建筑深基坑支护工程施工的关键技术分析
时间：2023-03-04 22:15:01 来源：千叶帆 本文已影响人
张 赟
(北京铁城建设监理有限责任公司，四川 成都 100855)
随着我国城市化建设的不断加快，建筑工程数量也在逐渐增加，而出于人们对于建筑工程质量的需求，应不断提高建筑的基础支撑结构，对人们的生命安全提供保障。深基坑支护施工极为重要，但很容易受到多方面因素的影响，增加其风险性与不安全性，也对建筑工程质量造成影响，因此为了提高施工安全与整体建筑水平，相关人员应熟练掌握深基坑技术，促进我国建筑行业的发展。
深基坑的开挖可分为两类：一类是深度在5m以上的基坑支护施工，二类则是深度不足5m，但周边环境复杂性较高， 对支护工程的要求更高。虽然深基坑工程作为支护结构，大多数都是非永久工程，但其施工技术复杂且具有较大的随机性，再加上地区差异， 需要考量周边环境的差异，因此深基坑支护施工并没有严格统一的方式，应因地制宜，对周边环境综合考虑，灵活挑选施工方法，不应照搬其他区域的技术。
深基坑支护工程普遍还具有工程量较大的特点，设计领域较多，需要相关人员对结构、材料、地质、水文、设计等诸多领域的知识有所涉猎，因此就需要强化对施工过程的把控，只有在全面考量设计后方可开展作业，且施工中还应对周边土方石开挖与环境做好侦测，一旦发现周边结构出现位移、形变等现象就应及时优化，做好各项应急处理，确保建筑工程的顺利开展[1]。
在雄安站西侧广场地下空间项目中便运用了深基坑支护工程技术，工程雄安新区昝岗镇雄安站西侧规划了E3路以南，E4路以北，N2路以东，紧邻雄安站站房和新月公园，距离雄安新区起步区域约为24km，且雄安站西侧广场及新月公园地下空间约为4.83万m2，该项目中施工单位通过测斜仪观察支护桩的位移情况。但当土方开挖到地下9m时，观察孔的位移较大，且与前一天观测数据相差10cm，且个别支护桩发生了断裂情况，在右侧主干道交叉口发生了小部分坍塌，围护结构一部分产生了倾覆。
究其原因，该工程在设计中对于围护结构的设计存在失误， 在进行计算时并没有严格勘察周边环境，为考虑地质条件能否满足支护结构的支撑力，在未能做好勘察的情况下就直接修建，对安全性的计算存在疏忽，通常仅依靠施工人员的个人经验进行判断，对整体施工带来了较大的安全隐患[2]。且围护桩的拉锚设计中并未在土层稳定范围内，而是布置在土体破裂区域，土体的滑动就会带着桩结构一起滑动，桩的荷载成倍增加，造成了桩结构的失稳与断裂。再加上施工单位缺乏管理，没有落实好风险管理政策，导致结构与拉梁等设计不符合质量，围护桩变成了悬壁围护桩，砼强度与配筋力度不足，难以经受灌注桩的荷载，同时由于该工程对工期的要求，为了确保施工进度，施工单位又盲目地挑选大型施工机械进行施工，未考虑到对于施工精度的把控与微调，导致很多细微结构中都产生了误差，难以保证深基坑支护工程的质量，多方面情况下导致了施工支护结构遭受到了破坏[3]。
雄安新区昝岗镇雄安站西侧项目的地下空间包括了地下人行廊道与公共服务设施等，约占建筑面积33 067m2，地下二层还需要连通地铁，约占建筑面积1 616m2，其中还蕴含各项污水处理管线、雨水管、再生水管、通信电缆等，因此工程项目较为复杂，通过调查分析，该基坑工程的施工难点有以下几点。
(1)该工程在挖掘中普遍需要开挖深度在地下5m以上的土方开挖、支护、降水工程等施工，而该区域中的周边土体环境处于软弱地层，施工期间对周边土体区域的形变、隆起、滑坡等的控制措施以及各项基坑施工安全，控制基坑变形等是该施工的一项重点难点工作。
(2)基坑深度在不断增加。建筑工程中，深基坑支护作为基础环节，应为建筑整体结构提供支护作用，保障建筑工程的整体质量，且深基坑中很长一部分时间都是处于地下施工， 环境较差，特别是随着工程的深入，相比于地面工程来说，地下的施工环境更为阴暗、潮湿，很容易对施工人员造成影响，再加上工程周边还具有地下水位，因此还应注意基坑的渗水漏水与结构损坏的问题，对施工人员造成了较大的挑战[4]。
