建筑工程中基坑支護施工技術探究
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摘要：伴隨我國城市化進程不斷加快，高層建筑的數(shù)量越來越多，為保證高層建筑的穩(wěn)固性，需要通過深基坑施工來保證工程質量，由于深基坑開挖的深度較深，并且我國很多地區(qū)的地質條件較差，若未能采取有效的支護施工技術措施，將會存在安全隱患和質量問題，因此，需要通過深基坑支護施工技術使工程施工得以有效完成。目前，常用的深基坑支護施工技術主要包括土釘墻支護、錨桿支護、地下連續(xù)墻支護以及鉆孔灌注樁支護等施工技術，但每一種支護施工技術具有不同的特點和適用范圍，在實際應用時，還必須結合工程實際情況合理選用支護施工技術，從而提升深基坑支護施工技術的實施效果。本文首先對深基坑支護施工技術進行概述，然后以實際工程為例，對該工程深基坑支護施工技術的實際應用進行探究，從而為類似工程的有效開展提供支持。
引言
深基坑支護施工技術是當前高層、超高層等大型建筑工程常用的一項深基坑處理技術。大型建筑工程基坑開挖過程中，其深度會持續(xù)增加，而隨著基坑深度的不斷增加，基坑所處地質條件將會越來越差，若遇地下水區(qū)段還會出現(xiàn)滲水等惡劣施工環(huán)境，導致基坑的穩(wěn)定性受到影響，從而導致施工安全受到威脅。為了確保深基坑施工的安全性與穩(wěn)定性，必須采取有效的技術措施來為施工提供安全保障，深基坑支護技術便能夠發(fā)揮有效的保障作用，可有效避免基坑周邊出現(xiàn)的土方坍塌、土層滲漏等一系列問題[1]，使工程施工質量得到有效提升。但在開展深基坑支護作業(yè)時，還要根據實際工況選擇合理的支護施工技術，并且還需要嚴格按照施工技術要求來操作，所以深基坑支護施工技術的適當選擇，以及對此項技術的掌握水平對于深基坑支護施工而言非常關鍵。因此，本文將結合實際案例，對深基坑支護施工技術在案例工程中的實際應用進行探討。
1深基坑支護施工技術概述
1.1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(huán)境比較復雜的一類工程。大多數(shù)出現(xiàn)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(huán)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(xiàn)在深度方面和施工環(huán)境方面。從深度方面來講，隨著建筑工程的不斷發(fā)展，工程施工技術也隨之發(fā)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(xù)增加；從施工環(huán)境方面來講，隨著基坑深度不斷增加，所面臨的地下施工環(huán)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(xiàn)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(huán)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(huán)境所影響，又受到地上因素影響，由于地下施工環(huán)境非常復雜[2]，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(xiàn)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收到影響，從而提升了施工難度。
1.2常用的深基坑支護施工技術
①土釘墻支護施工技術。該技術主要是由混凝土、土體以及土釘?shù)炔糠謽嫵?，土釘墻支護施工技術不僅能夠對上層土壓力發(fā)揮一定的抵制作用，而且還能使邊坡穩(wěn)定性得到有效提升，從而使工程施工的安全性得到保證，并且該技術在實際應用中，具有設備柔韌性強、造價低等特點，所以在當前深基坑支護施工中得以普遍應用，見圖1。②錨桿支護施工技術。顧名思義錨桿支護施工技術采用的施工工具主要是錨桿，施工人員應先將錨桿一端插入巖土中間位置，另一端連接支護結構，同時施加一定預應力，從而使巖土中每一種力均能夠實現(xiàn)平衡，從而保證施工穩(wěn)定性。此外，該技術具有較強的適應能力，在深基坑中均可以廣泛應用。③地下連續(xù)墻支護施工技術。該技術在實際應用過程中能夠發(fā)揮良好的擋土作用，通常來講，在對地下連續(xù)墻溝槽進行挖掘時，與地表靠近的土層均不具備穩(wěn)定性，容易發(fā)生坍塌問題，這種情況下采取地下連續(xù)墻支護便能夠發(fā)揮有效的擋土作用；地下連續(xù)墻還可當做測量基準對溝槽位置進行規(guī)定[3]，與此同時，連續(xù)墻也可支承挖槽軌道，此外，地下連續(xù)墻還能夠避免漏漿問題。④鉆孔灌注樁支護施工技術。該技術主要是通過鋼管擠土、機械鉆孔或者是人力挖掘等方式在地基土上成孔，并在樁孔內放置鋼筋籠，然后向其中灌注混凝土，從而形成灌注樁，這種技術對成孔的要求比較高，不僅要保證樁孔的距離[4]，而且還要保證成孔不會出現(xiàn)偏斜，只有保證樁孔的質量，接下來的施工質量才會得到有效保證。
