市政工程深基坑支護的難點與解決措施

扆志超

中鐵十二局集團第三工程有限公司 山西 太原 030027

1 深基坑支護的概念及特點

所謂深基坑是指基坑開挖深度≥5m，或者是深度<5m，但基坑所處地質條件以及周邊環境比較復雜的一類工程。大多數出現于高層、超高層、地下停車庫等大型建筑工程中，深基坑支護指的是為了確保地下結構施工和深基坑周圍環境的安全性，特選擇支擋、保護以及加固等技術措施，以此保證施工安全。深基坑支護具有以下特點：①遞增性。深基坑支護的遞增性主要體現在深度方面和施工環境方面。從深度方面來講，隨著建筑工程的不斷發展，工程施工技術也隨之發展，深基坑支護的技術水平在不斷提升，使得深基坑的深度在持續增加；從施工環境方面來講，隨著基坑深度不斷增加，所面臨的地下施工環境會越來越復雜，導致深基坑設計及施工難度會越來越大。②靈活性。深基坑支護施工同其他項目相比而言，具有更強的靈活性，該技術能夠將地下資源充分利用，有利于緩解現階段我國土地資源不足的情況，同時，深基坑支護施工技術多種多樣，可滿足不同施工環境的要求，在技術應用方面可選擇性較強，并且各類支護技術可搭配應用，所以具有較強的靈活性。③施工難度比較大。深基坑支護施工既受到地下施工環境所影響，又受到地上因素影響，由于地下施工環境非常復雜，且涉及分布復雜的地下管道，導致深基坑施工容易受到影響，并增加施工難度，甚至容易出現安全事故。同時，地面壓力、路面承載力等地上因素會造成施工質量和安全均受到影響，從而提升了施工難度[1]。

2 市政工程深基坑支護技術

2.1 地下連續拋錨桿技術

地下連續錨桿支護技術屬于深基坑錨固工程技術，其作用與所選擇的深基坑支護方法密切相關。地下連續錨桿通常與墻體緊密連接，產生強大的支護力，以確保地下連續墻的穩定和安全，避免滲水等不利影響，有效增加深基坑支護范圍。然而，地下連續錨桿拋擲技術不適用于通風不良的基坑。此外，地下連續錨技術可以根據附近的結構和環境進行自我調整，增強對環境的適應性。此外，在實際施工中，將該技術與縮頸管核心技術相結合，確保基坑的連續加固，突出施工效果。

2.2 排樁支護

排樁支護結構包括由灌注樁、預制樁、板樁和其他類型樁組成的支護結構。-13～-7m基坑采用鋼筋混凝土灌注樁排擋土墻，地下土為黏土，具有良好的塑性黏度。在地下水位豐富的地區，常采用雙層攪拌水泥灌注樁。預制樁排是一種傳統的擋土墻結構，但近年來很少使用。鋼板樁分為槽鋼板樁和滾軋鎖口鋼板樁。近年來，Larsen鋼板樁在建筑市場上普遍使用。拉森鋼板樁和槽鋼板樁的主要區別在于，拉森鋼板樁有鎖，鎖可以相互聯鎖，形成止水和擋土墻。擋土止水效果較好，槽鋼板樁無鎖，擋土止水性能較差。

2.3 工法樁（SMW）技術

市政工程深基坑支護技術與SMW技術密切相關。合理應用SMW技術可以通過水泥混凝土有效地提高深基坑附近土體的穩定性。同時，在攪拌混凝土的過程中，提高了樁墻的穩定性和承載力，在一定程度上提高了防滲效果。SMW技術與混凝土技術相結合，可以充分發揮H型梁的作用，大大提高結構的穩定性。此外，SMW技術的處理和應用通過重疊施工方法實現，以確保H型梁與混凝土的相互配合，提高混凝土的韌性和承載力。在SMW技術的實際應用中，應盡可能消除現場垃圾和障礙物的干擾。同時做好現場協調溝通，充分利用補強材料，確保SMW技術的作用得到充分發揮。但從實際情況來看，SMW技術不僅可以提高深基坑支護的安全性和穩定性，充分發揮各部分的優勢和有利作用，而且不會對周圍土壤造成環境污染和不利影響。

