建筑工程深基坑支護施工技術控制

任慶偉

（天津泰達產(chǎn)業(yè)發(fā)展集團有限公司，天津 300457）

1 引言

深基坑支護施工技術的應用目的是通過設置支擋結(jié)構(gòu)來保證地下和基礎工程施工人員的安全，減少對周邊環(huán)境的影響。因此，當基坑開挖深度超過5 m時，應按照深基坑作業(yè)要求，根據(jù)施工現(xiàn)場的地質(zhì)勘查情況選擇相應的基坑支護技術，主要有地下連續(xù)墻、錨桿結(jié)構(gòu)、排樁形式等。施工中需要配合土方開挖、排水止水、基坑監(jiān)測等，綜合地質(zhì)、水位等施工影響因素，合理設計開挖與支護方案，并加強施工質(zhì)量控制，以確保施工有序開展。

2 深基坑支護技術的特點

2.1 復雜性

隨著高層建筑的迅速發(fā)展，基坑開挖深度不斷加深，雖然地下空間利用率有所提高，但地下空間仍是個未知數(shù)，且高層建筑對基礎的承載能力要求更高，需要提高基坑支護結(jié)構(gòu)的環(huán)境適應性，從而增加支護施工的技術難度。由于建筑工程多位于人口密集地區(qū)，必然對周邊居民的工作生活、環(huán)境、基礎設施等產(chǎn)生不小的影響，同時，也會受制于交通、管線和建筑物等，需要做好設計和施工組織安排，并嚴格按照施工的原則和方案進行施工，以保護周邊建構(gòu)筑物，避免發(fā)生施工事故。

2.2 地域性

我國地域遼闊，地質(zhì)、水文條件差異較大，即使是同一座城市，面對粉質(zhì)黏土、淤泥質(zhì)土等不良地質(zhì)和黃土地基、回填土地基等，由于深基坑支護施工需要滲入地下，在選擇支護結(jié)構(gòu)形式時必然要參考地下施工條件，在不同的城市、地域或地質(zhì)條件下，結(jié)合以往施工經(jīng)驗和施工技術規(guī)范要求，制定不同的基坑支護施工方案。擬建場地周邊空間大小對深基坑支護方案的選型也有很大影響，在有限的作業(yè)面內(nèi)無法進行大開挖，只能采用樁支護或地下連續(xù)墻支護，大空間情況可采用大開挖放坡支護、土釘墻等。

2.3 綜合性

建筑基坑支護體系雖多為臨時結(jié)構(gòu)，且大多在地下工程完工后拆除，但施工過程并不容易。由于基坑作業(yè)影響面大，影響施工的因素較多，因此，在應用該技術時需要組織相關人員了解施工現(xiàn)場，對施工周邊環(huán)境進行調(diào)查，掌握地下管線布設情況，了解地下水歷年變化，并做好相應的結(jié)構(gòu)力學計算，綜合施工區(qū)域巖土和工程結(jié)構(gòu)特征，符合基坑支護施工技術設計規(guī)范，適應復雜的施工環(huán)節(jié)，確保深基坑支護施工的有效性和可靠性。

2.4 風險性

綜合上述施工特點，深基坑支護施工需要考慮的因素很多，受內(nèi)外環(huán)境條件的影響，施工作業(yè)具有一定的難度和危險性，如需考慮地下水位引起的沉降問題，防止基坑開挖時發(fā)生坍塌事故，避免施工造成周圍地面、建筑和設施受損。因此，對施工人員的技術水平、管理人員的應急處理能力和質(zhì)量控制能力要求較高，也需要有完善的設計和科學合理的施工安排，以提高深基坑支護施工的安全防范能力，有效控制基坑變形，保障基坑在施工過程中的穩(wěn)定性，從而避免人員傷亡，減少經(jīng)濟損失。

3 建筑工程深基坑支護施工技術介紹

3.1 土層錨桿施工技術

在基坑墻面開挖過程中，相關人員應嚴格按照錨桿施工設計方案，采用錨桿鉆取設備，按照施工要求進行施工，控制鉆孔寬度、錨桿位置、灌漿參數(shù)等技術指標（見表1）。如果要固定鉆機，先檢查調(diào)整錨桿機，然后按鉆孔指定方位鉆至設計孔深，發(fā)現(xiàn)問題后立即停止鉆孔，查明原因并處理好后再進行下一步施工。鉆孔完成且質(zhì)檢合格后，將鋼筋、鋼索等材料放入其中，調(diào)整灌注速度和均勻性，注入泥漿，與土層結(jié)構(gòu)充分結(jié)合后形成具有較大抗拉強度的錨固結(jié)構(gòu)，從而起到加固保護作用。

