扆志超

中鐵十二局集團第三工程有限公司 山西 太原 030027

1 深基坑支護的概念及特點

所謂深基坑是指基坑開挖深度≥5m，或者是深度<5m，但基坑所處地質(zhì)條件以及周邊環(huán)境比較復(fù)雜的一類工程。大多數(shù)出現(xiàn)于高層、超高層、地下停車庫等大型建筑工程中，深基坑支護指的是為了確保地下結(jié)構(gòu)施工和深基坑周圍環(huán)境的安全性，特選擇支擋、保護以及加固等技術(shù)措施，以此保證施工安全。深基坑支護具有以下特點：①遞增性。深基坑支護的遞增性主要體現(xiàn)在深度方面和施工環(huán)境方面。從深度方面來講，隨著建筑工程的不斷發(fā)展，工程施工技術(shù)也隨之發(fā)展，深基坑支護的技術(shù)水平在不斷提升，使得深基坑的深度在持續(xù)增加；從施工環(huán)境方面來講，隨著基坑深度不斷增加，所面臨的地下施工環(huán)境會越來越復(fù)雜，導致深基坑設(shè)計及施工難度會越來越大。②靈活性。深基坑支護施工同其他項目相比而言，具有更強的靈活性，該技術(shù)能夠?qū)⒌叵沦Y源充分利用，有利于緩解現(xiàn)階段我國土地資源不足的情況，同時，深基坑支護施工技術(shù)多種多樣，可滿足不同施工環(huán)境的要求，在技術(shù)應(yīng)用方面可選擇性較強，并且各類支護技術(shù)可搭配應(yīng)用，所以具有較強的靈活性。③施工難度比較大。深基坑支護施工既受到地下施工環(huán)境所影響，又受到地上因素影響，由于地下施工環(huán)境非常復(fù)雜，且涉及分布復(fù)雜的地下管道，導致深基坑施工容易受到影響，并增加施工難度，甚至容易出現(xiàn)安全事故。同時，地面壓力、路面承載力等地上因素會造成施工質(zhì)量和安全均受到影響，從而提升了施工難度[1]。

2 市政工程深基坑支護技術(shù)

2.1 地下連續(xù)拋錨桿技術(shù)

地下連續(xù)錨桿支護技術(shù)屬于深基坑錨固工程技術(shù)，其作用與所選擇的深基坑支護方法密切相關(guān)。地下連續(xù)錨桿通常與墻體緊密連接，產(chǎn)生強大的支護力，以確保地下連續(xù)墻的穩(wěn)定和安全，避免滲水等不利影響，有效增加深基坑支護范圍。然而，地下連續(xù)錨桿拋擲技術(shù)不適用于通風不良的基坑。此外，地下連續(xù)錨技術(shù)可以根據(jù)附近的結(jié)構(gòu)和環(huán)境進行自我調(diào)整，增強對環(huán)境的適應(yīng)性。此外，在實際施工中，將該技術(shù)與縮頸管核心技術(shù)相結(jié)合，確?；拥倪B續(xù)加固，突出施工效果。

2.2 排樁支護

排樁支護結(jié)構(gòu)包括由灌注樁、預(yù)制樁、板樁和其他類型樁組成的支護結(jié)構(gòu)。-13～-7m基坑采用鋼筋混凝土灌注樁排擋土墻，地下土為黏土，具有良好的塑性黏度。在地下水位豐富的地區(qū)，常采用雙層攪拌水泥灌注樁。預(yù)制樁排是一種傳統(tǒng)的擋土墻結(jié)構(gòu)，但近年來很少使用。鋼板樁分為槽鋼板樁和滾軋鎖口鋼板樁。近年來，Larsen鋼板樁在建筑市場上普遍使用。拉森鋼板樁和槽鋼板樁的主要區(qū)別在于，拉森鋼板樁有鎖，鎖可以相互聯(lián)鎖，形成止水和擋土墻。擋土止水效果較好，槽鋼板樁無鎖，擋土止水性能較差。

2.3 工法樁（SMW）技術(shù)

市政工程深基坑支護技術(shù)與SMW技術(shù)密切相關(guān)。合理應(yīng)用SMW技術(shù)可以通過水泥混凝土有效地提高深基坑附近土體的穩(wěn)定性。同時，在攪拌混凝土的過程中，提高了樁墻的穩(wěn)定性和承載力，在一定程度上提高了防滲效果。SMW技術(shù)與混凝土技術(shù)相結(jié)合，可以充分發(fā)揮H型梁的作用，大大提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。此外，SMW技術(shù)的處理和應(yīng)用通過重疊施工方法實現(xiàn)，以確保H型梁與混凝土的相互配合，提高混凝土的韌性和承載力。在SMW技術(shù)的實際應(yīng)用中，應(yīng)盡可能消除現(xiàn)場垃圾和障礙物的干擾。同時做好現(xiàn)場協(xié)調(diào)溝通，充分利用補強材料，確保SMW技術(shù)的作用得到充分發(fā)揮。但從實際情況來看，SMW技術(shù)不僅可以提高深基坑支護的安全性和穩(wěn)定性，充分發(fā)揮各部分的優(yōu)勢和有利作用，而且不會對周圍土壤造成環(huán)境污染和不利影響。

