趙振東

【摘要】在建筑工程尤其是土木建筑工程當(dāng)中，深基坑支護(hù)是一種比較常用的結(jié)構(gòu)，它承擔(dān)著的是整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)，對(duì)建筑的穩(wěn)定性和可靠性起到了重要的影響。在深基坑支護(hù)施工的過程當(dāng)中，嚴(yán)格執(zhí)行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、運(yùn)用先進(jìn)的技術(shù)方法是十分有必要的。從本質(zhì)上來說，支護(hù)技術(shù)就是結(jié)合周圍的環(huán)境和土地的性能來選擇相應(yīng)的設(shè)備和科學(xué)的支護(hù)方案，使建筑工程在地下部分的結(jié)構(gòu)能夠保持高度的穩(wěn)定性，同時(shí)使其在地上部分的結(jié)構(gòu)能夠保持較強(qiáng)的安全性能。在對(duì)土建基礎(chǔ)進(jìn)行支護(hù)設(shè)計(jì)之前，需要對(duì)工程所處地形進(jìn)行有效勘查，并結(jié)合建筑在質(zhì)量上的需求做好精準(zhǔn)的設(shè)計(jì)，在掌握土體在滲透性、硬度等方面指標(biāo)的基礎(chǔ)上對(duì)深基坑支護(hù)施工的可行性進(jìn)行分析。在這個(gè)過程中，施工單位需要運(yùn)用快速檢測(cè)的方式來對(duì)土體的性能進(jìn)行測(cè)定，尤其是面對(duì)砂礫土?xí)r需要關(guān)注其滲透性能，精準(zhǔn)獲取相關(guān)的技術(shù)參數(shù)，進(jìn)而獲得最佳的設(shè)計(jì)方案。本文運(yùn)用文獻(xiàn)分析法、歸納總結(jié)法，對(duì)深基坑支護(hù)施工技術(shù)的應(yīng)用問題進(jìn)行了分析。在對(duì)技術(shù)手段進(jìn)行匯總的基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)分析了該技術(shù)在土建基礎(chǔ)當(dāng)中的應(yīng)用難點(diǎn)，并將其中比較常用的幾種技術(shù)作為對(duì)象探究了具體的應(yīng)用策略。

【關(guān)鍵詞】土建基礎(chǔ);深基坑支護(hù);施工技術(shù)

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

20.021

緒論

從20世紀(jì)90年代以來，工程建設(shè)開始受到了廣泛的關(guān)注，我國各地的建設(shè)工程得到了快速發(fā)展。在住房制度改革的背景下，很多大城市為了應(yīng)對(duì)人多地少的困境開始建設(shè)更多的高層建筑和地下建筑，以此來提高建筑空間的使用率。無論是高層建筑還是地下建筑，都需要開展深基坑支護(hù)施工，相關(guān)施工技術(shù)也開始受到人們的關(guān)注。當(dāng)前，我國在深基坑支護(hù)施工方面已經(jīng)積累了很多的經(jīng)驗(yàn)，能夠在不同地區(qū)、不同地質(zhì)環(huán)境下運(yùn)用該技術(shù)完成土建基礎(chǔ)施工。但是在這個(gè)過程中也暴露出了很多新的問題，深基坑支護(hù)施工也出現(xiàn)了很多新的挑戰(zhàn)。這其中技術(shù)不成熟就是最為重要的問題，只有實(shí)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新、實(shí)現(xiàn)新技術(shù)的推廣才能有效解決這一問題。

一、土建基礎(chǔ)施工中深基坑支護(hù)技術(shù)

1.土釘支護(hù)技術(shù)

對(duì)于土建基礎(chǔ)當(dāng)中不具備放坡條件的深基坑，會(huì)優(yōu)先選擇土釘支護(hù)方案。如果深基坑的地下水位比較低或者施工地區(qū)自然降水比較少的情況下，也可以使用土釘支護(hù)施工方式。在使用這種支護(hù)施工方式的過程中，需要確保施工地周圍沒有大型建筑物，同時(shí)不會(huì)受到地下管道線路的干擾，否則會(huì)對(duì)坑壁土地的加固效果產(chǎn)生不良的影響。在土釘支護(hù)施工過程當(dāng)中最為常用的施工結(jié)構(gòu)為土釘墻。在運(yùn)用土釘墻支護(hù)結(jié)構(gòu)的過程中，首先需要在深基坑周圍設(shè)置一定數(shù)量的鋼筋，利用鋼筋的支撐效果來提高整體的支護(hù)目標(biāo)，這樣可以有效避免深基坑在使用過程當(dāng)中發(fā)生變形和坍塌的問題。實(shí)踐證明，土釘墻支護(hù)的承載力比較強(qiáng)，可以為土建基礎(chǔ)提供穩(wěn)固的基礎(chǔ)。與此同時(shí)，這種施工方式并不需要投入較大的人力與物力，也不會(huì)占用較大的深基坑空間，可以達(dá)到成本節(jié)約的目標(biāo)，形成一個(gè)協(xié)調(diào)性強(qiáng)的支護(hù)體系。下圖1展示了這種支護(hù)結(jié)構(gòu)。

