復(fù)雜地質(zhì)及環(huán)境條件深基坑支護(hù) 綜合施工關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用

【摘要】近年來，我國建筑行業(yè)發(fā)展十分迅猛，在高層、超高層建筑施工中，深基坑支護(hù)施工是整個(gè)工程質(zhì)量、安全的根基，具有重要的意義。在深基坑支護(hù)施工過程中經(jīng)常會遇到復(fù)雜地質(zhì)及環(huán)境條件，造成施工困難，安全隱患。本文首先對深基坑支護(hù)施工技術(shù)進(jìn)行概述，然后對其必要性以及施工中存在的問題進(jìn)行探討，最后對其技術(shù)綜合應(yīng)用進(jìn)行分析，以期為建筑工程施工提供借鑒作用。

【關(guān)鍵詞】深基坑支護(hù)綜合施工;復(fù)雜地質(zhì)及環(huán)境條件;關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用;措施

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2022.13.059

引言：

深基坑支護(hù)施工技術(shù)在建筑施工中占有重要地位，可以確保其施工質(zhì)量和施工安全，并提高施工效率。因此，應(yīng)持續(xù)對深基坑支護(hù)施工技術(shù)進(jìn)行研究與完善，從而推動我國建筑行業(yè)的向前發(fā)展。

1、深基坑支護(hù)綜合施工技術(shù)研究的意義及必要性

目前來說，深基坑支護(hù)施工技術(shù)主要運(yùn)用于高層或超高層建筑，是建筑工程中一項(xiàng)基礎(chǔ)施工步驟，其使用范圍十分廣泛，風(fēng)險(xiǎn)性也相對較低。深基坑支護(hù)施工技術(shù)具有很多類型，因此，在建筑施工中，應(yīng)根據(jù)其巖土工程條件及周邊環(huán)境，選擇恰當(dāng)?shù)囊豁?xiàng)或多項(xiàng)支護(hù)技術(shù)，以確保基坑工程可以順利開展。

通常情況下，在進(jìn)行施工作業(yè)時(shí)，都會采取支護(hù)施工技術(shù)，主要目的就是為了基坑內(nèi)施工的安全，并且在一定程度上，對于施工作業(yè)人員的安全予以保障。同時(shí)，支護(hù)技術(shù)對于其基坑工作而言，還能提供質(zhì)量保證，從而確保整體施工技術(shù)的順利開展。除此之外，深基坑支護(hù)施工技術(shù)還能提高其防水性，確保其不會因?yàn)樘鞖獾炔焕蛩貙φw工程造成影響。

2、建筑工程深基坑支護(hù)施工技術(shù)存在的問題

2.1支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中計(jì)算不精確

深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)在目前設(shè)計(jì)中，仍然存在計(jì)算不精確的問題，其還是采用傳統(tǒng)的極限平衡法作為計(jì)算方法。而基坑開挖的是一個(gè)動態(tài)的過程，會產(chǎn)生土體的應(yīng)力集中和松弛問題，并且隨著時(shí)間的推移，土體的強(qiáng)度也發(fā)生不斷變化，基坑會產(chǎn)生各類變形。通過對相關(guān)工程的分析，運(yùn)用極限平衡法來做基坑可靠性的分析，如果在理論上分析基坑是可靠的，但是在實(shí)際的施工過程中還是會出現(xiàn)破壞。

2.2基坑監(jiān)測管控方案不夠完善

監(jiān)測管理工作可以在一定程度上提高深基坑支護(hù)施工技術(shù)質(zhì)量。但目前實(shí)際情況卻是，深基坑監(jiān)測管控方案不夠完善，導(dǎo)致監(jiān)測難以發(fā)揮出自身的優(yōu)勢，并對深基坑支護(hù)施工提供有利的指導(dǎo)。目前，在一些基坑檢測管控方案設(shè)立過程中，缺乏對周圍環(huán)境因素的考察和分析，對于相關(guān)數(shù)據(jù)變化結(jié)果沒有進(jìn)行深度的分析，使其所提供的成果案缺乏一定的合理性，并且無法進(jìn)行信息化施工和動態(tài)設(shè)計(jì)。