(3)施工环境较为复杂。该工程中也具有深基坑普遍拥有的施工特点，所涉猎领域较广泛，且地下结构极容易出现松软土质，影响施工进度，这就需要施工前期应对于施工场地做好严格审查，减少施工事故的发生，且深基坑施工区域周边具有较多的建筑区域，还涵盖了各项水路电缆管线，一旦在施工中出现偏差，就很容易对周边建筑及城市的居民生产生活带来影响，这对于施工前期的规划与施工方式挑选要求更为严格。
4.1 施工方案敲定
在建筑深基坑支护工程中，科学合理的施工方案规划是首要条件，也是施工的基础条件，而很多难度较高、 工期较长的基坑工作也都会由于施工前期缺乏准备而造成各项问题，因此在施工方案规划过程中，设计人员应严格考察施工场地周边的地质环境，例如泉州商业中心等深基坑施工中，就应对施工周边的土壤环境、气候条件、地下水文条件、土体质量等多方面进行调查，并向施工监理方出具完善的数据报告清单， 结合工期要求等进行合理的规划与记录，同时也应安排专业人员做好各项数据的对比分析，严格对射孔作业、土钉的选择、灌浆液的配比及水泥灰制备等工作进行规划，必要时也应灵活选择不同的施工方法，结合水文情况做好防水措施，确保施工的整体质量。
4.2 基坑土方开挖
基坑的挖掘工作也是深基坑工作的基础工作，该工作不应过度依赖机械施工，对施工质量造成影响，但如果过于依赖人力挖掘，又无法保证施工进度与安全性，且也会对周边环境造成不同程度的损伤，因此就需要设计人员严格规划挖掘方式，并结合现场情况做好机械与人工的调配。
挖掘工作中应尽量减少对土体的扰动范围，并通过分层分块的方式，减少周边区域土体的沉降，尽可能控制基坑开挖的无支撑暴露时间，保持全过程中的受力平衡，且基坑挖掘中应严格按照施工规划进行，在开挖到达支撑设计标高处时，应及时进行开槽并架设支撑结构，只有支撑结构满足设计要求，才可以继续进行挖掘，并时刻分析土坡的形变程度，遵循先撑后挖的方式，避免土体沉降。
4.3 支撑受力的应急预案
深基坑施工本身存在较多的风险性，很多较为复杂的工程也均有着艰苦的施工环境，因此深基坑施工应做好完善的应急预案规划，确保基坑施工的安全性。施工人员在地下作业中应通过钢管、混凝土等稳定性与承重能力较高的材料，对周边结构进行支撑与加固措施，还应加装相关报警与监测设备，一旦发现周边结构存在断裂等情况，就应及时处理，避免结构塌陷。
施工中有很多影响因素，难以对施工人员的生命安全问题做到百分之百的避免，因此施工中管理人员应设置好安全带与隔离带区域，首先减少对周边环境及车辆交通的影响，而在施工中出现危险情况时，管理人员就应充分发挥自身的专业能力，及时做好施工人员的疏散，避免损伤的进一步扩散，并做好现场保护，合理安排救治工作。
4.4 土钉支护施工技术
深基坑的各项结构加固措施中，土钉支护措施可以有效提高周边结构的稳定性，施工中需要在土层中增加土钉，通过土钉增强土体与结构的摩擦力，为建筑结构增添稳定性。施工人员应依据建筑结构特性与周边环境，合理挑选适当的土钉，并确保灌注浆的质量，并按要求严格执行土钉的拉拔力度测试，再通过钻机长度计算土钉的打孔深度，确保土钉可以充分受力，强化与结构之间的摩擦，施工中应注意土钉的受力情况以及对周边土体的影响，应依照施工方案规划，详细控制水灰的配比与各项外加剂的添加量，并保证水泥砂浆可以自动坠落，并在浆液产生凝结前完成补浆施工。
4.5 深基坑防水施工技术
很多深基坑施工中都会面临地下水位的侵蚀，临近水源或地下水源都会对施工的结构造成影响，例如上海某酒店的施工周边就有自来水公司的水池，且地下水位较高，因此应做好相应的防水施工处理。深基坑施工中一般挖掘到地下4m就会出现水源的渗漏情况，因此应实施降水措施。
当前普遍使用的降水措施中，明排设立的排水沟是一种较为快捷，且无需其他施工器械的方式，可直接在基坑内的集水井中对地下水进行抽取，或在基坑的四周挖掘排水沟渠，降低基坑中的地下水位，这种方式成本较低，但仅仅适用于不会产生流沙或不良地质的土体。而如果排水周期较长，且周边环境对于明排较为不利时，可安装地面抽水系统，先在管井外侧修建排水沟渠，如果多雨季节时还应注意地面降水的影响，施工中可通过单井单泵抽水，通过弯连管接通排水沟，或通过虹吸管将多个集水井并联进行抽水，这种方式可不受水位高低的限制，使用较为广泛。
