基坑支護技術在建筑工程中的應用

王文鋒

(山西二建集團有限公司，山西 太原 030001)

建筑工程中常需要基坑開挖技術夯實建筑施工基礎，施工作業期間為保證現場安全，借助基坑支護技術能創造有利的施工保護條件，就此消除施工風險。對此，項目經理、技術員、設計人員需結合工程建設需求科學制定基坑支護方案，便于在可靠的基坑支護結構保障下促進建筑工程順利竣工。

1 建筑工程中常用基坑支護技術要點

1.1 土釘掛網錨噴支護

建筑工程中應用基坑支護技術，實則為了提高基坑施工安全水平。其中適用于復雜建筑工程的常用技術以土釘掛網錨噴支護技術為主，尤其在12m基坑深度以下非軟弱地基支護條件下具有較強可行性。需注意的是：建筑工程地基內分布大量粉細砂巖、淤泥以及高含水量巖土成分，則不推薦應用此技術。考慮到該技術具有易于堆放、易于操作且靈活性強、可靠性突出優勢，故而在建筑工程中常運用此技術增強建筑現場基坑側壁結構穩定性。而且該技術在成本方面基本上可減少50%施工費用。關于該技術的實踐應用，我國內蒙古自治區182m南北寬，400m東西長且1326.730m～1335.252m標高范圍內建筑工程曾應用此技術進行基坑支護作業，剛好符合實際施工條件。

1.2 預應力錨索排樁支護

預應力錨索排樁支護技術主要是以聯合支護思想，同時應用排樁支護和預應力錨索支護技術，多適用于建筑工程深基坑支護現場。通常情況下，此技術導向下要求施工員按照1m或1.5m間距均勻排列支護樁，并設置50mm厚度主筋保護層，起到防護作用。在施工期間關于預應力錨索的安裝操作，受力分布特征合理控制鋼絞線連接強度，多高于1860MPa，其中使用的錨墊板、平滑套管等配件也要結合基坑支護方案進行配套設計。此外，于此技術應用期間施工員還要注重灌漿壓力(>2.5MPa)、混凝土厚度(>10cm)及固結強度(>70%設計強度)等標準。例如在上海地區某41m深基坑工程中，因其工況復雜且具備嚴苛支護要求，故而采用此技術實現對地下纜線、周邊設施的充分保護。

1.3 重力式擋土墻支護

重力式擋土墻支護技術屬于擋土墻范疇，即利用墻身重量體現穩定阻隔作用，一般包含墻背、墻面等組成部分。此項基坑支護技術在嚴寒地帶建筑工程中有一定適用性，要求以混合片石材料的混合料至少有25%的含石率，并且在以漿砌片石砌筑擋土墻時也要選用30MPa以上抗壓強度片石，搭配泥漿(M10)材料鞏固基坑支護效果。一般情況下，要求重力式擋土墻墻背坡度多在1∶0.3以內，其墻面坡度多比1∶0.35高。施工員應用此技術時還需加強排水溝、泄水孔等施工部位的妥善管理，便于基坑支護周邊積水得到快速疏散。所謂擋土墻基坑支護技術除了重力式擋土墻外還包含懸臂式擋土墻，其墻頂至少形成20cm的寬度，具體所選擋土墻類型應視工況而定。

1.4 護坡樁支護技術

護坡樁支護技術主要是在基坑周邊以樁體排列分布形式，起到防護作用，其中形成的護坡樁孔洞至少有0.8m的直徑，并且利用C25等級以上的混凝土材料有序搭接護壁，其搭接長度多超過50mm。若建筑工程基坑形成的孔深高于5m，此時施工員在基坑支護作業中還需利用送風裝置改善施工環境，同時在施工期間針對10%總樁數樁體材料予以檢驗(>5根)，且后續安裝的鋼筋籠偏差值也應在±10mm左右，箍筋間隔偏差值±20mm，最終在基坑支護技術指引下實現基坑開挖、回填等施工內容的安全落實，保障建筑工程施工質量[1]。

據此，要想促使上述幾項基坑支護技術得到有效應用，充分發揮實踐優勢，還需立足現有應用阻礙梳理優化思路。

2 基坑支護技術在建筑工程中應用阻礙

建筑工程中應用基坑支護技術時，往往受多項因素影響支護效果，理應突破現有阻礙順利開展施工項目，具體包括：1)結構不匹配，根據上述研究發現常用基坑支護技術的適用范圍不同，如若在建筑工程施工中選擇的支護結構與現場條件不符，則難以體現支護優勢；2)不合理參數，在技術員指導施工員確定好基坑支護技術類別，并準備好支護材料，合理搭建支護結構后，還需反復校對支護參數，包括支護壓力等，一旦缺乏合理參數，容易出現無效支護后果；3)流程不精細，基坑支護本身具有規范化施工步驟，每項流程關系緊密，一旦缺少精細化管理，將難以達到預期支護效果；4)粗放式管理，基坑支護作用需要進行嚴格監測，包括監督支護質量、安裝水平等，當項目經理等負責人未對現場支護事項進行有效監測，易產生支護隱患。

