深基坑支護施工技術(shù)的應(yīng)用

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摘要：本文結(jié)合當(dāng)下建筑工程施工過程中深基坑支護技術(shù)的實施現(xiàn)狀和具體經(jīng)驗，闡述了深基坑支護技術(shù)的基本實施要求與優(yōu)化方向，并對建筑工程中常用的支護結(jié)構(gòu)及其采用的具體施工工藝進行探討，深入分析了不同支護方式的適用范圍及在具體施工中面臨主要問題和解決對策，旨在為促進我國深基坑支護施工技術(shù)的發(fā)展，提高深基坑建設(shè)施工的質(zhì)量提供借鑒與參考。

關(guān)鍵詞：建筑工程；深基坑支護；應(yīng)用

1引言

隨著城市現(xiàn)代化建設(shè)步伐的日益加快，高層建筑對于基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量與效率的要求日漸提高，深基坑支護作為基礎(chǔ)工程施工過程中重要且關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，其支護結(jié)構(gòu)與方式的選擇、支護技術(shù)的專業(yè)化發(fā)展、支護設(shè)計與施工的動態(tài)監(jiān)控都對基礎(chǔ)工程乃至整個建筑工程的施工品質(zhì)具有重大影響。那么根據(jù)建筑工程的設(shè)計需要，結(jié)合建設(shè)用地與周圍環(huán)境的具體情況，選擇經(jīng)濟合理的支護結(jié)構(gòu)和支護形式，強化對深基坑支護技術(shù)的適應(yīng)性優(yōu)化與手段創(chuàng)新，便成為促進建筑工程現(xiàn)代化發(fā)展的重要內(nèi)容。

2深基坑支護的基本要求和優(yōu)化方向

首先，支護結(jié)構(gòu)應(yīng)具有良好的承載能力，能夠起到基礎(chǔ)工程施工所必須的擋土功效，有效維持基坑邊坡的穩(wěn)定，不會出現(xiàn)支護結(jié)構(gòu)的破壞、內(nèi)外土體失穩(wěn)、止水帷幕失效等的現(xiàn)象（需要進行支護結(jié)構(gòu)的承載能力極限狀態(tài)計算）。其次，確?；釉谡Ｊ褂们樾蜗虏粫_到基坑變形的極限，變形參數(shù)控制在設(shè)計所需的安全等級之內(nèi)，水平位移不會對相鄰的建(構(gòu))筑物、道路、地下管線構(gòu)成威脅與阻礙（需要進行支護結(jié)構(gòu)的正常使用狀態(tài)極限的計算）。再次，基坑的設(shè)計與施工應(yīng)充分考慮施工所在地的土體結(jié)構(gòu)、不良地質(zhì)、地下水位及其變化情況等周邊環(huán)境因素，保證支護結(jié)構(gòu)對土體變形、沉陷、坍塌以及地下水管滲漏的適應(yīng)能力（需要進行周邊環(huán)境、地下水控制及支護結(jié)構(gòu)變形的相關(guān)驗算）。最后，深基坑支護結(jié)構(gòu)與方式的設(shè)計與選擇以及支護技術(shù)的優(yōu)化實施，需不斷達到施工環(huán)境的適應(yīng)性、施工效率的高效維護性及工程造價的經(jīng)濟性的有機統(tǒng)一。由于城市建筑用地的日趨緊張，以及施工環(huán)境的日趨復(fù)雜，深基坑支護逐步朝著支護剛度大、防滲效果強、適用范圍廣、振動小、噪音低、占地面積小，施工效率和經(jīng)濟性高，同時可做建筑物地下功能性主體（停車場、地下商場）使用的地下連續(xù)墻、復(fù)合土釘墻、組合型排樁支護等技術(shù)的方向發(fā)展。此外，裝配式建筑的逐漸發(fā)展與推廣，也讓裝配式可回收地下連續(xù)墻的支護技術(shù)開始得到一定的優(yōu)化與實施，從而給予支護技術(shù)更強穩(wěn)定性、經(jīng)濟性與生態(tài)性的發(fā)展性支撐。

3深基坑支護結(jié)構(gòu)與支護技術(shù)

由于建筑層高的不斷提升，深基坑開挖的深度越來越大，所涉及的地質(zhì)環(huán)境也越來越復(fù)雜，過去傳統(tǒng)的開挖放坡工藝難以滿足現(xiàn)代化建筑設(shè)計與施工的要求，深基坑支護技術(shù)便朝著功能更加全面、荷載更加穩(wěn)固的方向發(fā)展。具體的支護結(jié)構(gòu)與技術(shù)主要有：樁墻—內(nèi)支撐支護技術(shù)、預(yù)應(yīng)力錨桿支護技術(shù)、重力式水泥擋墻技術(shù)及土釘墻支護技術(shù)等。