2深基坑支護施工技術在實際工程中的應用
根據深基坑支護常用的施工技術來看，其種類比較多，并且各種支護施工技術均有各自的特點和優(yōu)勢，在開展實際工程中，還需要根據工程實際情況適當選擇有效的深基坑支護施工技術，從而保證實際工程的質量。
2.1工程概況
國內某工程項目總占地面積達到24712m2，工程建設的主要內容包括一幢22層的主樓以及1幢4層裙樓，該主樓地下室共有3層，地下室底板的標高達到-14.2m，地坪標高達到-0.6m。該工程深基坑開挖操作順序為先深后淺，工程施工主要為機械施工，人工操作作為輔助施工，考慮該深基坑工程在穩(wěn)定性方面有著一定的要求，所以采取鉆孔灌注樁聯(lián)合土釘墻支護施工技術，從而形成支護結構體系，使深基坑穩(wěn)定性得到有效保障。
2.2鉆孔灌注樁支護技術應用
①前期施工準備。該工程在實施鉆孔灌注樁支護技術前必須制定技術施工工藝流程，該工程的工藝流程見圖2所示。施工準備工作主要包括施工現(xiàn)場的清理工作、平臺搭設工作、埋設鋼護筒以及測量放樣等。在施工前應該保證施工現(xiàn)場不出現(xiàn)任何雜物，保證地基平穩(wěn)、潔凈，若遇軟地基則需要采取換填法進行換填處理，然后將換填土推平壓實；平臺搭設需要嚴格按照要求開展，保證平臺可承受施工時出現(xiàn)的任何荷載；埋設鋼護筒應該依據樁徑來對護筒的內徑進行控制，該工程中，鋼護筒埋深達到2m，護筒頂部超地面水平線30cm；測量放樣主要是依據設計圖紙開展護筒樁位放樣，該工程經放樣后，開展挖坑工作，坑的直徑均在護筒直徑之上（該工程護筒直徑為40cm），挖坑完成后便開始吊裝工作，吊裝時需要注意盡量使護筒中心與樁位中心出現(xiàn)的偏差減小，一般應在3cm之內，并且保證傾斜度在1%，以確保護筒穩(wěn)定。②旋挖鉆施工。選擇適當?shù)你@機并對其檢查，保證鉆機工作正常。取鉆機實際位置，在其周圍灑白灰線，并使鉆機就位，鉆機就位后需要按照施工需求調整鉆頭位置，保證鉆頭中心能夠與樁位中心相對應，并保證桅桿以及鉆桿垂直度與要求相符。鉆進時保持階段性，并按照先慢后快的鉆進原則進行，該工程慢速推進時，單次進尺量達到45cm，待進尺寸為5m，整個鉆進過程并未出現(xiàn)異常問題，之后對進尺量加大，達到了80cm。在鉆進時應該對鉆進出現(xiàn)的濾渣及時清理干凈，還要對地層特點加以關注，若地層出現(xiàn)變化，應該在變化位置打撈渣樣，并對其地質類型進行確定和記錄，然后對比檢定結果和地質剖面圖之間的差異，同時還需對鉆渣編號保管。隨著鉆深不斷增加，當鉆深與設計要求相符后需要對鉆孔質量進行檢查，檢查的主要項目包括鉆孔孔徑、孔位以及孔深等指標，如果這些指標與設計相符，則需要清理孔底出現(xiàn)的鉆渣，要保證孔底鉆渣清理程度達到要求范圍方可開展混凝土澆筑作業(yè)。③檢孔與清孔。檢孔操作主要是通過測繩以及檢孔器，當所有檢測項目均能夠達到標準之后，需要將旋挖鉆機移走，然后開展清孔工作，檢孔項目及對應的標準見表1所示。以上標準若未能夠滿足，則需要繼續(xù)掃孔檢查，直至達到要求方可進行下一步操作。清孔主要使用清孔鉆頭來完成，清孔項目應該滿足的標準見表2所示。④鋼筋籠吊裝施工。該工程開展鋼筋籠吊裝施工主要是采取雙吊點吊裝施工來完成的，在施工時要根據對稱原則施工，兩個吊點中第一個處于鋼架上方位置，并配套主鉤，而另一個吊點則應該設定于鋼架長度1/2~1/3之間。起吊時應該按照順序進行，先將第一個吊點提起，將鋼架向上適度提升，之后同另一個吊點同步完成吊裝。然后需要對鋼架位置進行觀察，如果鋼架與地面發(fā)生脫離，則應該將第一個吊點向上持續(xù)提升，并將另一個吊點緩速放松，使鋼架同地面之間保持垂直，垂直關系達成后應暫停吊裝。之后將第二個吊點解除，檢查吊裝狀態(tài)下的鋼架，觀察其順直程度，如果出現(xiàn)彎曲情況，則應該立即對其進行調整，調整后便進入鋼架入孔環(huán)節(jié)。