表1 土層錨桿支護施工技術指標

3.2 地下連續(xù)墻施工技術

該技術占地面積非常小，對施工環(huán)境要求不高，適應性廣，適用于絕大多數(shù)地質(zhì)條件，具有很好的堅固性和防水性，在很多建筑工程中都能見到。但該技術難度較大，需要專業(yè)人員操作，施工前先完成導墻部分。然后用挖槽機在地下開挖基槽，進行鋼筋混凝土施工，澆筑凝結(jié)后形成一面堅固的墻（具體施工流程見圖1），多面墻構(gòu)成一個整體結(jié)構(gòu)，提高基坑穩(wěn)定性。為了達到理想的防護效果，應按地質(zhì)條件和開槽深度等參數(shù)進行設計，嚴格控制成槽質(zhì)量，選用合格的水泥等材料，科學設計各原材料的配比，合理設計連續(xù)墻的厚度、導墻深度，以保證連續(xù)墻的強度，避免坍塌，同時，提高地下連續(xù)墻的防水防滲性能。

圖1 地下連續(xù)墻施工流程現(xiàn)場示意圖

3.3 土釘支護施工技術

由于邊坡土體在彎矩、拉力作用下產(chǎn)生變形，為了加固邊坡，可鉆孔注漿，在土層一定深度處制作鋼筋混凝土土釘，利用土釘與土體之間的摩擦力提高邊坡土體穩(wěn)定性，加固支護效果明顯，且操作流程簡便、施工量小、施工安全性高、應用成本低、施工產(chǎn)生的負面影響較小，經(jīng)濟效益好，因此，在建筑工程中非常受歡迎，常用于加固和錨固場地。基坑開挖完成后，在基坑原有的土體上直接施工，利用土釘構(gòu)成密集排列的墻，并在表面噴射混凝土，使土體與之緊密連接構(gòu)成堅固的復合體，以土釘作為主要的受力部分來提高原土體的承載性，保證基坑整體穩(wěn)定性。施工要點是保證土釘強度和抗拔力達標，可根據(jù)強度設計標準，結(jié)合土釘拉拔試驗進行檢測，該試驗一般由第三方執(zhí)行，以保證其公正性。

4 深基坑支護施工技術的控制要點

4.1 做好基坑前期開挖控制

深基坑施工的開挖量一般較大，為了控制開挖精度，采用挖掘機與人工配合施工，遵循“分段分層、自上而下”的施工原則，采用隨挖隨護的施工方法，具體開挖和支護方式需要在對現(xiàn)場情況的全方位了解和認識后合理選擇。開挖過程中要考慮人員安全、基坑坍塌事故防控、棄土處置、滲水處理等問題，因此，開挖施工時要及時處理挖出的土方，避免在工作面附近堆積造成基坑坍塌。開挖過程中如果遇到阻礙或是破壞了地下管道，必須立即停工，通知相關人員商討處理措施，確保整體安后再繼續(xù)施工。另外，開挖過程中要做好施工監(jiān)測，嚴格控制誤差，在接近設計深度時，應由人工對基坑底部及四周進行精細化處理，保證誤差不超過20mm，并根據(jù)基坑及周圍的變形監(jiān)測結(jié)果控制開挖速度。

4.2 規(guī)范開展降排水施工

地表降水和地下水位等因素都會影響深基坑施工的安全性，如一些粉砂土的地下水含量較高或部分地區(qū)降雨量豐富，會導致坑底滲水、積水嚴重，影響施工。同時，由于土體浸泡而變得松散，基坑失穩(wěn)的可能性較大，因此，基坑支護施工應結(jié)合地下環(huán)境和氣候條件制定降水、排水、防水應急預案，以堵為主，排水為輔，避免基坑積水，實現(xiàn)快速清理坑內(nèi)積水的目的。例如，采取明排降水法，在基坑內(nèi)設置一定數(shù)量的集水井和排水溝，使水自行流出，或是采用水泵等設備快速抽出積水。還可設置排水夾心墻，采取井點降水法，降低地下滲水的影響。對于地下水位較高、臨近水源的工程項目或雨水充沛的地區(qū)，還要對地下水位進行動態(tài)監(jiān)測，關注氣象預報，提前做好防控，調(diào)整施工計劃，避免流沙、管涌等現(xiàn)象的發(fā)生，為基坑支護施工提供較為干燥的施工環(huán)境。

4.3 合理選擇支護施工技術

深基坑支護施工的應用形式多種多樣，其優(yōu)點和缺點各不相同，而且隨著行業(yè)的發(fā)展，許多支護技術不斷升級改進，其施工方式、應用效果越來越好。目前，土釘墻、土層錨桿、地下連續(xù)墻等的應用較為普遍，其中又可細分為重力式擋土墻、懸臂式與混合式支護結(jié)構(gòu)等類型，因此，為了保證深基坑支護施工效果，不僅要準確掌握基坑施工區(qū)域的土層地質(zhì)情況，還要考慮建筑工程深基坑支護施工的要求，準確分析各支護施工技術的適用性和可行性、支護方法的經(jīng)濟性和安全性，按照因地制宜、基于實際的原則，選擇適合基坑開挖的支護技術，編制完善合理的施工方案，以保證深基坑支護結(jié)構(gòu)形式的效用。