2.3土方開挖技術(shù)控制存在不足

深基坑支護(hù)施工技術(shù)水平受到土方開挖技術(shù)的影響，土方開挖技術(shù)控制水平越高，越能促進(jìn)深基坑支護(hù)施工技術(shù)水平的提高。但目前實(shí)際情況卻是，有部分土方開挖技術(shù)對于施工地區(qū)的地下管道網(wǎng)絡(luò)情況沒有充足的了解，并且缺乏相應(yīng)的技術(shù)措施應(yīng)用，無法對地下管道網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行保護(hù)。還有部分土方開挖技術(shù)在其應(yīng)用過程中沒有對坡道狀態(tài)進(jìn)行充分的考量，使得其在挖掘過程中車輛難以進(jìn)行安全的作業(yè)。

3、建筑工程中深基坑支護(hù)施工術(shù)應(yīng)用管理措施

3.1做好施工前準(zhǔn)備工作

在建筑工程施工過程中，開展深基坑支護(hù)施工技術(shù)時(shí)，為確保整體施工質(zhì)量與安全，要做好施工前的準(zhǔn)備工作，對于施工現(xiàn)場會影響施工進(jìn)程的各個(gè)因素進(jìn)行嚴(yán)格的檢查與分析，并對施工現(xiàn)場進(jìn)行科學(xué)的測量。因此，在開展建筑工程深基坑支護(hù)施工工作前，應(yīng)進(jìn)行充分的準(zhǔn)備工作。

3.2制定符合深基坑支護(hù)技術(shù)操作的管控制度

在深基坑支護(hù)施工技術(shù)開展過程中，相關(guān)技術(shù)管理人員要運(yùn)用一定的管理制度對支護(hù)工作進(jìn)行約束。在深基坑施工過程中，由于其自身具有一定的不確定性，使得支護(hù)技術(shù)方案會隨時(shí)面臨調(diào)整的情況，具有較強(qiáng)的靈活性。因此，在深基坑支護(hù)技術(shù)操作過程中，應(yīng)制定相關(guān)的管理制度，以確保工作的規(guī)范性。例如，應(yīng)對深基坑施工管理人員以及操作人員進(jìn)行崗位與職責(zé)的明確，并對其工作標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)定，以確保其可以各司其職，從而保證深基坑支護(hù)施工的順利進(jìn)行。而對于施工過程中需要多崗位進(jìn)行協(xié)調(diào)的工作，則必須對所有參與的技術(shù)人員進(jìn)行操作規(guī)范，并制定明確的質(zhì)量要求，對于深基坑支護(hù)施工中的每一個(gè)環(huán)節(jié)都進(jìn)行嚴(yán)格的管控。

4、長沙五礦廣場項(xiàng)目深基坑工程綜合施工技術(shù)實(shí)施應(yīng)用

4.1復(fù)雜地質(zhì)及環(huán)境條件

（1）本工程地處長沙市天心區(qū)南湖新城板塊核心區(qū)域，東至?xí)郝罚现粮煌罚髦料娼蟮溃敝寥A融湘江銀行大廈（建設(shè)中），屬于老城區(qū)且施工場地周邊狹小。

（2）基坑?xùn)|側(cè)：為書院路，基坑距離道路約較近 5m 地下管線較多。鉆孔Z10-Z11附近有地下水管及電纜（地面有標(biāo)識），用地紅線內(nèi)部有天然氣閥及延伸管。基坑南側(cè)：緊鄰棗子園約15m小區(qū)用地紅線附近有水管及公共用電管線。根據(jù)調(diào)查棗子園小區(qū)為框架結(jié)構(gòu)。基坑西側(cè)：為湘江中路，基坑距離道路約較近5m地下管線較多，緊鄰用地紅線（公共用電管線與用地紅線重合）。緊鄰湘江，地下水位較高。基坑北側(cè)：為華融湘江銀行，其地下室為整體地下室（3-4層、埋置深度 14.9～22.3m）距離本工程基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)最近約10m。

