基坑支護(hù)工程及周邊環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)實(shí)踐

謝圣中

中啟膠建集團(tuán)有限公司（湖北分公司） 湖北武漢 430070

近年來，隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，建筑工程項(xiàng)目數(shù)量逐漸增多，項(xiàng)目規(guī)模日益擴(kuò)大，取得了一定成效，受到人們的廣泛關(guān)注，但也面臨著一系列挑戰(zhàn)，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，建筑工程企業(yè)為了取得長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展，必須著眼于當(dāng)下，堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展理念，加強(qiáng)對(duì)建筑工程施工質(zhì)量的管理，以提高建筑工程施工效益。建筑工程深基坑施工是建筑工程建設(shè)中的重要組成部分，應(yīng)予以高度重視，通過科學(xué)的支護(hù)技術(shù)進(jìn)行有效施工，提高深基坑施工質(zhì)量，使建筑工程地基更牢固和穩(wěn)定，保障建筑工程整體的安全性，實(shí)現(xiàn)建筑工程深基坑支護(hù)技術(shù)施工效益最大化。

1 建筑施工中深基坑支護(hù)施工的特點(diǎn)

首先，深基坑支護(hù)施工具有區(qū)域性的特點(diǎn)，在不同區(qū)域當(dāng)中會(huì)受到不同因素的影響。尤其是當(dāng)水文狀況和地質(zhì)條件發(fā)生變化時(shí)，對(duì)深基坑施工也提出了不同要求，必須結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)的情況構(gòu)建完善的施工方案，確保方案可行性及科學(xué)性。應(yīng)該提前做好地質(zhì)勘察工作，在勘察報(bào)告當(dāng)中對(duì)真實(shí)狀況進(jìn)行記錄，從而為后續(xù)施工提供依據(jù)。其次，深基坑施工還具有復(fù)雜性的特點(diǎn)。由于深基坑支護(hù)施工的環(huán)境較為復(fù)雜，因此在施工中容易發(fā)生坍塌事故，給設(shè)備和人員安全造成威脅。如果在前期未能對(duì)土壤壓力進(jìn)行計(jì)算和監(jiān)測(cè)，則導(dǎo)致施工風(fēng)險(xiǎn)增大。在支護(hù)施工中需要做好周圍管線、建筑情況的評(píng)估，避免出現(xiàn)較多的交叉施工情況。對(duì)過往施工情況進(jìn)行總結(jié)，分析支護(hù)施工的規(guī)律，以構(gòu)建良好的風(fēng)險(xiǎn)管控機(jī)制[1]。

2 自動(dòng)化監(jiān)測(cè)的目的

利用自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)去取代傳統(tǒng)的人工監(jiān)測(cè)方式，是為了能夠連續(xù)不間斷的自動(dòng)對(duì)深基坑的支護(hù)結(jié)構(gòu)以及建筑物的基礎(chǔ)情況進(jìn)行有效的監(jiān)控。傳統(tǒng)的人工監(jiān)測(cè)方式依靠的是肉眼和一般的監(jiān)測(cè)儀器，得到的監(jiān)測(cè)結(jié)果的精確度難以保證，并且因?yàn)橹饔^的人為因素造成監(jiān)測(cè)紕漏出現(xiàn)的概率也相對(duì)較大。而自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，除了自動(dòng)化之外，另一大優(yōu)勢(shì)就是能夠保證數(shù)據(jù)信息反饋的及時(shí)性，數(shù)據(jù)在可靠度方面也較為有保障，故而能夠最大限度地滿足對(duì)應(yīng)用計(jì)算技術(shù)的高效率施工所提出的要求。自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以對(duì)監(jiān)測(cè)所得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)比對(duì)，一旦發(fā)現(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)達(dá)不到安全標(biāo)準(zhǔn)，就會(huì)在第一時(shí)間發(fā)出警報(bào)，引起管理人員和施工人員的注意，提醒管理和施工人員盡快采取有效的措施對(duì)問題進(jìn)行解決[2]。

