姚奎元

廣東省建筑工程集團(tuán)有限公司 廣東 廣州 510013

引言

受限于我國(guó)土地資源的匱乏，促使高層、超高層建筑成為建筑工程領(lǐng)域的主要發(fā)展趨向。為保證高層、超高層建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性符合預(yù)期要求，需以深基坑支護(hù)作業(yè)的高質(zhì)量開(kāi)展為前提。而在地質(zhì)復(fù)雜、環(huán)境惡劣等因素的影響下，促使深基坑施工難度逐漸增大，且施工階段伴隨諸多安全風(fēng)險(xiǎn)。正因此，探討如何有效應(yīng)用支護(hù)技術(shù)來(lái)提升工程深基坑施工水平，對(duì)于助力我國(guó)建筑工程領(lǐng)域的長(zhǎng)久性發(fā)展有著重要影響。

1 深基坑特點(diǎn)分析

深基坑多出現(xiàn)于我國(guó)高層、超高層建筑施工中，分析深基坑施工特點(diǎn)，具體表現(xiàn)為：①?gòu)?fù)雜性。深基坑支護(hù)施工前涉及到勘察作業(yè)開(kāi)展，結(jié)合對(duì)相關(guān)資料數(shù)據(jù)的采集進(jìn)行基坑施工方案的優(yōu)化[1]。但是受到技術(shù)限制、條件局限等方面的影響，難以保證土質(zhì)勘探數(shù)據(jù)符合預(yù)期精準(zhǔn)性、真實(shí)性標(biāo)準(zhǔn)，繼而增大深基坑支護(hù)作業(yè)出現(xiàn)安全事故的概率。另外，部分人員會(huì)借助朗肯土壓力理論來(lái)分析、計(jì)算現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際土壤壓力，但是在氣候環(huán)境、天氣條件等因素的影響下，易出現(xiàn)實(shí)際土壤情況與計(jì)算數(shù)值差異較大的情況。②多因素性。盡管現(xiàn)階段深基坑支護(hù)技術(shù)應(yīng)用已經(jīng)取得顯著成效，但是在實(shí)際施工中因多因素的影響，仍無(wú)可避免地出現(xiàn)失穩(wěn)現(xiàn)象。分析深基坑支護(hù)失穩(wěn)現(xiàn)象的成因，具體包括設(shè)計(jì)不合理、數(shù)據(jù)計(jì)算偏差較大、施工監(jiān)管不到位等。③地域性。我國(guó)不同地域地區(qū)的土壤性質(zhì)、特點(diǎn)存在較大差異，為保證深基坑支護(hù)符合預(yù)期施工要求，需做到依據(jù)實(shí)際地質(zhì)特點(diǎn)進(jìn)行支護(hù)技術(shù)的合理選擇，并保證支護(hù)方案的編制契合建筑工程現(xiàn)場(chǎng)要求。

2 建筑工程深基坑常見(jiàn)支護(hù)技術(shù)

2.1 深層攪拌樁支護(hù)技術(shù)

目前深層攪拌樁支護(hù)技術(shù)在建筑工程深基坑施工中的應(yīng)用較為常見(jiàn)，施工期間可依托于重力式結(jié)構(gòu)來(lái)保證深基坑的有效加固，在保證深基坑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性符合施工要求的同時(shí)，做到對(duì)后續(xù)施工質(zhì)量隱患的有效規(guī)避。施工期間該技術(shù)應(yīng)用主要是對(duì)深基坑結(jié)構(gòu)借助攪拌設(shè)備進(jìn)行攪拌處理，結(jié)合其地質(zhì)特征分析合理應(yīng)用水泥等材料，通過(guò)充分拌和固化來(lái)提高基坑支護(hù)承載能力[2]。為保證深層攪拌樁支護(hù)技術(shù)發(fā)揮最大效用，需在合理使用固化劑的前提下，保障固化劑在深基坑內(nèi)得到充分?jǐn)嚢枧c固化，以提升支護(hù)擋土防滲效果來(lái)支撐工程的順利開(kāi)展。需注意，該技術(shù)并非適用于所有深基坑支護(hù)環(huán)境，需判斷該支護(hù)技術(shù)墻體厚度控制能否與現(xiàn)場(chǎng)基坑環(huán)境相契合。