2.放坡開挖支護(hù)技術(shù)

在深基坑支護(hù)施工的過程當(dāng)中，放坡開挖也是一種重要的手段，這可以為支護(hù)結(jié)構(gòu)功能的發(fā)揮創(chuàng)造良好的條件，同時(shí)為支護(hù)施工的順利開展創(chuàng)造有效的基礎(chǔ)。放坡開挖的操作比較簡單，在技術(shù)要求方面并沒有很高的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)人員的能力也沒有較高的要求。與此同時(shí)，放坡開挖支護(hù)整體的投資也比較低，目前已經(jīng)在三級(jí)深基坑工程當(dāng)中得到了廣泛的應(yīng)用。但是這種支護(hù)技術(shù)對(duì)施工場地的地質(zhì)環(huán)境有著較高的要求。在進(jìn)行放坡開挖之前，施工人員首先要對(duì)施工場地的地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行勘查，確保周圍施工區(qū)域有較大面積的空地。在這樣的情況下，放坡開挖整體的施工操作才能順利地展開。在完成放坡開挖之后，施工人員還需要做好相應(yīng)的支護(hù)，提高整個(gè)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。下圖2展示了放坡開挖之后的效果。

3.排樁支護(hù)技術(shù)

在進(jìn)行排樁支護(hù)的過程當(dāng)中，施工人員會(huì)使用混凝土鉆孔和鉆工灌注樁作為擋土結(jié)構(gòu)，通過疏排的方式來布置排樁，通過柱列式的間隔來完成深基坑支護(hù)。在運(yùn)用這種支護(hù)技術(shù)的時(shí)候，需要在相鄰的兩個(gè)排樁之間間隔一定的距離，具體的距離要結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)定。同時(shí)，還要確保不同排樁之間排布的緊密性，這樣才能深基坑的支護(hù)效果。實(shí)踐證明，排樁支護(hù)深基坑支護(hù)施工當(dāng)中一種比較理想的支護(hù)結(jié)構(gòu)，它能夠在各個(gè)區(qū)域當(dāng)中對(duì)基坑穩(wěn)定與基坑加固的效果進(jìn)行優(yōu)化。除了常見的柱列式排樁支護(hù)之外，還可以運(yùn)用組合式和連續(xù)式的排樁支護(hù)形式。這種支護(hù)方式在軟土地基當(dāng)中展現(xiàn)出了明顯的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，可以為建筑的穩(wěn)定性提供有效的保障。圖3展示了排樁支護(hù)施工。

在排樁支護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)建的過程當(dāng)中，施工單位可以使用水泥攪拌柱、鋼筋混凝土攪拌柱，同時(shí)還可以使用鋼板柱，具體的柱體需要結(jié)合實(shí)際需要進(jìn)行合理選擇。水泥攪拌支護(hù)在使用的過程中需要先將水泥與固化劑相融合，然后使用特殊的工具將二者攪拌均勻，在這個(gè)過程中二者會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。在這之后將其與軟土劑混合，達(dá)到支護(hù)的效果。鋼板樁支護(hù)需要利用熱軋型材料來達(dá)到支護(hù)的效果。在操作的過程中，施工人員需要將所有的鋼板樁相互連接，使其形成一個(gè)完整的鋼板墻。

二、土建基礎(chǔ)施工中深基坑支護(hù)施工技術(shù)的應(yīng)用難點(diǎn)

