復(fù)雜地質(zhì)建筑工程深基坑施工技術(shù)研究

趙世琳/ZHAO Shilin

（中建二局第三建筑工程有限公司，北京 100070）

當(dāng)前，隨著建筑工程項目與技術(shù)的發(fā)展，對于深基坑的施工建設(shè)效果明顯提升[1]。其實，深基坑在建設(shè)中是十分重要且關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié)，與后期建筑穩(wěn)定及安全能力存在最為直接的影響[2]。但是在復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境下，深基坑的建設(shè)存在一定的難度，阻礙因素相對較多，例如：土質(zhì)較差、地質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣化、外部環(huán)境不穩(wěn)定等，為緩解上述問題，傳統(tǒng)的建筑工程深基坑施工技術(shù)一般先對基礎(chǔ)環(huán)境進(jìn)行調(diào)研，再設(shè)計應(yīng)對施工方案。這種形式多為單向的，雖然可以實現(xiàn)預(yù)期的深基坑施工目標(biāo)，卻缺乏轉(zhuǎn)換性，難以達(dá)到預(yù)期的施工效果。為此提出對復(fù)雜地質(zhì)條件下的建筑工程深基坑施工技術(shù)的驗證與研究。考慮到復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境的具體情況，設(shè)計更加穩(wěn)定、多變的施工結(jié)構(gòu)，逐步形成更加貼合實際的建筑環(huán)境[3]。此外，針對復(fù)雜的建設(shè)背景，合理規(guī)范相關(guān)的建筑作業(yè)，漸漸維持房屋建筑的方向穩(wěn)定，確保工程風(fēng)險等效降低，不僅可以提高深基坑施工建設(shè)的穩(wěn)定，同時也為相關(guān)技術(shù)的發(fā)展及創(chuàng)新提供參考依據(jù)[4]。

1 工程概況

某工程是復(fù)合型多層建筑，由1 幢20 層塔樓、1 幢3 層魚形建筑、1 幢4 層商業(yè)街以及3 層地下室共同組成[5]，總建筑面積135 422m2，深基坑的建設(shè)總面積為33 625m2。為確保施工的穩(wěn)定性與安全性，需要在基坑邊緣向外作延長處理，距離大約控制在950～1 025m 為最佳[6]。

深基坑的開挖深度為10.25m，承壓底板為3.5m，塔樓區(qū)的局部落深可以達(dá)到20.45m、15.35m。在對深基坑進(jìn)行實際建筑與處理的過程中，可以采用鉆孔灌注樁結(jié)合的方式對外側(cè)進(jìn)行維護(hù)處理，鉆孔灌注樁深度控制在25.35～35.65m之間[7]。為確保深基坑的穩(wěn)定程度，需要選定850mm×300mm×16mm×24mmH 型號的鋼材作為主要的支撐圍護(hù)體系，完成對深基坑基礎(chǔ)性建設(shè)環(huán)境的設(shè)置。

2 復(fù)雜地質(zhì)條件下的深基坑施工技術(shù)

2.1 深基坑鋼板樁穩(wěn)定設(shè)置

與傳統(tǒng)的深基坑設(shè)定方式不同的是，當(dāng)前施工區(qū)域地質(zhì)背景復(fù)雜，建設(shè)難度相對較大，施工過程中的阻礙條件較多，為此結(jié)合實際施工需求及建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行深基坑底部建設(shè)，設(shè)置深基坑鋼板樁。首先明確深基坑實際覆蓋范圍，將鋼板樁打設(shè)在預(yù)設(shè)的位置上，對其進(jìn)行校驗與位置的校正處理，測定出其高度、深度以及端部矩形比等指標(biāo)數(shù)值，以待后續(xù)使用。

然后在鋼板樁上安裝導(dǎo)架結(jié)構(gòu)，結(jié)合沉樁要求，安裝對應(yīng)的承接裝置，包括氣錘、振動錘等，不斷捶打，確保深基坑附近的鋼板樁穩(wěn)定下設(shè)。隨即，以此為基礎(chǔ)，采用單獨打入法綜合實現(xiàn)后續(xù)的打設(shè)作業(yè)。具體如圖1 所示。然后采用封閉式手段，再次進(jìn)行封樁定位，設(shè)置防下沉裝置，反復(fù)校對，形成初始深基坑輔助穩(wěn)定結(jié)構(gòu)設(shè)置。

圖1 深基坑鋼板樁打設(shè)處理結(jié)構(gòu)圖示

2.2 坑體外側(cè)連續(xù)墻多階建設(shè)

完成對深基坑鋼板樁穩(wěn)定設(shè)置后，根據(jù)深基坑建設(shè)要求，進(jìn)行坑體外側(cè)連續(xù)墻的搭接建設(shè)。地下連續(xù)墻是深基坑施工過程中最為關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié)，設(shè)定時必須滿足協(xié)同支護(hù)及基坑搭接要求，初始指標(biāo)參數(shù)設(shè)置如表1 所示。