綜括而言：為保障建筑工程基坑施工安全，需充分結合現有基坑支護技術應用阻礙予以針對性改進，以便基坑支護技術成為建筑工程高質量竣工的重要保障。

3 基坑支護技術在建筑工程中應用優化路徑

3.1 優選支護結構材料

建筑工程中關于基坑支護技術的有效應用，需結合工況選擇適合的支護結構和支護材料，在客觀評估各基坑支護技術可行性后，需做好準備事項。

以某15m以上基坑深度，14m寬度的建筑地下室工程為例，具有370m高程指標，且工程地質成分以淤泥、濕陷性黃土為主，未見裂縫現象，同時地下區間內有711.145m長度，為保證該工程取得滿意的基坑支護施工效果，在基坑支護作業前，特意準備了2根合乎現場支護要求的支護樁，以護坡樁支護技術為優選，并按照雙排樁體分布設計方式對土體壓力予以評估，同時根據相關要求匹配復合支護結構，而且在基坑開挖作業環節，將開挖面控制在1/3部分，促使支護結構順利分布于基坑周邊區域內。通常在應用基坑支護技術時還需對建筑工程性質予以分析，從學者陳洪波[2]既有研究成果中知曉：高水位建筑工程中需要事先搭建好灌注樁、泥漿護壁結構材料。若在山區建筑工程內則優選懸臂式擋土墻等支護結構，并且技術員還要同設計人員進行共聯管理，從現場地勘報告、調研記錄中出具完善的基坑支護設計方案，督促施工員嚴格按照確定好的支護結構標準完成安裝、搭建施工任務。考慮到建筑工程基坑深度與支護難度有正相關關系，因而施工員在深基坑工程中需做好防護工作，每一項支護結構材料的配置都要合乎現場施工要求，以免現場混亂引發施工隱患，常以“支護材料進場清單”進行總結，多包含錨索、鋼筋等材料尺寸、制作方式、進場數量等細節。

3.2 標準化控制支護參數

基坑支護技術實踐應用環節，還需要依據標準化支護參數進行合理設計，以便發揮出顯著支護功能。一般情況下，為促使建筑工程基坑具有良好穩定性，于支護作業中需先行利用下列公式確定支護壓力范圍(P)，之后經過與基坑側壁穩定性系數(G)的相互對照判定基坑支護技術實效性。

(1)

(2)

式中K、Y、Z分別表示靜止土體壓力、土壤重度及厚度；S、D分別表示基坑穩定差、綜合穩定權重。

只有P值與支護結構剛度相一致，才能支撐基坑側壁壓力，在制定施工方案時，將該計算結果列為參考值進行優化設計。于參數控制階段有關人員需要針對地質條件予以科學分析，匯總土層分布特征后給出標準化參數值。而在G值分析環節，往往該數據越接近1，代表基坑支護穩定性越好，無論是選擇哪一種基坑支護技術，都要充分了解側壁穩定性情況，保證各參數協調分布。

除支護壓力參數外，還要結合工況控制坡面、樁徑等相關參數，以上文提及的內蒙古自治區建筑工程為例，在其應用土釘掛網錨噴支護技術時，于坡面上專門鋪設了10cm厚度的混凝土面層，搭配8HPB300鋼筋材料建立相對穩固的防護坡面。在土釘支護中鉆進100mm直徑土釘孔洞時，宜聯合200mm寬度鋼筋網形成土釘支護鋼筋網片。安裝土釘結構時，需要將鋼筋截面夾角控制在120°，保持1 500mm間距，按照2m排列支架[3]。而在排樁支護步驟中，將樁間距、樁徑參數分別設計為1.6m、800mm左右，設置14m有效樁長，與混凝土(C30)材料建立排樁支護結構，并在螺旋箍筋等配件下建立完整支護面。基坑支護參數作為基坑支護技術實際應用核心內容，務必進行精細化設計，甚至對鋼筋籠、冠梁等結構制作參數也需給出標準參考范圍。正是因為該項目給出了詳細的參數值，才促使工程基坑施工現場得到了可靠的安全保障。故此需重視基坑支護技術參數的合理優化。

