(湖南恒業(yè)建設(shè)有限責(zé)任公司 湖南 懷化 418000)

土建基礎(chǔ)施工中深基坑支護(hù)施工技術(shù)的應(yīng)用分析

龍全福

(湖南恒業(yè)建設(shè)有限責(zé)任公司湖南懷化418000)

深基坑支護(hù)施工技術(shù)是當(dāng)前土建基礎(chǔ)施工項(xiàng)目中的重要環(huán)節(jié)，針對(duì)它的合理應(yīng)用可以直接影響工程項(xiàng)目質(zhì)量與安全可靠性。文中對(duì)當(dāng)前土建基礎(chǔ)施工中的深基坑支護(hù)施工技術(shù)的常見類型、圍護(hù)體系選型原則以及基坑支護(hù)類型特征進(jìn)行了全面分析。并探討了深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)技術(shù)要點(diǎn)與施工技術(shù)應(yīng)用。

土建基礎(chǔ)施工；深基坑支護(hù)；維護(hù)體系選型；設(shè)計(jì)要點(diǎn)；技術(shù)應(yīng)用

當(dāng)前隨著我國土建基礎(chǔ)施工項(xiàng)目及規(guī)模的擴(kuò)大，其中的深基坑支護(hù)施工技術(shù)內(nèi)容與類型也越來越豐富，并在建筑工程施工中所占據(jù)的地位越來越高。從技術(shù)角度講，深基坑支護(hù)施工技術(shù)決定了土建基礎(chǔ)的安全穩(wěn)定性與耐久性，具體來講還要從它的技術(shù)類型與維護(hù)體系選型原則等等方面展開分析。

一、 土建基礎(chǔ)施工中深基坑支護(hù)的相關(guān)技術(shù)理論

(一)常見類型

在土建基礎(chǔ)施工中，深基坑支護(hù)的常見類型要分為5類：

首先第一類是排樁支護(hù)類型，該類型中利用到了鉆工灌注樁與鋼筋混凝土挖孔技術(shù)相結(jié)合，熙璟城深基坑支護(hù)中的擋土結(jié)構(gòu)。該高檔圖結(jié)構(gòu)基于柱列式間隔布置與樁樁間靜距離疏排布置兩種方式，它們保證了樁樁之間的緊密布置關(guān)系。

第二類是鋼板樁支護(hù)類型，在實(shí)際的鋼板樁支護(hù)制作過程中要選擇淺口或鎖口熱軋型材料，在鋼板樁支護(hù)完畢后還要對(duì)鋼板樁實(shí)施正確連接，形成具有完整體系的鋼板墻，基于它來滿足水土遮擋要求，體現(xiàn)較好的深基坑支護(hù)應(yīng)用效果。雖然該鋼板樁支護(hù)類型具有較好的應(yīng)用性，操作也相對(duì)簡單，但是它也存在較大局限性，例如容易受到外部環(huán)境影響等等。

第三類是地下連續(xù)墻類型，該類型中地下連續(xù)墻體本身具有較高剛度，且防水與防滲功能都相當(dāng)好，可應(yīng)用于地下水位之下的軟粘土層與砂土層施工環(huán)境，非常適用于深層土壤的基坑支護(hù)施工應(yīng)用體系。

第四類是土釘支護(hù)類型，該類型支護(hù)方式主要應(yīng)用于那些不具備放坡條件的深基坑中，當(dāng)該類基坑外部一旦具有降水條件或出現(xiàn)地下水位偏低情況時(shí)，就要采用它，特別是在周邊沒有地下管線或重要建筑的區(qū)域，可以通過它來實(shí)現(xiàn)坑壁主體加固，效果明顯。

第五類深層攪拌支護(hù)類型，該支護(hù)類型的特點(diǎn)就是用固化劑結(jié)合水泥來在機(jī)械設(shè)備中攪拌，再配合固化劑與軟土劑進(jìn)行強(qiáng)制性攪拌，令固化劑經(jīng)過一定化學(xué)反應(yīng)后逐漸硬化，這樣提高深基坑支護(hù)施工的安全穩(wěn)定性。