1.空間效應(yīng)問題

在深基坑支護(hù)開挖與深基坑支護(hù)的過程當(dāng)中，施工人員要對(duì)空間效應(yīng)問題予以充分關(guān)注。在實(shí)踐當(dāng)中發(fā)現(xiàn)，在深基坑開挖的過程中，土建基礎(chǔ)的穩(wěn)固性將會(huì)受到影響，嚴(yán)重情況下還可能會(huì)發(fā)生扭曲，導(dǎo)致支護(hù)施工的效果受到不良的影響。因此，在運(yùn)用支護(hù)施工技術(shù)之前，要對(duì)空間效應(yīng)進(jìn)行預(yù)測(cè)與分析，尤其是對(duì)于那些長度與寬度比較接近的深基坑，比如方形深基坑和圓形深基坑，要通過有限元模擬的方式來分析深基坑在開挖與回填過程當(dāng)中支護(hù)結(jié)構(gòu)與土體之間可能會(huì)發(fā)生的相互作用，進(jìn)而對(duì)深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與型變量進(jìn)行預(yù)測(cè)。與此同時(shí)，施工單位還需要做好前期勘測(cè)的工作，對(duì)深基坑挖掘與支護(hù)的地質(zhì)條件進(jìn)行勘測(cè)，了解地下空間當(dāng)中的管道排布，在這個(gè)基礎(chǔ)上選擇最優(yōu)的支護(hù)方案。

2.壓力參數(shù)計(jì)算問題

土建基礎(chǔ)施工效果關(guān)系到建筑工程的穩(wěn)定性，因此在實(shí)施操作之前，需要分析周圍土體的力學(xué)參數(shù)，同時(shí)要對(duì)壓力做出緊密的計(jì)算。實(shí)踐證明，深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與支護(hù)結(jié)構(gòu)所承受的壓力之間具有密切的聯(lián)系，同時(shí)還會(huì)受到相關(guān)力學(xué)參數(shù)的影響。與此同時(shí)，在正式施工之前，施工單位還要選擇合理的物理學(xué)公式和科學(xué)的參數(shù)計(jì)算方法來進(jìn)行計(jì)算和分析，了解深基坑支護(hù)挖掘和支護(hù)這兩個(gè)環(huán)節(jié)當(dāng)中各項(xiàng)參數(shù)所發(fā)生的變化，并將這種變化規(guī)律總結(jié)出來，對(duì)變化的趨勢(shì)進(jìn)行分析。同時(shí)，還要明確不同支護(hù)結(jié)構(gòu)在使用過程當(dāng)中實(shí)際應(yīng)力變化的范圍，在這個(gè)基礎(chǔ)上通過技術(shù)干預(yù)的方式來確保支護(hù)的效果。當(dāng)前，郎肯公式和庫倫公式是深基坑支護(hù)壓力參數(shù)計(jì)算過程當(dāng)中兩個(gè)最為常用的公式。這兩個(gè)公式在面對(duì)非變化參數(shù)時(shí)展現(xiàn)出了較好的效果，但是對(duì)于變化參數(shù)它的準(zhǔn)確度比較低。在這樣的情況下，施工單位需要在技術(shù)改革的背景下提高選擇更為合理的公式，提高應(yīng)力計(jì)算的水平和壓力參數(shù)計(jì)算的準(zhǔn)確性，將深基坑支護(hù)施工誤差控制在合理的范圍內(nèi)。

三、土建基礎(chǔ)施工中常見深基坑支護(hù)施工技術(shù)的應(yīng)用策略

1.水泥攪拌柱支護(hù)施工技術(shù)的應(yīng)用策略

水泥攪拌柱支護(hù)屬于排樁支護(hù)的一種類型，在土建基礎(chǔ)當(dāng)中的應(yīng)用頻率比較高。在制作水泥攪拌樁的時(shí)候，施工單位需要將水泥漿作為固化劑，利用攪拌機(jī)的鉆桿和鉆頭將土建基礎(chǔ)軟土地基當(dāng)中的軟土與水泥漿混合均勻，這樣可以使軟土地基的硬度得到提高，提高支護(hù)施工的效果。在完成地基的處理之后，就可以通過樁或者墻的作用來達(dá)到擋土的效果。在土建基礎(chǔ)深基坑支護(hù)工程當(dāng)中，水泥攪拌柱的使用通常會(huì)與其他支護(hù)結(jié)構(gòu)相組合，可以對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固，同時(shí)使深基坑的抗?jié)B透效果得到加強(qiáng)。下圖4展示了水泥攪拌柱支護(hù)施工的流程。

在水泥攪拌柱支護(hù)施工的過程中，首先要平整場地和放線定位。通過這種方式，可以使施工現(xiàn)場保持較強(qiáng)的平穩(wěn)性。在這個(gè)過程中，施工人員需要將場地當(dāng)中比較軟的土層進(jìn)行換填處理，這樣才能使樁機(jī)在土層上正常行走。在樁機(jī)施工之前，還需要將施工區(qū)域內(nèi)所有的雜物清除，將地下位置的障礙物移走，使鉆桿能夠在地下部位順利下鉆。在這之后需要按照施工圖紙的要求，通過放線的方式來確定樁位。其次，要對(duì)水泥攪拌柱進(jìn)行攪拌和噴漿。這個(gè)過程共包括噴漿攪拌下沉、噴漿攪拌提升、重復(fù)攪拌下沉至設(shè)計(jì)深度、重復(fù)噴漿攪拌提升至孔口以及移位至下一根樁這五個(gè)步驟。

