探究深基坑支護技術在建筑工程施工中的應用

李廣先

身份證號碼：3403211971****7955 安徽 蚌埠 233000

引言

隨著我國經濟的不斷發展，大型建筑工程項目數量也在逐漸增多，深基坑支護施工是建筑的首要環節，支護技術的應用不僅關系著施工安全，且將會直接影響到后續建筑施工的安全性與穩定性。為確保工程建設順利進行，必須在實際施工中加強支護技術應用管理。

1 深基坑支護技術具備的特點分析

1.1 風險性較大

對于基坑支護體系而言屬于臨時結構，所以安全儲備相對較小，呈現出了較大的風險性特點。在實際開展基坑施工時，需要開展檢測，同時制定好應急措施，如果施工時出現險情，應及時開展搶救工作。除此之外，在開挖深基坑過程中應該加強排水防灌措施，如果風險較大還需要提前做好應急預案。

1.2 較強的區域性特點

對于基坑工程而言，一般都具備著非常強的區域性特征，例如：在工程地質以及水文地質條件存在差異性的地基當中，通常基坑工程也存在著較大的差異性。除此之外，同一座城市當中的不同區域也會存在一定的差異。

1.3 個性非常強

對于基坑支護而言，其體系設計、施工以及土方開挖等工作，不但與相應工程地質以及水文地質條件有著直接關系，同時與以下幾個方面有著密切的關系：一是基坑相鄰的一些建筑物或者是構筑物；二是地下管線的位置；三是抵御變形的能力；四是重要性；五是周圍場地條件等。部分情況下，保護相鄰的建筑物或者是構筑物以及市政設施等的安全性屬于基坑工程設計還有施工的關鍵內容。所以導致基坑工程呈現出了非常強的個性[1]。

1.4 系統性強

對于基坑工程而言屬于系統工程，一般包括土方開挖以及支護體系設計兩方面內容，其中土方開挖方面的施工組織是否合理，可以對支護體系是否成功產生關鍵影響。一個不夠合理的土方開發、速度以及步驟都非常有可能導致主體結構樁基出現變位問題或者是導致支護結構產生過大的形變，從而導致支護體系出現失穩問題或者是被破壞問題。

1.5 綜合性強

對于基坑工程來講，不但需要用到巖石工程知識，同時也需要用到結構工程知識，除此之外還需要對以下技術和理論等進行綜合運用：一是土力學理論；二是測試技術；三是計算機技術；四是施工機械；五是施工技術等。

2 深基坑支護應用形式

深基坑圍護結構類型在我國應用較多的有板柱式、柱列式、重力式擋墻、組合式以及土層錨桿、逆筑法、沉井等。

2.1 工字鋼樁圍護結構

作為基坑圍護結構主體的工字鋼，一般采用i50號、i55號和i60號大型工字鋼。基坑開挖前，在地面用沖擊式打樁機沿基坑設計邊線打入地下，樁間距一般為1.0～1.2m。基坑開挖至一定深度后，需要設置腰梁和橫撐或錨桿（索），腰梁多采用大型槽鋼、工字鋼制成，橫撐則可采用鋼管或組合鋼梁。這種圍護結構一般宜用于郊區距居民點較遠的基坑施工中。當基坑范圍不大時，例如地鐵車站的出入口，臨時施工豎井可以考慮采用工字鋼做圍護結構。

2.2 鋼板樁圍護結構

鋼板樁強度高，樁與樁之間的連接緊密，隔水效果好，可重復使用。因此，沿海城市如上海、天津等地區修建地下鐵道時，在地下水位較高的基坑中采用較多。

2.3 鉆孔灌注樁圍護結構

鉆孔灌注樁一般采用機械成孔。地鐵明挖基坑中多采用螺旋鉆機、沖擊式鉆機和正反循環鉆機等。對正反循環鉆機，由于其采用泥漿護壁成孔，故成孔時噪聲低，適于城區施工，在地鐵基坑和高層建筑深基坑施工中得到廣泛應用。

