土建基礎施工中深基坑支護施工技術的應用分析

趙振東

【摘要】在建筑工程尤其是土木建筑工程當中，深基坑支護是一種比較常用的結構，它承擔著的是整個建筑結構，對建筑的穩(wěn)定性和可靠性起到了重要的影響。在深基坑支護施工的過程當中，嚴格執(zhí)行技術標準、運用先進的技術方法是十分有必要的。從本質上來說，支護技術就是結合周圍的環(huán)境和土地的性能來選擇相應的設備和科學的支護方案，使建筑工程在地下部分的結構能夠保持高度的穩(wěn)定性，同時使其在地上部分的結構能夠保持較強的安全性能。在對土建基礎進行支護設計之前，需要對工程所處地形進行有效勘查，并結合建筑在質量上的需求做好精準的設計，在掌握土體在滲透性、硬度等方面指標的基礎上對深基坑支護施工的可行性進行分析。在這個過程中，施工單位需要運用快速檢測的方式來對土體的性能進行測定，尤其是面對砂礫土時需要關注其滲透性能，精準獲取相關的技術參數，進而獲得最佳的設計方案。本文運用文獻分析法、歸納總結法，對深基坑支護施工技術的應用問題進行了分析。在對技術手段進行匯總的基礎上，結合實際工作經驗分析了該技術在土建基礎當中的應用難點，并將其中比較常用的幾種技術作為對象探究了具體的應用策略。

【關鍵詞】土建基礎;深基坑支護;施工技術

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

20.021

緒論

從20世紀90年代以來，工程建設開始受到了廣泛的關注，我國各地的建設工程得到了快速發(fā)展。在住房制度改革的背景下，很多大城市為了應對人多地少的困境開始建設更多的高層建筑和地下建筑，以此來提高建筑空間的使用率。無論是高層建筑還是地下建筑，都需要開展深基坑支護施工，相關施工技術也開始受到人們的關注。當前，我國在深基坑支護施工方面已經積累了很多的經驗，能夠在不同地區(qū)、不同地質環(huán)境下運用該技術完成土建基礎施工。但是在這個過程中也暴露出了很多新的問題，深基坑支護施工也出現了很多新的挑戰(zhàn)。這其中技術不成熟就是最為重要的問題，只有實現技術創(chuàng)新、實現新技術的推廣才能有效解決這一問題。

一、土建基礎施工中深基坑支護技術

1.土釘支護技術

對于土建基礎當中不具備放坡條件的深基坑，會優(yōu)先選擇土釘支護方案。如果深基坑的地下水位比較低或者施工地區(qū)自然降水比較少的情況下，也可以使用土釘支護施工方式。在使用這種支護施工方式的過程中，需要確保施工地周圍沒有大型建筑物，同時不會受到地下管道線路的干擾，否則會對坑壁土地的加固效果產生不良的影響。在土釘支護施工過程當中最為常用的施工結構為土釘墻。在運用土釘墻支護結構的過程中，首先需要在深基坑周圍設置一定數量的鋼筋，利用鋼筋的支撐效果來提高整體的支護目標，這樣可以有效避免深基坑在使用過程當中發(fā)生變形和坍塌的問題。實踐證明，土釘墻支護的承載力比較強，可以為土建基礎提供穩(wěn)固的基礎。與此同時，這種施工方式并不需要投入較大的人力與物力，也不會占用較大的深基坑空間，可以達到成本節(jié)約的目標，形成一個協(xié)調性強的支護體系。下圖1展示了這種支護結構。

2.放坡開挖支護技術

在深基坑支護施工的過程當中，放坡開挖也是一種重要的手段，這可以為支護結構功能的發(fā)揮創(chuàng)造良好的條件，同時為支護施工的順利開展創(chuàng)造有效的基礎。放坡開挖的操作比較簡單，在技術要求方面并沒有很高的標準，對人員的能力也沒有較高的要求。與此同時，放坡開挖支護整體的投資也比較低，目前已經在三級深基坑工程當中得到了廣泛的應用。但是這種支護技術對施工場地的地質環(huán)境有著較高的要求。在進行放坡開挖之前，施工人員首先要對施工場地的地質結構進行勘查，確保周圍施工區(qū)域有較大面積的空地。在這樣的情況下，放坡開挖整體的施工操作才能順利地展開。在完成放坡開挖之后，施工人員還需要做好相應的支護，提高整個結構的穩(wěn)定性。下圖2展示了放坡開挖之后的效果。