3 深基坑監(jiān)測(cè)技術(shù)

3.1 建筑管線、建筑物以及地表圍護(hù)墻定的監(jiān)測(cè)

針對(duì)本工程項(xiàng)目中的建筑管線、建筑物以及地表圍護(hù)墻的監(jiān)測(cè)工程主要是監(jiān)測(cè)沉降的實(shí)際情況。在實(shí)際監(jiān)測(cè)工作中主要采用獨(dú)立的高程系統(tǒng)，根據(jù)相關(guān)規(guī)范要求要在距離深基坑的100m以外的區(qū)域內(nèi)設(shè)計(jì)兩組固定的監(jiān)測(cè)水準(zhǔn)點(diǎn)，可以標(biāo)記為H1、H2、H3、H4，然后借助高精度的測(cè)量?jī)x器測(cè)量出這四個(gè)點(diǎn)位的實(shí)際高差，將這四個(gè)點(diǎn)位確定為變形與沉降的基準(zhǔn)點(diǎn)。在實(shí)際監(jiān)測(cè)工作中需要注意的是這四個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)必須形成一條等水準(zhǔn)閉合線路，最后由線路內(nèi)的多個(gè)工作點(diǎn)來測(cè)定監(jiān)測(cè)點(diǎn)的高程，同時(shí)要保證測(cè)量閉合差不得＞±0.5mm×√N(yùn)。各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)確定需要取＞三次的測(cè)量平均值，其中前后兩次所獲得的測(cè)量之差是本次監(jiān)測(cè)到的沉降變化情況；測(cè)量值與初值之差則為累計(jì)沉降變化量。

3.2 水平位移監(jiān)測(cè)

基坑工程水平位移監(jiān)測(cè)自2019年03月19日進(jìn)行第一次觀測(cè)，至2020年01月13日進(jìn)行最后一次觀測(cè)，在此期間共進(jìn)行79次變形觀測(cè)，基坑工程的22個(gè)水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)的水平位移累計(jì)量在5.9～24.5mm之間，均未超過報(bào)警值；水平位移變化速率在0.0～1.0mm/d之間，均未達(dá)到報(bào)警值（3.0mm/d）。22個(gè)水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)位移累計(jì)量最大為K14監(jiān)測(cè)點(diǎn)，其水平位移累計(jì)量為24.5mm；最大變化速率為K16監(jiān)測(cè)點(diǎn)，

變化速率為1.0mm/d，均未達(dá)到報(bào)警值。在基坑開挖到設(shè)計(jì)深度后的監(jiān)測(cè)過程中，各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的水平位移變化均呈收斂趨勢(shì)，在最后幾次觀測(cè)中，各點(diǎn)變化值接近0.0mm，表明基坑在土方開挖及地下結(jié)構(gòu)施工過程中處于穩(wěn)定狀態(tài)[3]。

3.3 深基坑圍護(hù)墻頂?shù)奈灰票O(jiān)測(cè)

深基坑圍護(hù)墻頂?shù)奈灰票O(jiān)測(cè)是重要的監(jiān)測(cè)內(nèi)容之一。在實(shí)際工作中要遵循準(zhǔn)直線法監(jiān)測(cè)原則，通過確定被監(jiān)測(cè)目標(biāo)的一條邊為基礎(chǔ)，在這條邊的兩端的原處設(shè)置穩(wěn)固的基準(zhǔn)點(diǎn)，可以標(biāo)記為H1、H2，將測(cè)量設(shè)備經(jīng)緯儀架設(shè)在H1點(diǎn)位后，定向H2，使得H1、H2聯(lián)為一條測(cè)量基準(zhǔn)線，在這條測(cè)量基準(zhǔn)線可以設(shè)置多個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，借助經(jīng)緯儀來讀取各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)至H1H2基準(zhǔn)線的垂直距離，同樣需要取多次測(cè)量數(shù)據(jù)的平均值來確定變形情況。針對(duì)在實(shí)際施工中無法運(yùn)用基準(zhǔn)直線測(cè)量的情況可以采用測(cè)小角法來完成對(duì)圍護(hù)墻頂位移的監(jiān)測(cè)工作。