3.1樁墻——內(nèi)支撐支護技術(shù)

這種支護結(jié)構(gòu)在在通過排樁擋墻承受基坑側(cè)壁土體與水體壓力的同時，通過內(nèi)支撐給予排樁經(jīng)過連接點的反向支撐力，從而在基坑開挖深度不斷加深的現(xiàn)實情況下，優(yōu)化懸臂式支護結(jié)構(gòu)在軟土中不宜超過5m的限制，可以滿足1、2、3級基坑的支護要求。樁墻——內(nèi)支撐支護技術(shù)的主要施工方式是在基坑四周設(shè)置人工挖孔樁排或旋噴樁以抵抗四周土體的側(cè)向力,并根據(jù)土質(zhì)和地下水位的情況,適時增加內(nèi)支撐或預(yù)應(yīng)力錨索約束等措施[1]。如果地下水位高于坑底或出現(xiàn)管涌等不良現(xiàn)象，則需要加設(shè)止水帷幕，進行深井降水貨輕型井點降水等止水、降水措施，亦或采用地下連續(xù)墻支護結(jié)構(gòu)，以達到良好基坑穩(wěn)定性、防滲性、整體性等進一步加強。

3.2預(yù)應(yīng)力錨桿支護技術(shù)

預(yù)應(yīng)力錨桿支護技術(shù)是將錨桿的一端與支護樁、格構(gòu)梁等構(gòu)筑物相連接，而另一端則深入地層深處，在安裝過程中對錨桿施加預(yù)應(yīng)力，并采用水泥漿體將預(yù)應(yīng)力鋼筋與土層進行粘結(jié)，從而能夠達到邊緣土體的側(cè)壓力有效傳至于土體深處的效果，實現(xiàn)錨桿支護與土體壓力分散支撐相統(tǒng)一的更強支撐體系。預(yù)應(yīng)力錨桿支護技術(shù)需要根據(jù)基坑支護和建筑功能性的需要，合理控制錨桿的長度（錨固段與自由段）與安裝角度設(shè)計、錨桿的張拉、注漿的材料與壓力以及注漿的程序，從而達到錨桿支護施工的安全性、可靠性和經(jīng)濟性。

3.3重力式水泥擋墻技術(shù)

重力式水泥擋墻是依靠墻體自身的重力用于抵擋土體側(cè)壓力的一種支護結(jié)構(gòu)，通過攪拌器械將水泥與地基軟土進行強制拌和，以形成深層水泥攪拌樁組成的重力式水泥土擋墻，達到土質(zhì)和地基強度同時提高的一種深基坑支護方式。在現(xiàn)實基礎(chǔ)工程施工中可采用實體式或格柵式的擋墻結(jié)構(gòu)[2]。重力式水泥擋墻技術(shù)適用于開挖深度不大于6m的軟土基坑支護（如果基坑深度超過6m，需在水泥土墻中插入加筋桿件，以形成加筋水泥土擋墻），可以起到擋土和止水的雙重功能。重力式水泥擋墻技術(shù)需要考慮地下水對水泥混凝土材料的腐蝕問題，并嚴(yán)格控制水泥漿的密度、輸漿量、鉆頭的角度及鉆井的深度、噴漿高程及停漿面以及攪拌裝的長度等，并在成樁后在規(guī)定的時間對樁身的均勻性及其直徑，樁體的荷載力和強度進行抽檢和計算，確保樁身的受力、變形與均勻程度，及施工工藝與流程符合建筑設(shè)計的要求。

3.4土釘墻支護技術(shù)