鋼架入孔時，應該在剛剛接觸樁孔時特別注意，需要將鋼架扶正才能夠緩慢下降，應避免與孔壁碰撞，伴隨鋼架緩慢下放，應該在第二個吊點周圍設置加強箍，從而使鋼架與孔口接近時起到支承作用，從而保證鋼架穩(wěn)定下放，鋼架穩(wěn)定后，需要將支承裝置及時取出，然后緩慢地將鋼架下放，使之達到設計位置。此外，還需要對鋼筋籠的中心位置進行確定，可在其上方拉十字線，鋼筋籠定位過程中必須保證鋼筋籠中心線與樁孔中心線之間重合，并在已完成定位的鋼架頂?shù)跞Φ南路旁O置兩根工字鋼，兩根工字鋼的位置關系為平行關系，然后在護筒的外側部位加設兩根平行的枕木，使鋼架得以支托于枕木之上，從而保持鋼架的穩(wěn)定性。⑤混凝土澆筑。鋼筋籠安裝施工完成之后，需要取尺寸大小適當?shù)拇?，并將其安置就位，通過使用串筒來完成普通混凝土的澆筑施工，若澆筑高度大于3m的情況下使用該串筒，并保證串筒底部位置要與孔底之間保持一定的距離，一般在2m之內?；炷翝仓氨仨氃O計配合比，在保證配合比材料質量達標的情況下，還要進行坍落度試驗，保證坍落度能夠控制在13~17cm，該工程開展坍落度試驗結果為15.6cm。在正式開展混凝土澆筑之前，應該先對孔底積水量進行檢測，應該低于5cm，在保證澆筑質量不受到任何影響的情況下，應盡量加速澆筑，要保證混凝土澆筑時對孔壁產生的壓力低于滲水壓力，從而有效避免出現(xiàn)地下水滲孔問題，在混凝土澆筑時要保證混凝土持續(xù)供應，按照“隨拌隨用”的原則協(xié)調生產與供應，在此過程中還要進行振搗，保證混凝土澆筑的密實度，澆筑操作需一次到位，與樁頂?shù)脑O計高程相對比，實際澆筑量應該比之高50cm左右，待混凝土完全凝固后，可將樁頂出現(xiàn)的浮漿鑿除，從而達到樁頂高程設計標準。
2.3土釘墻支護施工技術應用
2.3.1制作土釘墻。在該工程項目中，制作土釘墻需要按照如下標準和操作進行：①選用規(guī)格為Φ48×3.2的鋼管作為土釘墻施工材料，保證鋼管筒邊坡之間為垂直關系，按照梅花形完成土釘布置，應保證土釘?shù)乃介g距達到1.5m；②該工程選用的坡面網筋材料為Φ8圓鋼，其間距為200mm×200mm；③制備C20細石混凝土，配合比為水泥：石子：砂=1∶2∶2，并開展混凝土噴射，保證噴射厚度達到100mm，形成土釘墻面層，并對面層進行養(yǎng)護，養(yǎng)護時間為1周，保證面層混凝土所處濕度環(huán)境及溫度環(huán)境合理，從而使混凝土面層有效成型；④對鋼管進行加工過程中，應該保證其端部呈尖錐形，該工程注漿所用水泥漿的水灰比為0.55，全程注漿壓力達到了0.7MPa，當鋼管外口出現(xiàn)返漿的情況下完成單管注漿。該工程的土釘墻施工示意圖見圖3所示。2.3.2施工技術要點。該工程土釘墻施工時還需要遵從以下施工技術要點，從而保證施工質量得到提升。①在土方開挖時應該按照設計要求進行，重視坡度控制，保證坡面不平整度在±20mm之內；②土方開挖與土釘墻施工可同步開展，土方開挖段的長度應該控制在15~20m之間，并且還要與土釘?shù)拇怪遍g距之間相互匹配，不要出現(xiàn)超挖情況，將單層超挖量控制在500mm之內；③成孔后需保證孔位誤差在100mm之內，并對注漿管進行設置，在注漿時，若出現(xiàn)注漿不飽滿，應進行二次補漿；④鋼筋網片應該與坡面之間留有適當距離，還要在鋼筋網盤上設置加強筋，使之焊接后能夠筒土釘實現(xiàn)穩(wěn)定連接；⑤混凝土噴射之前，必須嚴格依照配合比對所用材料進行選用，并且還要對材料混合攪拌充分，將配制好的混凝土及時噴射，且噴射面層的厚度還要與要求相符，不要出現(xiàn)鋼筋外露，坡面土釘墻完成施工之后，還需要進行強度實測，使強度值能夠達到70%的設計值；⑥當坡面出現(xiàn)滲流的情況下，應該加設導流管，為了使排水效果得以增強，應該分別在基坑底部和頂部位置設置排水溝，避免水害；⑦施工時，如果巖土層特性不同于勘測結果，則應該由專業(yè)人員進行分析，并對施工方案進行適當調整，同時還要進行可行性分析；⑧基坑開挖過程中應該及時支護，并設置淺層排水管，在排水管管釘上面部位300mm左右位置設置泄水孔，管材選用Φ50PVC，管長大概為500mm，同時還要設置2~5mm濾網。
3結論
本研究通過實例探討了深基坑支護施工技術的實際應用，在該工程中選用了鉆孔灌注樁支護施工技術聯(lián)合土釘墻支護施工技術，通過兩項支護技術的聯(lián)合應用，保證了深基坑邊坡的穩(wěn)定性，同時通過掌握兩項技術的施工環(huán)節(jié)和要點，也保證了該工程的施工效果，可為實際施工提供借鑒。
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作者:李文博 單位:東莞市城建工程管理局