2.2 復(fù)合土釘墻支護(hù)施工技術(shù)

該支護(hù)技術(shù)應(yīng)用以土釘為主要受力載體，施工期間以土釘群密集設(shè)置與加固為前提，結(jié)合支護(hù)要求對(duì)原位土體表面進(jìn)行混凝土噴射，并通過(guò)防水系統(tǒng)的合理設(shè)置來(lái)提升深基坑邊坡支護(hù)的穩(wěn)定性。相較于其他支護(hù)技術(shù)應(yīng)用，復(fù)合土釘墻支護(hù)技術(shù)在施工便捷性、施工成本控制、施工周期控制等方面存在顯著優(yōu)勢(shì)。目前，在黏土、粉土等地質(zhì)深基坑施工中該技術(shù)應(yīng)用較為常見(jiàn)[3]。具體施工中該支護(hù)技術(shù)應(yīng)用需以設(shè)定位置鉆孔為前提，按工藝標(biāo)準(zhǔn)放置鋼筋后予以灌注處理，結(jié)合對(duì)高壓灌漿技術(shù)應(yīng)用來(lái)有效處理水平孔，然后將鋼筋網(wǎng)片鋪設(shè)于灌漿結(jié)束后的土體表面，最后視情況開(kāi)展規(guī)范化的混凝土噴射作業(yè)，通過(guò)提升土釘抗拔承載能力來(lái)加固基坑邊坡支護(hù)。

2.3 護(hù)坡樁支護(hù)技術(shù)

該技術(shù)應(yīng)用主要是借助相應(yīng)設(shè)備開(kāi)展基坑鉆孔作業(yè)，灌注水泥漿后碎石、無(wú)砂混凝土等來(lái)構(gòu)建深基坑邊坡護(hù)壁。護(hù)坡樁支護(hù)技術(shù)作用的體現(xiàn)與施工過(guò)程是否規(guī)范、專(zhuān)業(yè)之間存在密切關(guān)聯(lián)[4]。在深基坑支護(hù)作業(yè)期間，護(hù)坡樁技術(shù)應(yīng)用流程體現(xiàn)為：首先，以設(shè)計(jì)方案為參照確定鉆孔位置及其深度，鉆孔作業(yè)結(jié)束后檢查其深度、標(biāo)高、直徑等參數(shù)控制是否符合標(biāo)準(zhǔn)。并以自下而上的形式將預(yù)制的水泥漿灌注于孔內(nèi)。其次，待水泥漿灌注達(dá)到規(guī)定標(biāo)高后置入骨料、鋼筋籠等。最后，通過(guò)高壓紙漿的重復(fù)注入完成對(duì)護(hù)坡樁的構(gòu)建，因該技術(shù)在施工便捷性、成樁率等方面優(yōu)勢(shì)顯著，在建筑深基坑支護(hù)中得到普及應(yīng)用。

3 支護(hù)技術(shù)在建筑工程深基坑施工中具體應(yīng)用

案例分析：某病房樓項(xiàng)目位置平頂山市，工程以框架結(jié)構(gòu)為主，共23層，其中地上、地下層數(shù)分別為22層、1層，基坑開(kāi)挖深度超過(guò)6m，深基坑組作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)西面為住院樓，間距約為3m，其余位置不存在建筑物影響。該項(xiàng)目工程地質(zhì)劃分主要包括雜填土層、粉質(zhì)黏土層、角礫層、黏土層等。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)勘查得知該項(xiàng)目地下水埋深超過(guò)2.20m，以生活用水、大氣降水為地下水主要補(bǔ)充途徑。本文以該工程為例，具體闡明建筑深基坑支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用。

3.1 基坑方案選擇

結(jié)合對(duì)該工程支護(hù)要求的分析，分別制定復(fù)合土釘墻支護(hù)、地下連續(xù)墻支護(hù)、水泥土墻支護(hù)方案，從經(jīng)濟(jì)性、施工成效、環(huán)保性等方面進(jìn)行不同方案的比對(duì)、分析，最終確定采用復(fù)合土釘墻支護(hù)方案開(kāi)展深基坑施工作業(yè)。相較于其他方案應(yīng)用，土釘墻支護(hù)能夠做到對(duì)邊壁土體力學(xué)性質(zhì)的最大化利用，通過(guò)對(duì)土體荷載的充分利用來(lái)提升結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。另外，土釘墻支護(hù)在機(jī)動(dòng)性、安全性、施工便捷性、經(jīng)濟(jì)性等方面存在較大優(yōu)勢(shì)。