4.6 地下连续墙施工技术
在各项深基坑支护施工中，还会需要对地下室、停车场等区域进行施工，这种场所对基坑施工的要求较高，由于本就处于地下，因此还需要向更深处进行挖掘。为保证施工安全性，可设立地下导向墙，并对墙体的各项参数进行控制，包括导向墙体的中线、设立角度、排布距离与制作宽度等，都应依据施工实际情况，并严格要求水泥砂浆的配置，适当掺入膨润土或纯碱等，再结合性能测试，确保泥浆的质量。
在雄安新区昝岗镇雄安站西侧施工中，对于各项地下场所要求较高，且项目占地面积较大，对深基坑施工有着较高的要求，而该施工中，施工人员便通过地下连续墙施工对地下停车场、地铁连通、人形走廊等区域进行了应用，施工人员通过严格控制泥浆的浇筑质量与高度，强化对混凝土浇筑流程的控制，并通过灌注质量测试，避免了施工规划中指出的坍塌风险，再通过设立地下导向墙，对后续连续墙的设立进行控制，完善了墙面的施工工艺，保证了深基坑施工的稳定。
4.7 钻孔灌注桩施工技术
深基坑施工中还应合理应用钻孔工艺，施工中应严格对照施工方案，针对实际施工情况合理挑选护臂方式，作业前应对施工所用的机械设备进行检查，并控制钻孔机的安装定位。钻孔工作中，很多施工都会由于钻孔的深入而受到地下水源的影响，因此还应进行护筒的埋设工作，减少孔口受到水源的影响，并发挥导向作用，避免坍塌问题。应注意钻孔的深度、直径等都会直接关系到后续的成桩质量，因此钻孔工作中应密切监控孔位、孔深、孔型等，并及时进行孔底清理，避免出现泥浆沉淀问题，且在灌注桩的施工中，应保证沉渣的厚度，再通过机械设备，将预制的钢筋笼垂直吊放入钻孔区域内部并通过导管灌注混凝土进行密封，此时应保证灌注的连续性，避免断桩。
4.8 土层锚杆施工技术
深基坑施工中，还应在灌注桩、连续墙等施工后，为进一步加固土层土体强度，也可通过土层锚杆进行施工。施工中应严格考量建筑的整体需求，可通过气动冲凿、旋转冲击钻机等进行钻孔，并向其内部架设强度高、延展性强且抗疲劳性强的锚杆，例如高强度钢丝、 钢绞绳、螺纹钢等，对土层的内部进行进一步加固，施工中应合理控制拉杆的布置与孔位，可通过油脂进行清洗，进行锚杆的除锈，待灌入浆液到达强度标准后， 即可进行张拉锚固，通过千斤顶对锚具进行拉拔试验，确保锚杆的抗拉强度。该项施工既可以作为一项临时工程，同样也可作为一项永久性工程，起到一定的挡土作用，对于建筑楼层较高的或承重较大的建筑进行施工，可有效避免周边土体土层的坍塌与位移情况，为建筑提供更高的稳定性与安全性。
总而言之，建筑工程的深基坑支护施工难度较高、工况普遍较为复杂，为保证其施工质量，工作人员应合理做好施工方案设计，依据方案控制土方挖掘，做好各项应急预案，施工中可通过土钉支护施工、基坑防水施工、地下连续墙施工、钻孔灌注桩施工、土层锚杆施工等方式强化支护结构的稳定性，并及时清理积水与建筑垃圾，全方位提升建筑工程中的深基坑支护工程质量。
猜你喜欢 土钉深基坑土体 土钉喷锚在不同土层的支护应用及效果分析建材发展导向(2022年10期)2022-07-28顶管工程土体沉降计算的分析与探讨河北水利(2022年4期)2022-05-17复合土钉墙支护技术在建筑深基坑工程中的应用探讨建材发展导向(2021年19期)2021-12-06复合土钉墙优化设计的探讨建材发展导向(2021年10期)2021-07-16基于FLAC3D的深基坑开挖模拟分析建材发展导向(2021年9期)2021-07-16建筑施工中深基坑支护技术的应用建材发展导向(2019年11期)2019-08-24采动影响下浅埋输气管道与土体耦合作用机理西南石油大学学报(自然科学版)(2018年6期)2018-12-26建筑施工中深基坑支护技术的应用浅述江西建材(2018年1期)2018-04-04深基坑施工技术在高层建筑的应用中华建设(2017年1期)2017-06-07不同支护方案在基坑支护设计中的对比分析中国新技术新产品(2016年22期)2016-12-08 相关热词搜索：支护，工程施工，关键技术，