土釘墻支護技術(shù)是將基坑側(cè)邊利用土釘對土體進行加固，然后再在加固后的邊坡鋪設(shè)鋼絲網(wǎng)，并噴射混凝土面板達到支護結(jié)構(gòu)與土方邊坡有效結(jié)合的一種加固型的支護方法。土釘墻支護技術(shù)使加固范圍內(nèi)土體自身穩(wěn)定性加強，形成類似擋土墻性質(zhì)的結(jié)構(gòu)，達到強化支護基坑的目的。為了適應(yīng)當(dāng)下高層建筑及地下建筑工程的發(fā)展需要，土釘墻技術(shù)逐漸與水泥土樁、微型樁、預(yù)應(yīng)力錨桿技術(shù)相結(jié)合，形成了復(fù)合土釘墻支護技術(shù)，從而大大提高了建設(shè)施工的進度，縮小了施工占用的面積，降低了放坡的難度，提升了施工的經(jīng)濟性與靈活性。土釘墻支護技術(shù)適用于基坑等級為2、3級的非軟土場地，且基坑深度最好控制在12m以內(nèi)（軟土地質(zhì)或超過12m的開挖深度最好采用復(fù)合土釘墻支護技術(shù)）。土釘墻支護技術(shù)要強化對注漿工藝、土釘墻拉拔、混凝土噴射的設(shè)計試驗與現(xiàn)場試驗，確定合理的工藝參數(shù)，保證土釘孔錨固漿砂的強度、注漿的壓力、網(wǎng)與土釘?shù)倪B接方式及噴射混凝土的強度與厚度等，使其符合設(shè)計的要求以及建筑工程質(zhì)量發(fā)展的需要。

4深基坑支護施工過程中的問題與解決對策

4.1基坑的止水與降水

由于基坑開挖深度的逐漸加大，涉及的地下水文環(huán)境也就越來越復(fù)雜，那么就需要在基坑四周設(shè)置止水帷幕墻，將其底部深入巖層，以防治地下水滲入。此外，在深基坑支護技術(shù)中采取連續(xù)腰合支護樁、地下連續(xù)墻、預(yù)制鋼板樁的支護方式與工藝也可以達到良好的防滲效果，而且能夠提高支護結(jié)構(gòu)的剛性和整體性，達到基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量的進一步提升。如果基坑底部出現(xiàn)大規(guī)模涌砂，就需要在基坑底部采取深管井降水或輕型井點降水等措施，并在基坑周圍設(shè)置回灌井點，避免由于降水措施實的施導(dǎo)致鄰近建筑物的下沉和地下管線的破壞[3]。

4.2基坑底部出現(xiàn)施工縫、隆起和流沙等現(xiàn)象

當(dāng)采用壓力注漿、水泥攪拌樁、旋噴樁等支護結(jié)構(gòu)與方式的時候，往往會出現(xiàn)施工縫、基坑底部隆起和流沙等現(xiàn)象的發(fā)生，那么就需要根據(jù)樁體施工的類型及方式預(yù)留一定量的施工縫，施工縫的大小一般比樁體直徑小300mm~400mm，并保證施工縫與樁體實現(xiàn)有效地搭接。此外，還可以采用坑底加固法等措施來提高基坑底部的抗剪強度，與此同時起到良好的防滲作用。

4.3基坑對周邊環(huán)境及建筑物的影響

為了減少基坑開挖及支護施工對周邊環(huán)境的影響，并提高支護結(jié)構(gòu)的強度，除了不斷完善設(shè)計過程中支護方式的優(yōu)化選擇及相關(guān)技術(shù)參數(shù)的驗算確定之外，還在基坑開挖過程中宜采用分層開挖的方式，并在開挖基坑與周圍建筑物之間建立既可承受基坑土體的側(cè)壓力，起到防水帷幕的作用，又可構(gòu)成對周圍建筑物的保護的隔斷墻，避免由于基坑的開挖或是土體的沉降造成周圍設(shè)施的損壞。

5結(jié)束語

基坑支護需要保證基坑內(nèi)及周邊鄰近建筑、道路、管線設(shè)施的安全與穩(wěn)固，并為高層建筑奠定良好的質(zhì)量基礎(chǔ)，為地下工程建設(shè)提供合適的施工空間。因此，就需要根據(jù)項目建設(shè)場地的水文地質(zhì)條件和周邊環(huán)境，選擇合適的基坑支護形式、采用并確定合適的力學(xué)參數(shù)，并適時優(yōu)化基坑支護的技術(shù)，強化對基坑支護設(shè)計與施工的監(jiān)管，從而從根本上保證基坑支護施工的安全性與經(jīng)濟性。

參考文獻：

[1]孔祥夔.土建基礎(chǔ)施工過程中的深基坑支護技術(shù)探究[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新,2015(21):223.

[2]許衛(wèi)軍,楊小波,胡超群.建筑施工中深基坑支護技術(shù)的應(yīng)用[J].中國住宅設(shè)施,2016(1):36~38.

[3]方文新.深基坑支護技術(shù)在房屋建筑施工中的應(yīng)用[J].四川建材,2015(3):163~164.

作者：余挺 單位：福建普爾泰集團有限公司