4.2方案比選

（1）方案1

采用樁+囊式擴(kuò)體錨桿及可拆芯錨桿形成支護(hù)體系，旋噴樁及支護(hù)樁形成帷幕，配合坑內(nèi)疏干井、坑外應(yīng)急井形成止水體系。

（2）方案2

采用樁+2 排環(huán)形內(nèi)撐支護(hù)體系，旋噴樁及支護(hù)樁形成帷幕，配合坑內(nèi)疏干井、坑外應(yīng)急井形成止水體系。

（3）方案3

采用樁+2 排對角內(nèi)撐形成支護(hù)體系，旋噴樁及支護(hù)樁形成帷幕，配合坑內(nèi)疏干井、坑外應(yīng)急井形成止水體系。

（4）方案4

西半部：樁+囊式擴(kuò)體錨桿及可拆芯錨桿形成支護(hù)體系，東半部：樁+對角內(nèi)撐形成支護(hù)體系，旋噴樁及支護(hù)樁形成帷幕，配合坑內(nèi)疏干井、坑外應(yīng)急井形成止水體系。

（5）方案5

采用樁+一排對角內(nèi)撐、局部雙排樁形成支護(hù)體系，旋噴樁及支護(hù)樁形成帷幕，配合坑內(nèi)疏干井、坑外應(yīng)急井形成止水體系。

4.3方案優(yōu)化選定

（1）根據(jù)地方政府行政要求，基坑采用了內(nèi)支撐支護(hù)形式。

（2）根據(jù)分區(qū)分期施工要求，采用東西角撐的布局方案，因考慮分區(qū)拆撐后結(jié)構(gòu)受力不合理等問題，放棄了環(huán)撐等內(nèi)撐方案。在分區(qū)界線部位采用放坡形式進(jìn)行臨時(shí)性支護(hù)。

（3）考慮到北側(cè)支護(hù)環(huán)境和支護(hù)條件等特點(diǎn)，同時(shí)為主體結(jié)構(gòu)施工爭取有利的作業(yè)空間，放棄了基坑中部對撐（二個(gè)獨(dú)立的對撐）方案，而是利用結(jié)構(gòu)承載能力，在基坑南側(cè)采用島形結(jié)構(gòu)支撐支護(hù)形式，北側(cè)采用懸臂樁支護(hù)形式。

（4）根據(jù)場地地形態(tài)勢，統(tǒng)一圍護(hù)結(jié)構(gòu)頂標(biāo)高，以冠梁形成環(huán)形閉合，并作為內(nèi)支撐的支座。

（5）根據(jù)項(xiàng)目地層和水文特點(diǎn)，兼顧施工可操作性、成本經(jīng)濟(jì)性等因素，圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用鋼筋混凝土支護(hù)樁護(hù)坡樁，采用一道內(nèi)撐設(shè)計(jì)形式，局部配合雙排樁及島型支撐。

（6）基坑止水：東南西三側(cè)采用支護(hù)樁+旋噴樁止水帷幕形式，北側(cè)則利用湘江銀行既有的咬合樁帷幕，僅將本項(xiàng)目東西二側(cè)北端的帷幕向北延伸，采用多層旋噴樁與湘江銀行的帷幕連接，并在局部布置數(shù)個(gè)截水井。

（7）基坑局部點(diǎn)段的支護(hù)措施：南側(cè)：在角支撐至島形結(jié)構(gòu)支撐的臨空范圍，根據(jù)場地平面條件，分別在東西二側(cè)布置雙排懸臂樁支護(hù)方案。北側(cè)：根據(jù)地庫地下一層局部外擴(kuò)的建筑設(shè)計(jì)要求，將此范圍的支護(hù)樁護(hù)坡樁頂標(biāo)高降低至該層結(jié)構(gòu)底板標(biāo)高下 300-500（具體由結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方確定）。