2.4 深層攪拌樁擋土結構

深層攪拌樁是用攪拌機械將水泥、石灰等和地基土相拌和，從而達到加固地基的目的。作為擋土結構的攪拌樁一般布置成格柵形，深層攪拌樁也可連續搭接布置形成止水帷幕。

2.5 SMW樁

SMW樁擋土墻是利用攪拌設備就地切削土體，然后注入水泥類混合液攪拌形成均勻的擋墻，最后，在墻中插入型鋼，即形成一種勁性復合圍護結構。這種圍護結構的特點主要表現在止水性好，構造簡單，型鋼插入深度一般小于攪拌樁深度，施工速度快，型鋼可以部分回收、重復利用。

2.6 地下連續墻

地下連續墻主要有預制鋼筋混凝土連續墻和現澆鋼筋混凝土連續墻兩類，通常地下連續墻一般指后者。地下連續墻有如下優點：施工時振動小、噪聲低，墻體剛度大，對周邊地層擾動小，可適用于多種土層。地下連續墻施工采用專用的挖槽設備，沿著基坑的周邊，按照事先劃分好的幅段，開挖狹長的溝槽。在開挖過程中，為保證槽壁的穩定，采用特制的泥漿護壁。每個幅段的溝槽開挖結束后，在槽段內放置鋼筋籠，并澆筑水下混凝土。然后將若干個幅段連成一個整體，形成—個連續的地下墻體，即現澆鋼筋混凝土壁式連續墻[2]。

3 深基坑支護技術常見病害及產生因素

深基坑支護施工作為一項保證基坑施工安全的措施，其對于建筑后續應用安全有著巨大的影響，但由于復雜地質條件、環境條件和施工技術、施工管理、施工經驗的不同，在實際施工中會導致隱患發生，建筑工程基坑支護常見病害坡面變形病害，該類型的病害主要包括坡面沖刷、風化剝落、掉塊落石等；坡體變形病害該類型的病害主要包括崩塌、滑坡等；結構變形破壞，結構變形破壞可以分為錨固工程變形、設施損毀等。

病害產生原因有以下幾個方面。

3.1 施工管理方面

在深基坑施工過程中，由于管理人員管理不到位，經常會出現超挖和欠挖，導致邊坡不順直和表明平整度不規則現象；會出現偷工減料的行為，比如攪拌樁水泥參量不足、樁長不足、加大樁間距、減小樁徑和配筋等；在深基坑施工過程中，沒有安排基坑監測或消減監測內容，從而不能不能及時判斷與處理險情，造成事故發生；在深基坑施工過程中，沒有按施工方案規定的開挖順序進行開挖，造成邊坡失穩等

3.2 防水降水方面

深基坑防水、排水、降水是非常重要的工作，最常見的問題是不做止水墻或墻漏水，在基坑內抽水而忽略對基坑外建筑、道路、管線的影響從而引起事故的發生。

3.3 設計方面

設計要根據基坑深度、水文條件、周圍環境、造價要求、控制變形的要求設計出經濟、安全、客觀合適的施工方案，并對可能發生的事故提出預防措施。設計方面任何疏忽都可能導致基坑發生重大事故。

4 深基坑支護技術在建筑工程施工中的應用

某工程建設工期為482日歷日，要求建設工期（中標合同工期）為不超過434日歷日，工程包括拆除、地下室、場地、辦公樓及室外配套設施，總建筑面積9206.5m2，該工程基坑深度達5.6m，周邊有建（構）筑物。要求在開挖施工期間嚴格控制基坑周邊變形，通過多種技術保證深基坑支護質量。下面以該工程為例，淺談深基坑支護技術在建筑工程施工中的應用策略。

4.1 深基坑支護施工前準備

該工程在施工之前，首先對周邊環境和地下管線進行調查研究，編制管線及現有建筑保護方案，編制施工組織設計和監測方案，同時邀請專家對方案進行評審，施工單位應按評審好的方案進行技術交底，設計單位應按設計圖紙的要求進行設計交底；其次，具有基坑工程施工資質的企業進駐場地，進行人、材、機、法、環綜合分析和調配，清理施工現場，對施工區域周邊的建筑物和地下管線做好保護工作，保證施工作業不會對周圍建筑物、道路、地下管線造成影響等施工前期的準備工作[3]。