3.排樁支護技術

在進行排樁支護的過程當中，施工人員會使用混凝土鉆孔和鉆工灌注樁作為擋土結構，通過疏排的方式來布置排樁，通過柱列式的間隔來完成深基坑支護。在運用這種支護技術的時候，需要在相鄰的兩個排樁之間間隔一定的距離，具體的距離要結合實際情況進行設定。同時，還要確保不同排樁之間排布的緊密性，這樣才能深基坑的支護效果。實踐證明，排樁支護深基坑支護施工當中一種比較理想的支護結構，它能夠在各個區(qū)域當中對基坑穩(wěn)定與基坑加固的效果進行優(yōu)化。除了常見的柱列式排樁支護之外，還可以運用組合式和連續(xù)式的排樁支護形式。這種支護方式在軟土地基當中展現出了明顯的應用優(yōu)勢，可以為建筑的穩(wěn)定性提供有效的保障。圖3展示了排樁支護施工。

在排樁支護結構構建的過程當中，施工單位可以使用水泥攪拌柱、鋼筋混凝土攪拌柱，同時還可以使用鋼板柱，具體的柱體需要結合實際需要進行合理選擇。水泥攪拌支護在使用的過程中需要先將水泥與固化劑相融合，然后使用特殊的工具將二者攪拌均勻，在這個過程中二者會發(fā)生化學反應。在這之后將其與軟土劑混合，達到支護的效果。鋼板樁支護需要利用熱軋型材料來達到支護的效果。在操作的過程中，施工人員需要將所有的鋼板樁相互連接，使其形成一個完整的鋼板墻。

二、土建基礎施工中深基坑支護施工技術的應用難點

1.空間效應問題

在深基坑支護開挖與深基坑支護的過程當中，施工人員要對空間效應問題予以充分關注。在實踐當中發(fā)現，在深基坑開挖的過程中，土建基礎的穩(wěn)固性將會受到影響，嚴重情況下還可能會發(fā)生扭曲，導致支護施工的效果受到不良的影響。因此，在運用支護施工技術之前，要對空間效應進行預測與分析，尤其是對于那些長度與寬度比較接近的深基坑，比如方形深基坑和圓形深基坑，要通過有限元模擬的方式來分析深基坑在開挖與回填過程當中支護結構與土體之間可能會發(fā)生的相互作用，進而對深基坑支護結構的內力與型變量進行預測。與此同時，施工單位還需要做好前期勘測的工作，對深基坑挖掘與支護的地質條件進行勘測，了解地下空間當中的管道排布，在這個基礎上選擇最優(yōu)的支護方案。

2.壓力參數計算問題

土建基礎施工效果關系到建筑工程的穩(wěn)定性，因此在實施操作之前，需要分析周圍土體的力學參數，同時要對壓力做出緊密的計算。實踐證明，深基坑支護結構的穩(wěn)定性與支護結構所承受的壓力之間具有密切的聯系，同時還會受到相關力學參數的影響。與此同時，在正式施工之前，施工單位還要選擇合理的物理學公式和科學的參數計算方法來進行計算和分析，了解深基坑支護挖掘和支護這兩個環(huán)節(jié)當中各項參數所發(fā)生的變化，并將這種變化規(guī)律總結出來，對變化的趨勢進行分析。同時，還要明確不同支護結構在使用過程當中實際應力變化的范圍，在這個基礎上通過技術干預的方式來確保支護的效果。當前，郎肯公式和庫倫公式是深基坑支護壓力參數計算過程當中兩個最為常用的公式。這兩個公式在面對非變化參數時展現出了較好的效果，但是對于變化參數它的準確度比較低。在這樣的情況下，施工單位需要在技術改革的背景下提高選擇更為合理的公式，提高應力計算的水平和壓力參數計算的準確性，將深基坑支護施工誤差控制在合理的范圍內。

三、土建基礎施工中常見深基坑支護施工技術的應用策略

1.水泥攪拌柱支護施工技術的應用策略

水泥攪拌柱支護屬于排樁支護的一種類型，在土建基礎當中的應用頻率比較高。在制作水泥攪拌樁的時候，施工單位需要將水泥漿作為固化劑，利用攪拌機的鉆桿和鉆頭將土建基礎軟土地基當中的軟土與水泥漿混合均勻，這樣可以使軟土地基的硬度得到提高，提高支護施工的效果。在完成地基的處理之后，就可以通過樁或者墻的作用來達到擋土的效果。在土建基礎深基坑支護工程當中，水泥攪拌柱的使用通常會與其他支護結構相組合，可以對支護結構進行加固，同時使深基坑的抗?jié)B透效果得到加強。下圖4展示了水泥攪拌柱支護施工的流程。