3.4 加強(qiáng)關(guān)鍵部位監(jiān)測(cè)

在建筑工程深基坑支護(hù)施工中，涉及到較多的點(diǎn)位，一旦施工人員沒有嚴(yán)格按照施工設(shè)計(jì)方案的要求進(jìn)行操作，就會(huì)影響到施工質(zhì)量，因此，施工企業(yè)還必須加強(qiáng)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際點(diǎn)位的監(jiān)測(cè)和控制，包括標(biāo)高、沉降位及地下水位等，同時(shí)還要加強(qiáng)對(duì)深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的基本參數(shù)和形態(tài)進(jìn)行全面監(jiān)測(cè)，一旦在監(jiān)測(cè)工作中發(fā)現(xiàn)可能存在影響工程施工質(zhì)量及安全的問題，監(jiān)測(cè)人員應(yīng)及時(shí)做好記錄，并及時(shí)上報(bào)，以利于在最短的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行處理，從而避免安全事故的發(fā)生[4]。例如：施工企業(yè)的管理人員應(yīng)加強(qiáng)對(duì)地下水滲透現(xiàn)象的密切監(jiān)測(cè)，一旦發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)滲漏的情況，應(yīng)立即上報(bào)，并聯(lián)合現(xiàn)場(chǎng)施工人員，在施工部位安裝止水帷幕，以有效擋水。

3.5 深基坑地下水位的監(jiān)測(cè)

深基坑地下水位監(jiān)測(cè)工作原理是，通過在基坑外邊線之外2m～4m的范圍內(nèi)提前預(yù)埋坑外水位監(jiān)測(cè)孔位，在實(shí)際埋設(shè)過程中可以借助鉆機(jī)來監(jiān)測(cè)孔的布設(shè)，監(jiān)測(cè)孔的深度必須達(dá)到6m，然后在孔位內(nèi)穿入PVC水位管，在PVC水位管埋設(shè)過程中一定要注意外部砂石的漏入，影響濾頭的滲水，在PVC水位管穿入監(jiān)測(cè)孔后及時(shí)用膨潤(rùn)土進(jìn)行填實(shí)處理，防止接管處發(fā)生漏水情況[5]。在實(shí)際水位監(jiān)測(cè)工作中降水前要測(cè)的不同水位孔孔口高程以及水位至孔口的高度，做好詳細(xì)的記錄，再計(jì)算獲得不同水位孔的水位標(biāo)高，初始水位要取連續(xù)兩次測(cè)量的平均值，每次水位與初始水位標(biāo)高比較即為水位累計(jì)變化量。監(jiān)測(cè)過程要求定期測(cè)量孔口標(biāo)高，以糾正孔被壓而使孔口標(biāo)高變化。

4 建筑施工中深基坑支護(hù)施工技術(shù)的應(yīng)用措施

4.1 護(hù)坡樁支護(hù)施工技術(shù)