(二)圍護(hù)體系選型原則

深基坑支護(hù)施工技術(shù)中要考慮施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際土壤土質(zhì)條件工地周圍環(huán)境，根據(jù)這些因素來選擇合理的支護(hù)類型。就目前來看，深基坑支護(hù)的圍護(hù)體系建設(shè)比較常見，它的選型基本原則就是經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠、施工方便并能夠保證工期。在安全可靠方面，圍護(hù)體系選型所提供的支護(hù)方案中支護(hù)結(jié)構(gòu)本身更加穩(wěn)定，且也能夠保證基坑開挖使用期間對(duì)周圍環(huán)境安全性的提升；方便施工方面是指它的圍護(hù)體系選型能夠幫助項(xiàng)目整體縮短工期，為施工企業(yè)帶來更高經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)利潤最大化；最后是最重要的經(jīng)濟(jì)合理原則，它在滿足安全前提的基礎(chǔ)上來實(shí)現(xiàn)，相比于其它普通支護(hù)類型，圍護(hù)體系的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在4點(diǎn)：首先它所推薦的支護(hù)技術(shù)類型在成本消耗方面更低，其次它不會(huì)影響到機(jī)械設(shè)備的挖土空間，第三它在施工期間對(duì)材料的轉(zhuǎn)運(yùn)靈活性更高，第四它的經(jīng)濟(jì)合理性決定了支護(hù)方案的合理性，整體技術(shù)思路更加清晰和有針對(duì)性[1]。

(三)深基坑支護(hù)類型施工技術(shù)特征

近年來，城鄉(xiāng)土建基礎(chǔ)施工越來越多，深基坑支護(hù)施工工程也隨之大量出現(xiàn)，在實(shí)際工程應(yīng)用中會(huì)采用到多種支護(hù)方法，如果基于支護(hù)技術(shù)原理與應(yīng)用作用來進(jìn)行劃分應(yīng)該分為放坡開挖、地下連續(xù)墻支護(hù)、土釘支護(hù)、巖層及土層錨桿、鋼板樁、逆作法等等多種類型，以下主要介紹其中的4點(diǎn)施工技術(shù)特征。

1.放坡開挖技術(shù)特征

放坡開挖施工工藝特征清晰且簡單，整體施工工期較短，對(duì)工程造價(jià)要求也不高。選擇該類深基坑支護(hù)技術(shù)類型要保證施工場(chǎng)地足夠開闊且土質(zhì)要良好，由于它的開挖深度在5m以內(nèi)，所以在放坡開挖過程中必須注重對(duì)坡面的實(shí)時(shí)保護(hù)，確保所放坡坡面穩(wěn)定。再一點(diǎn)，放坡開挖過程中也要在工地周圍設(shè)置井點(diǎn)進(jìn)行降水配合處理地下水。

2.地下連續(xù)墻支護(hù)技術(shù)特征

在地下連續(xù)墻支護(hù)技術(shù)中，主要采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土連續(xù)墻以及預(yù)制鋼筋混凝土連續(xù)墻兩種。就目前來看選擇現(xiàn)澆鋼筋混凝土的連續(xù)墻更多，因?yàn)樗鼘?duì)于槽壁穩(wěn)定性的保證很到位，且會(huì)采用特制泥漿護(hù)壁，在挖取溝槽之后才放入鋼筋籠，最后形成支護(hù)體系。例如上海金茂大廈，它擁有19.65m的深基坑和88層的建筑高度，其支護(hù)施工技術(shù)就采用到了地下連續(xù)墻。另外，地下連續(xù)墻還具備擋土、截水、防滲、沉重等特征，可以實(shí)現(xiàn)一墻多用。在實(shí)際的施工過程中，甚至可以不用支模和放坡，因?yàn)樗膲w剛度較大，穩(wěn)定性良好，所以整體上對(duì)于周邊環(huán)境與地層的擾動(dòng)性也較小。就當(dāng)前技術(shù)發(fā)展來看，像預(yù)應(yīng)力這樣的先進(jìn)技術(shù)也已經(jīng)被運(yùn)用于地下連續(xù)墻中，它提高了墻體強(qiáng)度與剛度，同時(shí)也減少了對(duì)材料與成本的消耗，對(duì)深基坑支護(hù)施工技術(shù)體系優(yōu)化具有促進(jìn)作用。

