。具有使用范圍廣的特點(diǎn)并且將土釘墻的技術(shù)優(yōu)勢(shì)繼承下來(lái)。適用深度在軟土層不超過(guò)6m，其他地層開(kāi)挖不超過(guò)13m，可放坡深度不超過(guò)18m，可作為超前支護(hù)，還有防止水滲透的功能，提高施工的安全性、經(jīng)濟(jì)性以及便利性，受到施工單位的喜歡。復(fù)合土釘墻技術(shù)有許多種類，每種類型都適用于不同的施工，致使適用范圍非常廣泛，主要包括：土釘墻—頂應(yīng)力錨桿、土釘墻—止水帷幕、土釘墻—微型柱等。當(dāng)基坑開(kāi)挖深度越大，對(duì)控制不變形難度越高，隨著科技不斷發(fā)展創(chuàng)新，復(fù)合土釘墻支護(hù)技術(shù)也在不斷完善。通過(guò)相關(guān)技術(shù)人員多次測(cè)試得出，在軟土、富水等特殊土壤也可以采用此項(xiàng)技術(shù)，可用于安全等級(jí)第一的深基坑，在施工過(guò)程中應(yīng)考慮其環(huán)境因素以及施工條件。

3.4 TRD工法

其是將滿足設(shè)計(jì)深度的附有切割鏈條以及刀頭的切割箱插入地下，在進(jìn)行縱向切割橫向推進(jìn)成槽的同時(shí)，向地基內(nèi)部注入水泥漿以達(dá)到與原狀地基的充分混合攪拌，在地下形成等厚度連續(xù)墻的一種施工工藝。TRD工法起源于日本，引進(jìn)到我國(guó)后應(yīng)用于多個(gè)省市，并取得很好的評(píng)價(jià)。經(jīng)過(guò)相關(guān)技術(shù)人員多次試驗(yàn)，此項(xiàng)技術(shù)在滲透力強(qiáng)的土壤以及防水帷幕滲、軟土層中效果最好，圖1是施工示意圖，首先下鉆至設(shè)計(jì)標(biāo)高，其次向施工路線前進(jìn)，最后待前段施工完畢后再繼續(xù)向前50cm保證連續(xù)性。

圖1 TRD施工

相比其他深基坑支護(hù)新技術(shù)，其具有很多優(yōu)點(diǎn)，具體包括：使用設(shè)備的高度較低，提高了施工的穩(wěn)定性以及安全度，水平方向和垂直方向精準(zhǔn)度高，便于超控，適用于多種地層（如黏性土、較硬土層等），開(kāi)挖能力較強(qiáng)，止水能力非常強(qiáng)，可根據(jù)施工要求，調(diào)整施工斜墻角度，不影響四周環(huán)境，有助于保護(hù)環(huán)境，減少資金投入。

3.5 CSM工法

此技術(shù)多適用于地質(zhì)復(fù)雜的施工，具體施工步驟有：第一步CSM工法墻定位放樣；第二步，預(yù)挖導(dǎo)溝（導(dǎo)溝寬1.0～1.5m，深0.8～1.0m）；第三步，CSM工法設(shè)備就位，銑頭與槽段位置對(duì)正；第四步，銑輪下沉注水切銑原位土體至設(shè)計(jì)深度；第五步，銑輪提升注水泥漿同步攪拌成墻；第六步，鉆桿清洗，廢泥漿收集，集中外運(yùn)；第七步，移動(dòng)至下一槽段位置，重復(fù)上述六個(gè)步驟。其具有施工占地面積小、進(jìn)度快、效率高、精準(zhǔn)度較高、防滲透能力強(qiáng)、成墻質(zhì)量較高、施工產(chǎn)生噪聲低、減少對(duì)四周居民影響、削銑能力強(qiáng)等一系列優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)，可用于施工土質(zhì)為軟黏土，施工設(shè)備現(xiàn)代化，采用觸屏控制系統(tǒng)，方便操作，主機(jī)底盤可旋轉(zhuǎn)360°。

3.6 地下連續(xù)墻

地下連續(xù)墻因其防滲透性能好、施工效率快等優(yōu)點(diǎn)被廣泛使用，主要應(yīng)用于地鐵建造，其中應(yīng)用最廣泛的是“兩墻合一”連續(xù)墻技術(shù)，能夠節(jié)省資金投入，并能提高整體抗壓能力，噪聲較小，對(duì)周圍建筑影響較小。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文從基坑特點(diǎn)、基坑發(fā)展現(xiàn)狀以及深基坑支護(hù)新技術(shù)三個(gè)方面，闡述深基坑支護(hù)新技術(shù)現(xiàn)狀，主要分析CSM工法、TRD工法、復(fù)合土釘墻支護(hù)技術(shù)、旋噴攪拌加勁樁技術(shù)、SMW工法。在未來(lái)建筑行業(yè)，深基坑工程發(fā)展趨勢(shì)主要表現(xiàn)在不斷研究并創(chuàng)新維護(hù)結(jié)構(gòu)技術(shù)，及發(fā)展新型基坑的圍護(hù)體系。