3.3 細化基坑支護施工流程

基坑支護技術應用于建筑工程中，需要通過細致的施工流程提升支護有效性。以土釘掛網錨噴支護技術為例，施工員需按照下列步驟有序落實支護內容。

1)測量放線，基坑支護作業中技術員需先行根據圖紙說明確定好成孔位置、開挖點等點位信息，并使用石灰標注法指引施工員遵照既有標志進行支護施工。

2)土方開挖，于此工程中采用分層開挖方式，對基坑周邊不同支護區域進行差異化開挖，促使土方開挖作業后滿足土釘安裝要求。

3)清理布孔，施工員應對基坑支護作業面進行有效清理，多鋪設3m厚度混凝土材料，達到基層加固目的。清孔后按照1.5×1.5m尺寸設計孔位，成孔環節按照15°角度、10cm直徑參數規定布設土釘分布孔位[4]。

4)土釘安裝，根據圖紙尺寸說明制作土釘，將其安裝于各標記點處。安裝后需進行注漿施工，即施工員對準安裝好土釘的孔位注入泥漿(底部相距20cm)，嚴格控制漿料注入深度。

5)網片鋪設，結束注漿后需在表面以20cm間距鋪設網片，并以圖紙規定材質選擇鋼筋材料，注重該步驟網片分布垂直情況。

6)混凝土噴射，完成網片鋪設任務則在整體支護結構上噴射100mm以上的混凝土(C20)，就此增強支護結構穩固度。

7)養護操作，面對噴射的混凝土材料，需利用灑水養護等手段保持1.2MPa強度標準。

細化支護施工流程時，還可根據全局施工動態確定其它支護技術施工內容，例如基坑開挖時應用擋土墻支護技術時，需相隔20cm進行開挖作業，土方建設第二階段，應聯合人工開挖工藝進行墊層施工、底板鋪設施工作業。每一項施工步驟都要以技術應用規程實現規范化操作。其余支護技術流程優化內容不進行展開闡述，大概流程有一定相似性，但安裝內容、支護結構搭建方法略有差異。

3.4 加強基坑支護監測管理

在優化基坑支護技術應用效果時，務必從基坑支護監測層面全方位掌握支護動態，進而知曉支護質量，也能有效應對支護風險。例如在使用擋土墻支護技術期間，將壓頂厚度設計為15cm，搭配10cm厚度的混凝土材料，聯合長寬均為20cm的鋼筋網片，此時在基坑現場內需均衡設計監測點，便于在有效監測下預判基坑支護技術實踐價值。

常見監測點位多包含以下幾項：1)基坑支護結構外端，同孔位有100m距離的位置，多用于監測基坑地下水位變化情況；2)支護結構內部，同孔位同樣保持100m距離，用于實現基坑回彈量動態監測；3)支護結構頂部，保有15m監測距離，主要用于監測支護結構水平向、垂直向位移量變化規律；4)臨近基坑30m位置，支護樁孔位保持15m距離，重點監測基坑支護結構存在的下沉量指標。

在基坑支護施工前期和施工后期，理應持續監測開裂危害，一旦形成支護結構裂縫問題，需立即予以修復處理[5]。每一個監測點位的設計與控制，都要做好記錄工作，通過預判基坑支護結構運行情況評估技術應用效果。特別是在5m深度以上基坑支護現場，周邊土層結構往往在開挖技術下出現地基負荷升高現象，除設置監測點外，還可運用0.5精度，0.6mm測距精度標準全站儀設備，對水平位移量變化幅度予以監測。而在沉降量監測環節，可應用電子水準儀，并且可以考慮將測斜儀放到基坑支護結構內，按照0.5m的范圍緩慢測量，若出現監測數據大幅度波動狀況，需要施工員對異常原因加以檢查，隨即采用觀察記錄法校對監測數據準確度，確認無誤后提出合理修復和防范措施。通過上述多項優化措施的落實，基坑支護技術將在建筑工程施工中取得顯著防護加固效果。

4 結語

綜上所述，基坑支護技術在建筑工程中常用土釘掛網錨噴支護、預應力錨索排樁支護、重力式擋土墻支護、護坡樁支護技術，為取得理想化基坑支護施工成果，理應立足現有阻礙確定優化方向，從支護結構材料、支護參數、施工流程以及監測管理等方面著手，深化基坑支護技術實踐價值，確保建筑工程在基坑支護技術助力下建立安全高效施工環境，推動建筑工程踐行高質量施工目標。