2.長螺旋鉆孔灌注樁支護(hù)施工技術(shù)的應(yīng)用策略

長螺旋鉆孔灌裝支護(hù)施工的特點(diǎn)是利用螺旋鉆機(jī)來進(jìn)行鉆孔操作，鉆孔的位置在樁底設(shè)計(jì)標(biāo)高。在完成鉆孔之后，施工人員需要使用壓力泵機(jī)將混凝土注入到樁底位置。隨著鉆桿位置的提升，混凝土灌注量不斷增加，指導(dǎo)灌注量達(dá)到樁頂位置。在過去的土建基礎(chǔ)當(dāng)中，長螺旋鉆孔灌裝支護(hù)施工主要是用于對(duì)地基的加固。近年來，施工技術(shù)得到了改良和提升，鋼筋籠得到了廣泛應(yīng)用，該施工技術(shù)的應(yīng)用范圍也得到了進(jìn)一步的提升，成為了深基坑支護(hù)施工的重要形式。下圖5展示了這種施工技術(shù)的流程。

在對(duì)場地進(jìn)行平整、完成放線定位之后，施工人員需要使用長螺旋鉆孔樁來進(jìn)行成孔，并完成混凝土的灌裝。在這個(gè)過程中，需要對(duì)長螺旋鉆機(jī)進(jìn)行檢查，使鉆頭位置保持與樁位中心的平行，在這之后通過導(dǎo)向架來對(duì)鉆桿的垂直度進(jìn)行控制，在符合要求之后才能下鉆。如果在下鉆過程中遇到異常，需要立即停鉆，并查明原因。對(duì)于鉆出的土方，需要做好及時(shí)的清理，如果這些土方在鉆桿周邊大量堆積的話，可能會(huì)對(duì)樁機(jī)的位置造成影響。最后，還要制作和安裝鋼筋籠，并做好驗(yàn)收的工作。

3.錨索支護(hù)施工技術(shù)的應(yīng)用策略

錨索支護(hù)施工過程中，錨索機(jī)會(huì)通過鉆孔的方式穿過各個(gè)土層，使錨索進(jìn)入到孔洞當(dāng)中，在這之后完成漿體的關(guān)注。通過這種方式，錨索與周圍的土體以及土體旁邊的巖層會(huì)成為一個(gè)整體。漿體凝固之后，這一整體的堅(jiān)固性也保持在比較高的水平，這可以為錨索的張拉提供一個(gè)力，使深基坑周邊的土體達(dá)到錨固的效果。下圖6展示了這種施工方式的操作流程。

在錨索支護(hù)施工的過程中，首先要對(duì)錨索孔進(jìn)行定位。在土方開挖的深度到達(dá)錨索標(biāo)高下放25厘米左右位置的時(shí)候，施工人員需要對(duì)錨索的位置進(jìn)行復(fù)核，并按照施工圖紙中要求的水平間距完成布控操作。其次，需要進(jìn)行鉆孔。在錨索成孔的過程中，經(jīng)常會(huì)遇到淤泥層和粉砂層，這可能會(huì)引起塌孔和縮孔的問題，進(jìn)而對(duì)錨索的安裝效果以及最終的注漿效果造成不良的影響。為了避免這一問題，需要使用履帶式跟管鉆機(jī)，并使用套管護(hù)壁完成鉆進(jìn)操作。再次，要根據(jù)深基坑支護(hù)的實(shí)際需要制作和安裝錨索。最后，需要進(jìn)行清孔與注漿的操作。

結(jié)論：

總的來說，在土建基礎(chǔ)施工的過程當(dāng)中，使用深基坑支護(hù)技術(shù)可以為建筑的穩(wěn)定性提供重要的保障，這種技術(shù)的性價(jià)比較高，只需要投入比較低的成本就能達(dá)到預(yù)期的效果。但是深基坑開挖的過程中容易出現(xiàn)空間效應(yīng)問題，在使用該技術(shù)的時(shí)候需要充分關(guān)注。與此同時(shí)，還需要選擇合適的計(jì)算公式，對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)的壓力參數(shù)做好準(zhǔn)確的計(jì)算。目前，水泥攪拌樁、長螺旋鉆孔灌注樁以及錨索都是土建基礎(chǔ)施工當(dāng)中比較常用的深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，在支護(hù)施工的過程中需要結(jié)合結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和要求來進(jìn)行操作。

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