3.2 施工要求

要想最大化發(fā)揮出復(fù)合土釘墻支護(hù)性能與效果，需做到對(duì)以下要求的明確：①以150mm孔徑為標(biāo)準(zhǔn)選擇超前鋼管樁，并將鋼管壁厚控制在3mm，予以壓力注漿后利用螺紋桿焊牢。②以130mm孔徑為標(biāo)準(zhǔn)選擇螺紋鋼筋土釘，并將預(yù)應(yīng)力錨桿孔徑控制在130mm范圍內(nèi)[5]。錨桿鎖定需要以注漿強(qiáng)度達(dá)到70%為基準(zhǔn)。③結(jié)合工程現(xiàn)場(chǎng)土壤性質(zhì)、支護(hù)要求等方面的分析，采用硅酸鹽水泥進(jìn)行泥漿配制，通?，F(xiàn)場(chǎng)測(cè)驗(yàn)確定最佳水灰比控制在0.45，以0.4～0.6MPa為基準(zhǔn)開(kāi)展底部壓力注漿作業(yè)。④以C20等級(jí)為標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)展混凝土噴射作業(yè)，混凝土配制中碎石材料粒徑≯10mm，中砂含水量控制在6%左右?；炷羾娚渥鳂I(yè)期間，要求人員依據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)將厚度控制在12cm左右，并在噴射作業(yè)結(jié)束后檢查其表面是否存在滑移流淌、干斑等問(wèn)題。⑤結(jié)合PVC泄水管設(shè)置來(lái)有效處理滲水問(wèn)題，泄水管直徑、長(zhǎng)度分別控制在50mm、500mm。為避免因護(hù)坡內(nèi)雨水聚集而影響到邊坡支護(hù)穩(wěn)定性，需在開(kāi)挖作業(yè)期間結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況強(qiáng)化排水處理。

3.3 鋼管樁施工

依據(jù)工程支護(hù)要求，結(jié)合以下步驟開(kāi)展鋼管樁施工作業(yè)：①成孔?；鱼@孔作業(yè)采用專(zhuān)業(yè)鉆機(jī)，鉆進(jìn)過(guò)程中同步開(kāi)展校正作業(yè)，時(shí)刻觀察鉆機(jī)底座是否存在不平問(wèn)題，并第一時(shí)間予以糾正，確保將鉆機(jī)垂直偏差度控制在0.5%范圍內(nèi)。若鉆進(jìn)作業(yè)期間出現(xiàn)塌孔、斜孔等問(wèn)題，要求施工人員及時(shí)停止作業(yè)并予以改正。②鋼管制作與安裝。首先，借助內(nèi)接管完成對(duì)鋼管的連接固定，并采用焊接工藝來(lái)提升鋼管質(zhì)量[6]。其次，以50cm為間隔對(duì)標(biāo)準(zhǔn)段鋼管對(duì)稱(chēng)開(kāi)孔，依據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)將孔徑控制在20mm范圍內(nèi)。最后，以卷?yè)P(yáng)方式利用鉆進(jìn)進(jìn)行鋼管下方，并檢查鋼管是否完全下放至孔底。③嚴(yán)格按照支護(hù)方案開(kāi)展鋼管樁注漿作業(yè)。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況分析，采用水下灌注形式完成對(duì)水泥漿的處理，將孔底與注漿管底的間距控制在10～20cm范圍內(nèi)。同時(shí)，在水泥凈初凝之前再次開(kāi)展復(fù)灌作業(yè)，以確保管內(nèi)水泥漿得到完全填充。

3.4 土釘墻施工

3.4.1 施工順序。以支護(hù)方案為參照，確定土釘墻施工順序?yàn)椋喊垂こ桃箝_(kāi)展工作面開(kāi)挖作業(yè)→邊坡修整→結(jié)合混凝土噴射需求，在規(guī)定位置埋設(shè)醒目標(biāo)志→按工藝標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)展規(guī)范化的混凝土噴射作業(yè)→鋼筋網(wǎng)牢固綁扎→結(jié)合作業(yè)情況合理安裝土釘→混凝土噴射與養(yǎng)護(hù)[7]。