4.2 進行技術狀況評定

為了能夠確立技術狀況評定標準，并委托技術單位進行定期評定，以評定結果為基礎，針對現存問題采取針對性應對措施。同時，在技術應用中需要成立基坑支護施工檢查小組，專門負責檢查工作，建立包括基坑支護的基礎數據、日常檢查情況的“獨檔”制度，及時掌握當前基坑施工的狀況，使狀況評價資料能夠有效應用。

4.3 SMW樁和錨桿支護技術

根據設計要求，本工程采用SMW樁擋土墻圍護技術，主要的用具是攪拌鉆機。將樁機的位置調整到規定的位置并復合無誤后實施鉆孔作業，當鉆孔深度達到設計要求后，在孔內灌注水泥漿，經過三次提升、下沉注漿后，在墻體插入型鋼，形成一種復合圍護結構。在噴漿過程中要控制噴漿速度，同時嚴控水泥比例和泥漿比重，確保支護強度。

4.4 基坑監測

基坑施工期間，監測單位要對支護結構、施工工況、基坑底部及周圍土體、周圍構筑物、周圍地下管線及設施、周圍道路等進行監測，對監測數據進行分析，并將監測結果及時反饋至施工、監理、建設單位，預測進一步施工后將導致的變形及穩定狀態的發展，指導設計與施工。

4.5 基坑降水

施工單位必須根據擬建場地的工程地質與水文地質資料、基坑圍護設計圖紙及周邊環境情況制定詳細的降水施工及運行方案。本基坑采用小口徑真空管井降水，基坑內土體水位降低至坑底以下0.5～1.0m方可開挖。基坑開挖過程中，應在基坑外側設置由集水井和排水溝組成的地表排水系統，避免坑外地表水流入基坑內；排水溝宜布置在坡肩0.5m以外；坑外排水溝應有可靠的防滲措施，防止由于土體位移引起排水溝開裂損壞，導致地表水滲入坑中。沿圍護樁邊宜設置排水盲溝，排水盲溝和開挖面距離應不小于3m。抽水系統安置完畢后，應進行試抽，達到要求后方可轉入正常抽水，除遇特殊情況外，一般應連續工作。抽水期間，應做好各種記錄，并與監測單位密切配合，遇有情況應立即請示監理、業主及有關單位，及時協商并解決。

4.6 基坑開挖

當水泥土攪拌樁、坑內加固攪拌樁、砼支撐均已達到28d齡期，強度不低于0.8MPa，坑內預降水已達到兩周以上，且地下水位已降至坑底以下0.5m～1.0m（含落深區）可以進行基坑開挖，開挖應嚴格遵循“分塊、分段、對稱、平衡”的原則。土方開挖過程中嚴禁超挖，分層厚度不宜大于3m，每層坡比不得大于1∶1.5，綜合坡比不得大于1∶2.5。坑底必須保留200～300mm厚地基土采用人工鏟除及修平。土方開挖到設計標高，應隨挖隨澆搗墊層，防止基坑長時間暴曬或雨淋。

4.7 健全質量、安全管理制度

為保證深基坑施工方案的有效落實執行，要求施工單位建立健全質量、安全管理制度和管理體系，落實安全生產責任制，落實風險辨識、風險分級、風險管控管理。要求監理建立一個完善的監理質量控制體系，嚴格執行每一個施工的環節，對各施工環節的施工作業、施工技術應用進行規范，實行雙控體系管理制度，參與全過程現場質量、安全管理，從而對各項內容嚴格把控，避免施工隱患的出現，確保基坑支護、開挖安全，為后續的基礎工程施工奠定基礎。

5 結束語

建筑工程深基坑支護工程的質量與安全，是后續施工安全的重要保證和基礎，因此，需要施工人員結合施工現場實際情況進行綜合分析，根據設計圖紙、施工方案及相關的標準規定選擇適合的施工技術及設備、在保證深基坑支護結構整體安全的基礎上，進行深基坑開挖和基礎施工。