最終選定綜合性施工設(shè)計(jì)方案：

4.4 關(guān)鍵技術(shù)

（1）基坑支護(hù)型式選擇

1）選擇基坑支護(hù)型式的原則是在保證基坑邊坡安全的前提下，降低工程成本。

2）根據(jù)現(xiàn)場場地條件、周邊環(huán)境及地質(zhì)條件，主要采用內(nèi)撐方案，局部配合雙排樁+島型支撐體系。

（2）施工工藝順序

1）樁撐支護(hù)：施工場地平整→施工控制點(diǎn)測放，支護(hù)結(jié)構(gòu)放線→支護(hù)樁、旋噴樁、立柱樁施工→開挖第一層土方至冠梁底→坡頂排水溝→支護(hù)樁頂冠梁、混凝土支撐施工→土方開挖至坑底→坑底墊層及排水溝施工。

2）島型支撐：施工場地平整→施工控制點(diǎn)測放，支護(hù)結(jié)構(gòu)放線→支護(hù)樁、旋噴樁施工→開挖第一層土方至冠梁底→坡頂排水溝→支護(hù)樁頂冠梁施工→土方分層、分段、分區(qū)開挖至第一層鋼內(nèi)撐→第一層鋼支撐施工→土方分層、分段、分區(qū)開挖至第二層鋼內(nèi)撐→第二層鋼支撐施工→土方開挖至坑底→坑底墊層及排水溝施工。

3）雙排樁/懸臂樁支護(hù)：施工場地平整→施工控制點(diǎn)測放，支護(hù)結(jié)構(gòu)放線→支護(hù)樁護(hù)坡樁、旋噴樁施工→開挖第一層土方至冠梁底→坡頂排水溝→支護(hù)樁頂冠梁施工→土方開挖至坑底→坑底墊層及排水溝施工。

（3）基坑監(jiān)測措施

4.5 實(shí)施效果總結(jié)

（1）技術(shù)性能

在綜合考慮經(jīng)濟(jì)、工期前提下，避免破壞了地下未探明結(jié)構(gòu)、管線，最大程度保證基坑安全，加快土方挖運(yùn)速度，降低工程造價(jià)，解決了周邊場地不足的限制。采用全站儀觀測基坑周邊坡頂水平位移，水準(zhǔn)儀觀測沉降，測斜儀觀測基坑深層水平位移等綜合措施配合對基坑進(jìn)行監(jiān)測，用頻率接收儀采集數(shù)據(jù)，有效地保證了施工過程中的基坑安全。

（2）技術(shù)優(yōu)勢

與國內(nèi)外同類施工技術(shù)方法相比，其技術(shù)有效的截?cái)嗷觾?nèi)外的水力聯(lián)系，避免了截水效果不佳引起的地下水環(huán)境變化，支護(hù)體系也有效控制了基坑變形，相比其他基坑支護(hù)體系該方案更為經(jīng)濟(jì)，也提高了工程施工效率，降低了時(shí)間成本，抵御了汛期湖南湘江超警戒洪水水位，進(jìn)一步說明了該支護(hù)體系的安全可靠性。

結(jié)語：

綜上所述，隨著高層建筑的不斷增加，使其地下基礎(chǔ)愈發(fā)深入，地下結(jié)構(gòu)愈發(fā)復(fù)雜，導(dǎo)致基坑越來越深，極易使建筑工程出現(xiàn)安全隱患。所以，需加強(qiáng)對深基坑支護(hù)綜合施工技術(shù)的研究，來使建筑結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，確保建筑施工的整體質(zhì)量與安全。

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作者簡介：

王國華（1973.02-），男，漢族，湖南祁東人，本科，高級工程師，單位：湖南和天工程項(xiàng)目管理有限公司，主要從事監(jiān)理。