深基坑支護(hù)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(hù)技術(shù)的實(shí)施現(xiàn)狀和具體經(jīng)驗，闡述了深基坑支護(hù)技術(shù)的基本實(shí)施要求與優(yōu)化方向，并對建筑工程中常用的支護(hù)結(jié)構(gòu)及其采用的具體施工工藝進(jìn)行探討，深入分析了不同支護(hù)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(jìn)我國深基坑支護(hù)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(hù)；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(hù)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(hù)結(jié)構(gòu)與方式的選擇、支護(hù)技術(shù)的專業(yè)化發(fā)展、支護(hù)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(jì)合理的支護(hù)結(jié)構(gòu)和支護(hù)形式，強(qiáng)化對深基坑支護(hù)技術(shù)的適應(yīng)性優(yōu)化與手段創(chuàng)新，便成為促進(jìn)建筑工程現(xiàn)代化發(fā)展的重要內(nèi)容。
2深基坑支護(hù)的基本要求和優(yōu)化方向
首先，支護(hù)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(hù)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(jìn)行支護(hù)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_(dá)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(jìn)行支護(hù)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(hù)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(jìn)行周邊環(huán)境、地下水控制及支護(hù)結(jié)構(gòu)變形的相關(guān)驗算）。最后，深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)與方式的設(shè)計與選擇以及支護(hù)技術(shù)的優(yōu)化實(shí)施，需不斷達(dá)到施工環(huán)境的適應(yīng)性、施工效率的高效維護(hù)性及工程造價的經(jīng)濟(jì)性的有機(jī)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(hù)逐步朝著支護(hù)剛度大、防滲效果強(qiáng)、適用范圍廣、振動小、噪音低、占地面積小，施工效率和經(jīng)濟(jì)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(hù)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(hù)技術(shù)開始得到一定的優(yōu)化與實(shí)施，從而給予支護(hù)技術(shù)更強(qiáng)穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性與生態(tài)性的發(fā)展性支撐。
3深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)與支護(hù)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(hù)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(hù)結(jié)構(gòu)與技術(shù)主要有：樁墻—內(nèi)支撐支護(hù)技術(shù)、預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)技術(shù)、重力式水泥擋墻技術(shù)及土釘墻支護(hù)技術(shù)等。
3.1樁墻——內(nèi)支撐支護(hù)技術(shù)
這種支護(hù)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(diǎn)的反向支撐力，從而在基坑開挖深度不斷加深的現(xiàn)實(shí)情況下，優(yōu)化懸臂式支護(hù)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(hù)要求。樁墻——內(nèi)支撐支護(hù)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(jìn)行深井降水貨輕型井點(diǎn)降水等止水、降水措施，亦或采用地下連續(xù)墻支護(hù)結(jié)構(gòu)，以達(dá)到良好基坑穩(wěn)定性、防滲性、整體性等進(jìn)一步加強(qiáng)。
3.2預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)技術(shù)
預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)技術(shù)是將錨桿的一端與支護(hù)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(jìn)行粘結(jié)，從而能夠達(dá)到邊緣土體的側(cè)壓力有效傳至于土體深處的效果，實(shí)現(xiàn)錨桿支護(hù)與土體壓力分散支撐相統(tǒng)一的更強(qiáng)支撐體系。預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)技術(shù)需要根據(jù)基坑支護(hù)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(dá)到錨桿支護(hù)施工的安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)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(hù)結(jié)構(gòu)，通過攪拌器械將水泥與地基軟土進(jìn)行強(qiáng)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(dá)到土質(zhì)和地基強(qiáng)度同時提高的一種深基坑支護(hù)方式。在現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)工程施工中可采用實(shí)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(hù)（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(qiáng)度進(jìn)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(hù)技術(shù)
土釘墻支護(hù)技術(shù)是將基坑側(cè)邊利用土釘對土體進(jìn)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(dá)到支護(hù)結(jié)構(gòu)與土方邊坡有效結(jié)合的一種加固型的支護(hù)方法。土釘墻支護(hù)技術(shù)使加固范圍內(nèi)土體自身穩(wěn)定性加強(qiáng)，形成類似擋土墻性質(zhì)的結(jié)構(gòu)，達(dá)到強(qiáng)化支護(hù)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(hù)技術(shù)，從而大大提高了建設(shè)施工的進(jìn)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(jì)性與靈活性。土釘墻支護(hù)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(hù)技術(shù)）。土釘墻支護(hù)技術(shù)要強(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)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(hù)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(hù)技術(shù)中采取連續(xù)腰合支護(hù)樁、地下連續(xù)墻、預(yù)制鋼板樁的支護(hù)方式與工藝也可以達(dá)到良好的防滲效果，而且能夠提高支護(hù)結(jié)構(gòu)的剛性和整體性，達(dá)到基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量的進(jìn)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(diǎn)降水等措施，并在基坑周圍設(shè)置回灌井點(diǎn)，避免由于降水措施實(shí)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(hù)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(shí)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(qiáng)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(hù)施工對周邊環(huán)境的影響，并提高支護(hù)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，除了不斷完善設(shè)計過程中支護(hù)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(hù)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(hù)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(hù)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(hù)的技術(shù)，強(qiáng)化對基坑支護(hù)設(shè)計與施工的監(jiān)管，從而從根本上保證基坑支護(hù)施工的安全性與經(jīng)濟(jì)性。
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作者：余挺 單位：福建普爾泰集團(tuán)有限公司