4.4 做好深基坑支護施工監(jiān)測

根據(jù)深基坑支護施工的要求，必須消除基坑施工對環(huán)境和安全施工的不利影響。因此，在基坑開挖前，應根據(jù)施工過程中可能發(fā)生的變化制定監(jiān)測方案，確定監(jiān)測范圍、監(jiān)測方式、監(jiān)測對象、監(jiān)測頻率、監(jiān)測指標預警值等。例如，在城市中心區(qū)域施工的項目需對相鄰建筑物和重要管線、道路進行沉降觀測，避免破壞城市基礎設施和建筑物，監(jiān)測施工噪音、粉塵量，以采取合理的綠色文明施工防控措施，防止影響周圍環(huán)境，對基坑的變形和地下水位進行監(jiān)測，以及時發(fā)現(xiàn)異常情況，排除安全隱患。通過合理有效的監(jiān)測，使整個施工過程處于嚴密監(jiān)控狀態(tài)，根據(jù)監(jiān)測記錄進行施工管理，提高支護施工質(zhì)量，確保支護結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。

5 深基坑支護施工技術的有效控制措施

5.1 完善設計方案

為了提高工程設計質(zhì)量，必須做好施工場地環(huán)境的勘測，了解施工場地及周邊建筑物的位置和高度，地面雨水、地下水位、地下管線、施工區(qū)域的土壤分布情況，為工程設計儲備數(shù)據(jù)信息，以施工監(jiān)測為主導信息進行基坑支護結(jié)構(gòu)受力計算，并根據(jù)支護結(jié)構(gòu)變形控制表確定設計參數(shù)，以保證支護結(jié)構(gòu)強度和剛度滿足要求。通過以上全面準確的工程信息，科學合理地評估建筑場地，并經(jīng)過行業(yè)專家論證，優(yōu)選出最合適的深基坑支護施工技術方案。同時，要落實現(xiàn)場核查，通過現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)和檢查結(jié)果糾正圖紙中的不合理區(qū)域，以各項監(jiān)測、檢查記錄作為后期施工方案調(diào)整、安全防護預案制定的重要參考依據(jù)，從而提高深基坑支護設計和施工的可行性。

5.2 提高施工管理效能

為保證深基坑支護施工方案得到有效落實，必須嚴格避免施工中出現(xiàn)的不規(guī)范施工行為。

（1）建立完善的質(zhì)量管理體系，明確管理人員及其責任，確定管理辦法和標準，建立監(jiān)督與獎懲機制，確保各項制度措施得到有效執(zhí)行和落實，提高員工的主動性和安全意識。

（2）按照管理制度，結(jié)合基坑支護施工特點，規(guī)范支護施工管理，實行全過程動態(tài)管理，對施工計劃、技術、進展實施監(jiān)督和檢測，使各個環(huán)節(jié)的施工行為得到合理約束，使每一道工序都專業(yè)、標準化完成，并加強細節(jié)控制，對人工、設備、材料等進行全面檢查，控制支護施工技術要點，減少內(nèi)外因素對深基坑支護施工的影響，以降低工程質(zhì)量問題的發(fā)生概率。

5.3 注重施工安全防護

基坑支護施工是一項具有較高風險因素的專業(yè)性工程，應積極開展各項安全活動。

（1）做好安全檢測工作，對可能引發(fā)安全事故的地下水位、支護結(jié)構(gòu)、影響支護施工的巖土承載性能及施工過程中的巖土穩(wěn)定性進行檢測，對周邊建筑物和設施的位移、沉降進行定期檢測，制定深基坑支護施工專項施工和管理方案。

（2）制定明確的應急預案，如針對基坑塌陷、管涌、樁身斷裂確定施工和管理重難點，設計防治措施，制定事故發(fā)生時的應急處理措施，以便及時補救、科學處理。

（3）完善安全防護措施，如現(xiàn)場材料擺放合理，機械設備應定期維護保養(yǎng)，機械操作人員和特殊工種人員應持證上崗，施工人員應正確穿戴安全裝備，現(xiàn)場設立安全部門，安排安全員監(jiān)工，以確?；又ёo施工的安全進行。

6 結(jié)語

深基坑支護施工作為基礎及地基施工中的重要組成部分，對工程后期施工質(zhì)量與安全影響較大。加強對基坑支護施工技術的控制不僅關系到施工現(xiàn)場的安全，還關系到周邊居民和建筑設施的安全，同時，對支護施工效果也會有影響。因此，在深基坑支護施工中，必須結(jié)合深基坑支護施工特點、現(xiàn)場實際情況設計開挖和支護施工方案，選擇合理的支護方式，設置降排水裝置，做好基坑監(jiān)測，加強施工質(zhì)量和安全管理，確保支護效果。