2.4 逆作拱墻支護

拱墻逆作法是將基坑開挖成圓形、橢圓形等弧形平面，沿基坑側墻逐層逆作法鋼筋混凝土拱墻。垂直于墻的土壓力通過拱的作用轉化為拱墻中的切向力，以充分利用墻的抗壓強度。當基坑平面形狀合適時，可采用拱形墻作為擋土墻。

3 市政工程深基坑支護施工中常見問題

3.1 降水排水處理不當

排水是城市市政工程和深基坑支護面臨的首要問題。在深基坑施工中，降水和排水處理技術非常重要。一旦使用不當，將對深基坑支護結構造成嚴重破壞，使其難以支護，大大降低地表承載力，甚至帶來許多安全問題，嚴重影響后續施工進度。目前，市政工程深基坑支護技術一般采用輕型或噴射井點法進行降水處理，但這種舊的作業方法存在很多問題，如降水過快會引起地面沉降，嚴重破壞環境和水質[2]。

3.2 施工結構不合理

建筑結構是市政工程深基坑支護的重要組成部分，施工過程中應加強管理。但是，目前的建設情況還不能滿足要求。在施工初期，現場施工人員對支護結構的選擇沒有明確的認識。要求相關人員具有較高的專業素質，加強對施工區域的了解，充分了解地下水位和土壤條件，有效控制深基坑支護結構的使用壽命，選擇最合適的支護結構。此外，在深基坑施工中，釘墻和錨桿作為一種常見技術，需要專業處理和配合，并不適用于所有情況。如果不考慮土層結構，很可能無法清除殘土，不利于后期灌漿作業，影響施工效率，浪費施工成本。

4 市政工程深基坑支護問題解決措施

4.1 錨索的施工管理

①錨索施工前，應按設計要求進行基礎試驗。錨索正式施工前，應選擇具有代表性的土層進行基礎試驗。同一土層中的試驗錨索數量不得少于3根，錨索的最大試驗荷載不得小于錨索軸向拉力標準值nk的1.8倍。通過基礎試驗確定錨索的施工工藝、技術參數和設計參數，并形成記錄，指導后續施工。②巖層采用潛孔錘鉆進，土層采用全套管鉆機鉆進。一次灌漿完成后，應開始拔出套管的施工過程，以確保錨索直徑。③應嚴格測量灌漿漿液的水灰比，并檢查漿液的比重。灌漿過程中嚴禁擅自加水。同時，應記錄每延米的灌漿量。設計要求每延米的灌漿量不得小于80kg。但是，在施工過程中，灌漿應在灌漿管灌漿后完成一次，大約半小時后完成灌漿補充。根據施工驗證，錨索灌漿應位于不同土層中，每延米的灌漿量將有一定偏差。④控制二次灌漿時間和漿液比。二次灌漿一般要求在一次灌漿體強度達到5MPa后進行。二次灌漿時間應通過試驗確定；若二次灌漿壓力達不到設計壓力，應及時通知相關單位進行現場處理。⑤待水泥漿體強度達到15MPa或設計強度的85%（有設計要求時以設計要求為準）后，按設計張拉程序進行張拉。⑥錨索驗收試驗由第三方檢測機構按總量的5%采用多級循環張拉，滿足要求后由施工單位進行單循環張拉鎖定；應根據設計要求安裝錨索應力計，以監測錨索的應力變化。⑦在正式張拉前，預應力錨索應預張拉1-2次，以確保錨墊與接觸面緊密接觸，并按設計張拉荷載的20%預張拉，以確保錨索各部分與鋼絞線順利接觸。

4.2 科學處理地下水

阻礙基坑施工開展的原因也包括地下水位上漲和地下水滲透。而地下水侵蝕則會降低建筑的穩定性和安全性，這是由于支護結構造成嚴重破壞，使土體因不均勻沉降而導致基坑變形失穩。施工方會根據現場情況科學選擇降水排水措施，從而減輕地下水對深基坑的不利影響。常見的有，當出現基坑底層結構滲透系數高或存在承壓水頭的情況時，可按照危害性和干擾范圍來增設止水帷幕，布置疏干井，或是采取井點降水、管井降水等措施。