3.逆作法技術(shù)特征

在土建基礎(chǔ)施工中，深基坑支護(hù)施工技術(shù)還可以采用逆作法，該逆作法的技術(shù)特征優(yōu)勢(shì)明顯且具有多個(gè)技術(shù)特征，例如全逆作法、半逆作法、部分逆作法以及分層逆作法等等，按照所選擇施工程序的不同，也要基于不同逆作法技術(shù)特征來展開施工過程。根據(jù)逆作法的相關(guān)技術(shù)原理，例如它在高層建筑地下結(jié)構(gòu)施工過程中就采用到了自上到下的逐層施工技術(shù)特征，通過建筑地下結(jié)構(gòu)與深基坑所產(chǎn)生的支護(hù)作用來為建筑各層鋼筋混凝土梁板設(shè)置水平支撐點(diǎn)，加大基坑支護(hù)強(qiáng)度。從技術(shù)效果來看，逆作法所花費(fèi)工期更短，能夠在一定程度上節(jié)省工程造價(jià)，且基坑對(duì)于周邊的環(huán)境變形也提出了相當(dāng)嚴(yán)格的技術(shù)要求，整體技術(shù)表現(xiàn)嚴(yán)謹(jǐn)。

4.鋼板樁技術(shù)特征

采用鋼板樁支護(hù)是看中了它的經(jīng)濟(jì)適用效果，且施工簡單，對(duì)于某些變形要求偏低且深度不超過8m的基坑可以采用該技術(shù)。從技術(shù)特征來看，鋼板樁本身具有較大柔性，如果支撐與錨拉桿的設(shè)置數(shù)量得當(dāng)就能發(fā)揮較好的支護(hù)效果。但是對(duì)某些軟土層及深度大于5m的基坑則不建議采用該技術(shù)。

(四)深基坑支護(hù)的設(shè)計(jì)要求及設(shè)計(jì)內(nèi)容

在設(shè)計(jì)要求方面，它要求深基坑支護(hù)體系滿足以下4點(diǎn)：

第一，深基坑的支護(hù)體系在應(yīng)用期間不能發(fā)生以任何形式出現(xiàn)的失穩(wěn)現(xiàn)象，它要求技術(shù)達(dá)標(biāo)保證基坑支護(hù)的安全穩(wěn)定性。

第二，在維護(hù)結(jié)構(gòu)選型方面要求基坑沉降量與基坑結(jié)構(gòu)變形都在允許規(guī)范內(nèi)。

第三，也要保證建筑工地臨邊建筑與道路所發(fā)生的地基位移與沉降量在規(guī)范要求范圍內(nèi)。

最后，要保證深基坑地基承載力滿足要求。

在設(shè)計(jì)內(nèi)容方面，主要要根據(jù)深基坑的選型來展開設(shè)計(jì)。一般來說可以結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際土質(zhì)性能與周邊自然環(huán)境來確定工程施工特點(diǎn)與支護(hù)體系類型。一旦支護(hù)類型選定后就要進(jìn)行相應(yīng)的深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)模擬與計(jì)算，主要計(jì)算基坑支護(hù)體系的剛度、抗?jié)B性能與穩(wěn)定性能，滿足深基坑支護(hù)技術(shù)基本要求。最后要考慮相應(yīng)的降水與監(jiān)測(cè)方案，同時(shí)做好施工現(xiàn)場(chǎng)及周邊生態(tài)環(huán)境保護(hù)工作[2]。

二、 案例分析

(一)案例項(xiàng)目工程概況某廣場(chǎng)規(guī)劃用地10萬，計(jì)劃在其中建設(shè)一幢高層綜合建筑，其中包括地下11.9萬，地上38.2萬。在深基坑開挖與支護(hù)方面，其基坑的總面積為3.2萬，深度在8.4～17m范圍內(nèi)，主要開挖深度還要以承臺(tái)臺(tái)底為基準(zhǔn)。另外采用灌注樁配合兩道預(yù)應(yīng)力錨索支護(hù)方式，配合比例為1:0.4的放坡開挖技術(shù)來進(jìn)行土釘墻支護(hù)。