3.4.2 基坑降水與排水。要求施工人員強(qiáng)化降排水措施的應(yīng)用，以保證土方分層開(kāi)挖階段地下水位始終控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。以鋼筋混凝土護(hù)面設(shè)置為前提，合理設(shè)置集水井與排水溝。

3.4.3 土方開(kāi)挖。保證土釘墻與土方開(kāi)挖作業(yè)的同步進(jìn)行，并結(jié)合以下要求進(jìn)行護(hù)坡面處理的優(yōu)化：①分層開(kāi)挖期間需要以上層混凝土面噴射強(qiáng)度達(dá)到70%為標(biāo)準(zhǔn)，方可繼續(xù)開(kāi)展下層土釘墻施工。②嚴(yán)格按照施工要求開(kāi)展自上而下的基坑開(kāi)挖作業(yè)，禁止出現(xiàn)超挖現(xiàn)象。

3.5 混凝土初噴

為避免因保護(hù)層未設(shè)置而影響到護(hù)坡鋼筋穩(wěn)定性，要求施工人員做到：①確保護(hù)坡面平整處理后依據(jù)標(biāo)志開(kāi)展混凝土初噴作業(yè)。②通?，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)來(lái)確定混凝土配比，以配合比為參照將砂、碎石、水泥等材料混合，利用噴射機(jī)開(kāi)展初噴作業(yè)。同時(shí)，初噴作業(yè)期間應(yīng)保持自下而上、分片開(kāi)展的原則[8]。盡可能保證受?chē)娒媾c噴頭之間保持垂直狀態(tài)，間距控制在0.8～1m范圍內(nèi)。③混凝土初噴厚度需控制在3～5cm范圍內(nèi)，終凝后視情況開(kāi)展噴水養(yǎng)護(hù)作業(yè)。

3.6 鋼筋網(wǎng)鋪設(shè)

首先，在完成混凝土初噴作業(yè)后開(kāi)展鋼筋網(wǎng)鋪設(shè)作業(yè)，鋪設(shè)過(guò)程中，需依照支護(hù)要求，將坡面與鋼筋間距控制在20mm左右。其次，采用相應(yīng)錨固裝置進(jìn)行土地與鋼筋網(wǎng)的規(guī)定處理，盡可能避免在噴射作業(yè)期間出現(xiàn)鋼筋網(wǎng)晃動(dòng)現(xiàn)狀。最后，鋼筋網(wǎng)固定、綁扎完成后檢查其誤差是否控制在10mm范圍內(nèi)。

3.7 土釘成孔

施工期間借助機(jī)械設(shè)備開(kāi)展土釘成孔作業(yè)，并按照以下參數(shù)檢查成孔是否合理：①孔位定位偏差需控制在±5cm范圍內(nèi)；②土釘孔徑控制在130mm±2cm范圍內(nèi)；③孔傾角偏差需控制在±2°左右，孔深允許誤差需控制在±20cm范圍內(nèi)。

3.8 注漿施工

注漿作業(yè)前要求人員細(xì)致檢查孔內(nèi)是否存在殘?jiān)镔|(zhì)等，確保清潔徹底后方可注漿。土釘注漿以硅酸鹽水泥為主要材料，控制注漿壓力保持在0.4～0.6MPa，結(jié)合止?jié){塞的設(shè)置避免出現(xiàn)泥漿浪費(fèi)現(xiàn)象。

3.9 混凝土終噴

確保鋼筋網(wǎng)鋪設(shè)符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)后，以設(shè)計(jì)厚度為基準(zhǔn)開(kāi)展混凝土終噴作業(yè)。同時(shí)結(jié)合基坑情況開(kāi)展錨桿鉆孔、張拉等試作業(yè)[9]。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，深基坑支護(hù)效果與建筑工程建設(shè)質(zhì)量的把控存在直接關(guān)聯(lián)，為此施工企業(yè)需結(jié)合對(duì)工程建設(shè)需求、地質(zhì)特征、現(xiàn)場(chǎng)情況等方面的分析，結(jié)合對(duì)深基坑支護(hù)技術(shù)的合理選擇與應(yīng)用，以高質(zhì)量深基坑施工開(kāi)推動(dòng)建筑項(xiàng)目的順利建設(shè)。