護(hù)坡樁在深基坑支護(hù)中的應(yīng)用較多，可以通過護(hù)坡處理來改善基坑周圍土體的穩(wěn)定性和承載力，避免在施工中出現(xiàn)坍塌事故。首先，應(yīng)該開展施工放線工作。明確設(shè)計(jì)圖紙中的水準(zhǔn)點(diǎn)及坐標(biāo)點(diǎn)，在測(cè)放樁位軸線時(shí)應(yīng)該明確樁位平面圖的基本要求，對(duì)樁位絕對(duì)標(biāo)高、軸線和樁位偏差進(jìn)行合理控制，分別在10mm、10mm和20mm以內(nèi)，避免誤差過大而影響支護(hù)效果。其次，應(yīng)該開展成孔作業(yè)。長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)在成孔施工中的應(yīng)用較為常見，應(yīng)該提前做好巖土勘察報(bào)告的分析，了解施工區(qū)域的巖土特點(diǎn)。在規(guī)定位置安裝鉆孔機(jī)后，針對(duì)鉆進(jìn)過程進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)測(cè)，當(dāng)出現(xiàn)鉆進(jìn)受阻、鉆桿跳動(dòng)和機(jī)架振動(dòng)等情況時(shí)應(yīng)該及時(shí)停止施工，對(duì)其中的問題進(jìn)行排查，避免造成事故問題。再其次，應(yīng)該開展清孔作業(yè)。根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)鉆孔深度加以控制，明確孔徑和垂直度情況[6]。安裝導(dǎo)管和鋼筋籠后應(yīng)該及時(shí)開展第二次清孔作業(yè)，為混凝土澆筑奠定保障。正循環(huán)法和掏渣法在第二次和第一次清孔中的應(yīng)用較多。最后，應(yīng)該按照規(guī)定安裝鋼筋籠。完成螺旋筋鋼筋、主筋和加強(qiáng)筋等鋼筋的制作后對(duì)其質(zhì)量進(jìn)行驗(yàn)收，保障良好的焊接質(zhì)量，尤其是要針對(duì)接頭位置進(jìn)行處理。護(hù)坡樁支護(hù)技術(shù)具有綜合性的特點(diǎn)，適用于大多數(shù)的深基坑施工當(dāng)中，在施工中需要嚴(yán)格做好流程設(shè)計(jì)，保障良好的施工工序，否則會(huì)對(duì)支護(hù)質(zhì)量造成影響。

4.2 深層攪拌樁支護(hù)施工技術(shù)

深層攪拌樁支護(hù)施工技術(shù)，也是當(dāng)前建筑工程深基坑支護(hù)施工常用的一種支護(hù)技術(shù)。在實(shí)際運(yùn)用中，施工人員需要借助相關(guān)的機(jī)械設(shè)備，將水泥及混凝土等原材料灌注到地基中，然后進(jìn)行充分的攪拌，促使水泥、混凝土等與軟土充分結(jié)合、硬化，從而促使軟土地基充分硬結(jié)，提升其承載能力[5]。在建筑工程深基坑支護(hù)施工中運(yùn)用這種支護(hù)施工技術(shù)，十分簡(jiǎn)單易行，且支護(hù)效果比較理想。但施工人員必須根據(jù)施工方案的要求，確保水泥、混凝土的質(zhì)量符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，并能與軟土地基中的軟土充分混合，為此，施工單位必須精心挑選合適的攪拌機(jī)，確保攪拌機(jī)的質(zhì)量符合設(shè)計(jì)方案的要求，能夠在完成攪拌工作后，提升地基的穩(wěn)固性，為后續(xù)的施工提供支撐[7]。

4.3 混凝土灌注樁支護(hù)技術(shù)施工應(yīng)用

進(jìn)行建筑工程深基坑支護(hù)施工時(shí)，可選擇混凝土灌注樁支護(hù)技術(shù)，此技術(shù)的應(yīng)用在實(shí)際施工中具有一定的復(fù)雜性，但施工效果較好。施工人員應(yīng)全面把控混凝土灌注樁支護(hù)技術(shù)施工流程，關(guān)注施工中的每一個(gè)環(huán)節(jié)，了解混凝土灌注樁支護(hù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，全面把控施工質(zhì)量，嚴(yán)格貫徹落實(shí)施工規(guī)章制度，提高施工效率。應(yīng)用混凝土灌注樁支護(hù)技術(shù)前，先做好相應(yīng)的準(zhǔn)備工作，在不影響施工質(zhì)量的前提下，盡量縮短施工工期，降低工程成本，合理應(yīng)用支護(hù)技術(shù)，以提高建筑工程的安全性。

4.4 土層錨桿支護(hù)施工技術(shù)