4.3 嚴格控制施工過程

嚴格按照施工規程、施工組織設計和相關的技術規范進行施工，控制各施工要點，制定相應的措施。例如，在深基坑土方開挖過程中，應嚴格控制施工進度，對周邊建筑物、構筑物進行拍照和錄像，分析周邊地下設施的情況。如遇特殊土質需精心組織施工，應根據地質勘察報告核實其分布范圍、土層深度。膨脹土地區的吸水膨脹和失水收縮宜在少雨季節施工，軟土地區抗剪強度低，易發生縱向滑動，分層開挖的深度不宜過深。在進行圍護結構施工時，應嚴格控制施工順序，如樁體齡期達到要求后方可進行下一道工序。拆除臨時支撐時，應先拆除次要構件、再拆除主要構件[3]。

4.4 基坑土方開挖的管理要點

支撐結構強度滿足設計要求。錨索張拉鎖定后，止水帷幕及基坑排水設施施工完成。經各方驗收后，方可按施工方案進行土方開挖。①開挖前應根據基坑情況制定相應的防護措施和相關安全防護措施。②開挖前應進行降水，分層開挖。嚴禁超挖。開挖過程中，嚴禁施工機械與支護結構碰撞。③錨索施工往往與土方開挖錯開。合理組織施工進度和安全分區非常重要。④開挖至錨索標高后，應及時進行噴漿和錨桿保護，以防止樁間土在壓力或雨水作用下掉落。

4.5 注重安全施工技術

①施工之前。應先結合相關文件，利用相關設施設備，為工人強調安全知識，尤其是安全措施，以此提高工人的安全意識，然后再施工；同時，也要整體、仔細地檢查施工場地，有障礙物的地方要及時做好安全標識；注意調整排水管，使其能夠及時將地表水排出去，保護施工現場及坑內沒有過多積水或被沖刷，影響施工；提前在深基坑坑口附近搭建臨時圍欄。②施工過程中，要確保圍護結構的穩固，避免其滑移而導致坑內土層鼓起。一旦遇到這種情況，要及時做好安全保護，一般是用水泥袋、大石頭等重物先把鼓起的土層壓住，然后調整圍護結構的穩定性；為實現工人進出施工點，在邊坡上設置臺階；嚴格根據施工計劃有序施工，切勿盲目、隨意挖掘而造成安全事故，如塌方、滑坡等；為保證邊坡安全，噴漿時必須掛網，并加固邊坡。

4.6 加強邊坡修整檢測與現場指導

深基坑施工中，應加強邊坡修整和檢查，加強現場指導。在邊坡修整檢查過程中，施工單位可以通過檢測裝置安裝、系統架設和人工檢查等方式，在早期實時監測邊坡結構的變形和沉降，并根據邊坡修整過程中的實際情況對施工過程進行相應的改進和改進。指導施工現場，組織設計和施工人員成立指導小組，確保現場施工變更簽證和工藝變更監控的順利完成。

4.7 其他管理要點

①為了防止群錨效應，在設計普通錨索時，相鄰錨索的入射角不應相同。②深基坑施工方案由施工單位組織專家論證。方案經批準或修改后，經建設單位技術負責人和總監理工程師簽字后實施。在論證深基坑施工方案時，應同時論證坑內支護方案和基坑監測方案。③施工前，應詳細研究周圍地下管線的數據，并制定保護措施。④支護樁的施工應防止相鄰距離過近，并按設計要求跳過連續施工引起的塌孔。⑤在錨索成孔和灌漿過程中，應增加周圍巡視的頻率，以防止灌漿造成的污染和其他二次事故。⑥基坑周圍2m范圍內嚴禁堆放荷載。其他施工現場的材料堆放應適當限制，不得超過設計允許荷載。⑦錨索張拉時，嚴禁前方人員行走。⑧動態施工，及時調整設計或施工方案，完善相關程序。本工程三軸攪拌樁止水帷幕原設計無法施工，因為南北兩側有大量巨石，東側靠近地鐵。因此，及時調整為雙管高壓旋噴樁止水。⑨根據設計要求，經常對開挖過程進行監控，實現基坑工程信息化。⑩基坑支護結構達到設計使用年限后，地下部分尚未完工，應組織專家組對基坑支護的安全性進行鑒定[4]。

5 結束語

深基坑支護施工技術以其諸多優點在市政工程建設中得到廣泛應用。同時，深基坑支護施工技術的推廣應用仍存在很大阻力。因此，有必要結合實際情況，綜合考慮各種因素，確保深基坑支護施工技術得到科學、嚴格的管理，以提高市政深基坑支施工技術的應用能力，為深基坑支護施工質量提供保障，進一步促進市政工程建設的可持續穩定發展。