在水泥攪拌柱支護施工的過程中，首先要平整場地和放線定位。通過這種方式，可以使施工現場保持較強的平穩(wěn)性。在這個過程中，施工人員需要將場地當中比較軟的土層進行換填處理，這樣才能使樁機在土層上正常行走。在樁機施工之前，還需要將施工區(qū)域內所有的雜物清除，將地下位置的障礙物移走，使鉆桿能夠在地下部位順利下鉆。在這之后需要按照施工圖紙的要求，通過放線的方式來確定樁位。其次，要對水泥攪拌柱進行攪拌和噴漿。這個過程共包括噴漿攪拌下沉、噴漿攪拌提升、重復攪拌下沉至設計深度、重復噴漿攪拌提升至孔口以及移位至下一根樁這五個步驟。

2.長螺旋鉆孔灌注樁支護施工技術的應用策略

長螺旋鉆孔灌裝支護施工的特點是利用螺旋鉆機來進行鉆孔操作，鉆孔的位置在樁底設計標高。在完成鉆孔之后，施工人員需要使用壓力泵機將混凝土注入到樁底位置。隨著鉆桿位置的提升，混凝土灌注量不斷增加，指導灌注量達到樁頂位置。在過去的土建基礎當中，長螺旋鉆孔灌裝支護施工主要是用于對地基的加固。近年來，施工技術得到了改良和提升，鋼筋籠得到了廣泛應用，該施工技術的應用范圍也得到了進一步的提升，成為了深基坑支護施工的重要形式。下圖5展示了這種施工技術的流程。

在對場地進行平整、完成放線定位之后，施工人員需要使用長螺旋鉆孔樁來進行成孔，并完成混凝土的灌裝。在這個過程中，需要對長螺旋鉆機進行檢查，使鉆頭位置保持與樁位中心的平行，在這之后通過導向架來對鉆桿的垂直度進行控制，在符合要求之后才能下鉆。如果在下鉆過程中遇到異常，需要立即停鉆，并查明原因。對于鉆出的土方，需要做好及時的清理，如果這些土方在鉆桿周邊大量堆積的話，可能會對樁機的位置造成影響。最后，還要制作和安裝鋼筋籠，并做好驗收的工作。

3.錨索支護施工技術的應用策略

錨索支護施工過程中，錨索機會通過鉆孔的方式穿過各個土層，使錨索進入到孔洞當中，在這之后完成漿體的關注。通過這種方式，錨索與周圍的土體以及土體旁邊的巖層會成為一個整體。漿體凝固之后，這一整體的堅固性也保持在比較高的水平，這可以為錨索的張拉提供一個力，使深基坑周邊的土體達到錨固的效果。下圖6展示了這種施工方式的操作流程。

在錨索支護施工的過程中，首先要對錨索孔進行定位。在土方開挖的深度到達錨索標高下放25厘米左右位置的時候，施工人員需要對錨索的位置進行復核，并按照施工圖紙中要求的水平間距完成布控操作。其次，需要進行鉆孔。在錨索成孔的過程中，經常會遇到淤泥層和粉砂層，這可能會引起塌孔和縮孔的問題，進而對錨索的安裝效果以及最終的注漿效果造成不良的影響。為了避免這一問題，需要使用履帶式跟管鉆機，并使用套管護壁完成鉆進操作。再次，要根據深基坑支護的實際需要制作和安裝錨索。最后，需要進行清孔與注漿的操作。

結論：

總的來說，在土建基礎施工的過程當中，使用深基坑支護技術可以為建筑的穩(wěn)定性提供重要的保障，這種技術的性價比較高，只需要投入比較低的成本就能達到預期的效果。但是深基坑開挖的過程中容易出現空間效應問題，在使用該技術的時候需要充分關注。與此同時，還需要選擇合適的計算公式，對支護結構的壓力參數做好準確的計算。目前，水泥攪拌樁、長螺旋鉆孔灌注樁以及錨索都是土建基礎施工當中比較常用的深基坑支護結構，在支護施工的過程中需要結合結構特點和要求來進行操作。

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