土層錨桿支護(hù)施工技術(shù)也是一種常用的深基坑支護(hù)技術(shù)，但相較于前五種深基坑支護(hù)施工技術(shù)而言，土層錨桿支護(hù)施工技術(shù)對(duì)施工人員的技術(shù)水平要求更高。在具體的施工過程中，如果施工人員采用這種支護(hù)施工技術(shù)，需要先進(jìn)行測(cè)量放樣，然后運(yùn)用錨桿鉆機(jī)在指定的位置處鉆孔，成孔后向孔內(nèi)注入調(diào)配好的水泥漿，從而提高支護(hù)主體的強(qiáng)度，確保建筑物的穩(wěn)定性。為此，在施工前，施工企業(yè)需要讓專業(yè)技術(shù)人員對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行全面、詳實(shí)的測(cè)量和評(píng)估，準(zhǔn)確設(shè)定鉆孔的位置及深度。而且在具體執(zhí)行的過程中，施工人員也必須嚴(yán)格按照相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行作業(yè)，以保證施工的質(zhì)量[8]。

4.5 護(hù)坡樁施工技術(shù)應(yīng)用

相較于傳統(tǒng)的建筑工程深基坑施工，其不僅要保障施工質(zhì)量，還要注重其環(huán)保性，盡量縮短施工時(shí)間，減少施工污染和噪聲污染。進(jìn)行護(hù)坡樁施工時(shí)，可充分利用鉆孔壓漿樁技術(shù)的作用提高施工效率。鉆孔壓漿樁技術(shù)利用水泥漿進(jìn)行護(hù)壁處理，通過多次補(bǔ)漿或是投放碎石的方式，處理無砂混凝土樁。施工過程中，需要嚴(yán)格貫徹落實(shí)各項(xiàng)規(guī)章制度，在符合施工設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的要求下，確定樁位點(diǎn)，設(shè)置合理的結(jié)構(gòu)軸線。可利用螺旋鉆桿進(jìn)行施工，達(dá)到目標(biāo)深度后停止運(yùn)作，使用鉆桿芯管注入漿液，使?jié){液抵達(dá)地下水位。提出全部鉆桿后，需要將鋼筋籠投放至孔內(nèi)，填充骨料，進(jìn)行高壓補(bǔ)漿。坡樁施工技術(shù)屬于一次成孔，需要實(shí)施有效措施保證其質(zhì)量。

4.6 加強(qiáng)施工檢測(cè)與監(jiān)測(cè)

受某些客觀因素影響，建筑深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的工程設(shè)計(jì)尺寸可能會(huì)出現(xiàn)不完全符合建筑設(shè)計(jì)圖的情況，為了避免再次發(fā)生類似的安全問題，深基坑工程開挖與開掘支護(hù)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)工程施工前，須同時(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)測(cè)量表和放樣，將根據(jù)設(shè)計(jì)表和圖紙準(zhǔn)確地測(cè)量放樣在施工作業(yè)面上，減少開挖支護(hù)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)工程幾何設(shè)計(jì)尺寸上的誤差，保證開挖支護(hù)結(jié)構(gòu)工程施工時(shí)的質(zhì)量。同時(shí)，對(duì)排水支護(hù)管道工程所用的合格材料及其規(guī)格、性能等條件進(jìn)行嚴(yán)格檢測(cè)，不允許使用不同規(guī)格的合格材料產(chǎn)品。在深基坑支護(hù)基層施工過程中，對(duì)基層地下水和其他支護(hù)基層結(jié)構(gòu)的水體位移、沉降等具體情況，可進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，建筑工程深基坑支護(hù)技術(shù)施工具有重要的作用，不僅能夠保證地下空間施工的安全性，還有利于改善施工環(huán)境，提高建筑工程主體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。因此在實(shí)際施工過程中，需要采取有效的質(zhì)量管理措施，保障深基坑施工的順利實(shí)施，提高深基坑支護(hù)施工技術(shù)水平。