(二)項(xiàng)目深基坑支護(hù)施工技術(shù)應(yīng)用

該高層建筑項(xiàng)目在深基坑支護(hù)施工技術(shù)中應(yīng)用到了多種技術(shù)，例如旋挖灌注樁技術(shù)、高壓旋噴樁技術(shù)、預(yù)應(yīng)力錨桿技術(shù)、土釘墻技術(shù)等等。這其中預(yù)應(yīng)力錨桿是近年來深基坑支護(hù)技術(shù)應(yīng)用中的新元素，本文也參考該工程該技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行了深入分析。

1.預(yù)應(yīng)力錨桿技術(shù)的基本施工流程

錨桿制作——放樣定位——鉆機(jī)成孔——洗孔——一次注漿——安防錨桿——二次注漿——養(yǎng)護(hù)——張拉鎖定

2.預(yù)應(yīng)力錨桿技術(shù)的施工方法

按照該工程地質(zhì)土層的基本條件(以粉質(zhì)粘土為主)，要結(jié)合土層錨桿基本長度與安放定位技術(shù)來進(jìn)行鉆孔。工程中采用到了風(fēng)動(dòng)潛孔錘沖擊與回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)結(jié)合的方法來實(shí)施鉆進(jìn)。在成孔鉆井過程中要注意以下幾點(diǎn)。

第一，在開孔過程中要復(fù)核鉆機(jī)軸線傾角與方位角，保證角度正確。

第二，要檢查鉆桿受損狀況，避免出現(xiàn)任何意外狀況。

第三，在鉆孔施工過程中應(yīng)該準(zhǔn)備3～4個(gè)釬頭，且每個(gè)釬頭都要打10～20m距離，并保持勤更換，保證鉆孔直徑與實(shí)際孔徑差別越小越好。

第四，可以考慮采用干法成孔方法，其鉆孔順序應(yīng)該基于間隔鉆孔展開，這樣能夠避免鄰孔受到干擾。

另外一點(diǎn)重要技術(shù)應(yīng)用就是錨桿注漿。該工程中錨桿注漿所采用的是純水泥漿，它的首次注漿水灰比設(shè)定為0.5:1，而第二次注漿水灰比則調(diào)整為1:1，這樣設(shè)計(jì)能夠提高注漿早期強(qiáng)度?？梢钥紤]在注漿過程中摻入一定量的早強(qiáng)劑，并對(duì)漿體進(jìn)行為期20d的長期養(yǎng)護(hù)。

預(yù)應(yīng)力應(yīng)用方面，該工程所采用的是預(yù)應(yīng)力土層錨桿張拉鎖定技術(shù)，它在漿體養(yǎng)護(hù)20d后展開，其中每一根錨桿的預(yù)應(yīng)力要加載到設(shè)計(jì)拉力值的1.1倍左右，同時(shí)觀察3～5分中左右，記錄下錨頭的位移位置，然后卸荷保證其保持在設(shè)計(jì)拉力值的0.5倍狀態(tài)下被鎖定。如果發(fā)現(xiàn)預(yù)應(yīng)力鎖定后損失超過所設(shè)計(jì)張拉應(yīng)力的10%～15%時(shí)，就要進(jìn)行相應(yīng)的張拉力補(bǔ)償，保證錨桿最大張拉力不會(huì)超過預(yù)應(yīng)力值的75%為最佳[3]。

總結(jié)：

本文對(duì)當(dāng)前工程項(xiàng)目土建基礎(chǔ)施工中的深基坑支護(hù)技術(shù)進(jìn)行了應(yīng)用分析，凸顯了它建設(shè)成本消耗低、支護(hù)效果良好、占地范圍小且適用范圍廣的特點(diǎn)。就當(dāng)前建筑項(xiàng)目來看，如果能夠合理利用深基坑支護(hù)施工技術(shù)不但能為建筑本身帶來更高安全穩(wěn)定性，也能為施工企業(yè)創(chuàng)造更大經(jīng)濟(jì)效益，值得被進(jìn)一步推廣和深入研究應(yīng)用。

[1]胡勛耀.土建基礎(chǔ)施工中深基坑支護(hù)施工技術(shù)的應(yīng)用探析[J].中華民居,2014(9):290-290.

[2]孫麗鋒.深基坑支護(hù)技術(shù)研究與工程應(yīng)用[D].安徽理工大學(xué),2013.63-71.

[3]李筱斌.鄭州會(huì)展賓館深基坑支護(hù)方案優(yōu)化研究[D].西安科技大學(xué),2008.18-27.