表1 連續(xù)墻設(shè)置指標(biāo)及參數(shù)表

連續(xù)墻的底端一般是豎向、橫向交叉受力的狀態(tài)，構(gòu)造也較為多元化，需要一定的可控性。墻體需要與下設(shè)的鋼板樁處置相連接，形成多階、一致方向的內(nèi)置承壓結(jié)構(gòu)。考慮到建筑后期的排水問題，還需要在連續(xù)墻的后側(cè)設(shè)置排水管道，排水方向盡量向外擴展延伸，確保排水速度及效果。與此同時，對深基坑連續(xù)墻的下方單元槽段作出劃分，設(shè)置預(yù)埋件，確保整體的安全與穩(wěn)定。連續(xù)墻在建設(shè)初期需要設(shè)置臨時輔助支撐，偏差控制在0～120mm之間，待連續(xù)墻完全成型，便可以拆除臨時輔助結(jié)構(gòu)。

2.3 排樁設(shè)置及錨固支護(hù)

針對復(fù)雜的地質(zhì)條件，先對深基坑位置的巖層進(jìn)行探測，確保穩(wěn)定安全之后，在土層內(nèi)部設(shè)置錨桿，測定出錨桿的實際承載能力。按照錨桿層數(shù)及內(nèi)支撐間距，結(jié)合地質(zhì)特征，安放拉桿。此時將事先準(zhǔn)備好的排樁依據(jù)錨桿的設(shè)定位置打下，具體如圖2 所示。

圖2 排樁設(shè)置結(jié)構(gòu)圖示

使用安放鋼拉桿結(jié)構(gòu)將錨桿與排樁進(jìn)行搭接關(guān)聯(lián)，通過多根粗鋼筋在上連接，形成一個一個的錨固支護(hù)槽段，將聚丙烯管套設(shè)定在每一個排樁之上，實現(xiàn)緊固作業(yè)，同時增加錨固支護(hù)的接觸面，便于后續(xù)設(shè)計坑施工建設(shè)受力面積的平衡，促使復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境對于深基坑施工的影響降低最低。

2.4 土釘墻設(shè)定及排水結(jié)構(gòu)施工

土釘墻是深基坑內(nèi)置結(jié)構(gòu)交叉承接與均勻受力的主要設(shè)施。可以先進(jìn)行坑體內(nèi)部鋼筋網(wǎng)的設(shè)計。主筋間距與網(wǎng)格的直徑控制在0.5m 以內(nèi)，鋼筋網(wǎng)的長度不能超過50mm，在坑體的內(nèi)置底部設(shè)置混凝土墊塊，確保其自身的牢固性，避免坑體內(nèi)壁的損壞。完成之后，在坑體內(nèi)置的排樁上添加混凝土，并利用長鋼釘對頂端和底部作固定，將排樁更好地設(shè)置在坑體的內(nèi)部。

隨即對土釘墻后側(cè)進(jìn)行排水管道的設(shè)定。這部分可以采用開挖土方的方式，分別在土釘墻底部進(jìn)行標(biāo)注定位，在復(fù)雜的地質(zhì)條件下，依據(jù)地層具體情況，采用轉(zhuǎn)接方式，將各個點位連接在一起，形成一個完整的排水結(jié)構(gòu)，并確定排水管道位置與延伸方向。計算出開挖高度，如公式（1)所示。

式中H——開挖高度；

m——定向?qū)挾龋?/p>

β——表示單元槽段值；

i——槽段數(shù)量；

?——重疊值。

根據(jù)測定，依據(jù)得出的數(shù)據(jù)，進(jìn)行排水管道開挖深度的設(shè)定，管道設(shè)置之后，對其進(jìn)行測定與校驗，確保可應(yīng)用后，完成深基坑的后續(xù)處理，實現(xiàn)施工建設(shè)。

3 實例分析結(jié)果分析

結(jié)合過程中采集記錄的數(shù)據(jù)和信息，對最終得出的深基坑施工建設(shè)結(jié)果進(jìn)行分析，如表2 所示。

表2 施工測試結(jié)果比對分析表

根據(jù)表2，實現(xiàn)對測試結(jié)果分析：在復(fù)雜的地質(zhì)條件下，針對深基坑中選定的4 個位置，最終測定得出的抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值百分率均可以達(dá)到90%以上，說明此種施工技術(shù)的應(yīng)用效果更佳，針對性更強，對于深基坑建設(shè)的穩(wěn)定及安全效果把控能力更好，具有實際的應(yīng)用價值。

4 結(jié)語

與傳統(tǒng)單向的深基坑建設(shè)施工結(jié)構(gòu)相比對，此次所設(shè)計的建設(shè)結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定、多元，自身的針對性與穩(wěn)定性也會更強一些，在復(fù)雜的背景環(huán)境下，可以依據(jù)自身的需求，逐步設(shè)計更為貼合實際的施工方案。不僅如此，結(jié)合工程項目需求以及深基坑自身的施工特點，優(yōu)化建筑工程質(zhì)量及效率，加強對日常工作的控制與管理，為深基坑的建筑施工奠定可持續(xù)發(fā)展基礎(chǔ)。