2.4 逆作拱墻支護

拱墻逆作法是將基坑開挖成圓形、橢圓形等弧形平面，沿基坑側(cè)墻逐層逆作法鋼筋混凝土拱墻。垂直于墻的土壓力通過拱的作用轉(zhuǎn)化為拱墻中的切向力，以充分利用墻的抗壓強度。當基坑平面形狀合適時，可采用拱形墻作為擋土墻。

3 市政工程深基坑支護施工中常見問題

3.1 降水排水處理不當

排水是城市市政工程和深基坑支護面臨的首要問題。在深基坑施工中，降水和排水處理技術(shù)非常重要。一旦使用不當，將對深基坑支護結(jié)構(gòu)造成嚴重破壞，使其難以支護，大大降低地表承載力，甚至帶來許多安全問題，嚴重影響后續(xù)施工進度。目前，市政工程深基坑支護技術(shù)一般采用輕型或噴射井點法進行降水處理，但這種舊的作業(yè)方法存在很多問題，如降水過快會引起地面沉降，嚴重破壞環(huán)境和水質(zhì)[2]。

3.2 施工結(jié)構(gòu)不合理

建筑結(jié)構(gòu)是市政工程深基坑支護的重要組成部分，施工過程中應(yīng)加強管理。但是，目前的建設(shè)情況還不能滿足要求。在施工初期，現(xiàn)場施工人員對支護結(jié)構(gòu)的選擇沒有明確的認識。要求相關(guān)人員具有較高的專業(yè)素質(zhì)，加強對施工區(qū)域的了解，充分了解地下水位和土壤條件，有效控制深基坑支護結(jié)構(gòu)的使用壽命，選擇最合適的支護結(jié)構(gòu)。此外，在深基坑施工中，釘墻和錨桿作為一種常見技術(shù)，需要專業(yè)處理和配合，并不適用于所有情況。如果不考慮土層結(jié)構(gòu)，很可能無法清除殘土，不利于后期灌漿作業(yè)，影響施工效率，浪費施工成本。

4 市政工程深基坑支護問題解決措施

4.1 錨索的施工管理

①錨索施工前，應(yīng)按設(shè)計要求進行基礎(chǔ)試驗。錨索正式施工前，應(yīng)選擇具有代表性的土層進行基礎(chǔ)試驗。同一土層中的試驗錨索數(shù)量不得少于3根，錨索的最大試驗荷載不得小于錨索軸向拉力標準值nk的1.8倍。通過基礎(chǔ)試驗確定錨索的施工工藝、技術(shù)參數(shù)和設(shè)計參數(shù)，并形成記錄，指導后續(xù)施工。②巖層采用潛孔錘鉆進，土層采用全套管鉆機鉆進。一次灌漿完成后，應(yīng)開始拔出套管的施工過程，以確保錨索直徑。③應(yīng)嚴格測量灌漿漿液的水灰比，并檢查漿液的比重。灌漿過程中嚴禁擅自加水。同時，應(yīng)記錄每延米的灌漿量。設(shè)計要求每延米的灌漿量不得小于80kg。但是，在施工過程中，灌漿應(yīng)在灌漿管灌漿后完成一次，大約半小時后完成灌漿補充。根據(jù)施工驗證，錨索灌漿應(yīng)位于不同土層中，每延米的灌漿量將有一定偏差。④控制二次灌漿時間和漿液比。二次灌漿一般要求在一次灌漿體強度達到5MPa后進行。二次灌漿時間應(yīng)通過試驗確定；若二次灌漿壓力達不到設(shè)計壓力，應(yīng)及時通知相關(guān)單位進行現(xiàn)場處理。⑤待水泥漿體強度達到15MPa或設(shè)計強度的85%（有設(shè)計要求時以設(shè)計要求為準）后，按設(shè)計張拉程序進行張拉。⑥錨索驗收試驗由第三方檢測機構(gòu)按總量的5%采用多級循環(huán)張拉，滿足要求后由施工單位進行單循環(huán)張拉鎖定；應(yīng)根據(jù)設(shè)計要求安裝錨索應(yīng)力計，以監(jiān)測錨索的應(yīng)力變化。⑦在正式張拉前，預(yù)應(yīng)力錨索應(yīng)預(yù)張拉1-2次，以確保錨墊與接觸面緊密接觸，并按設(shè)計張拉荷載的20%預(yù)張拉，以確保錨索各部分與鋼絞線順利接觸。

4.2 科學處理地下水

阻礙基坑施工開展的原因也包括地下水位上漲和地下水滲透。而地下水侵蝕則會降低建筑的穩(wěn)定性和安全性，這是由于支護結(jié)構(gòu)造成嚴重破壞，使土體因不均勻沉降而導致基坑變形失穩(wěn)。施工方會根據(jù)現(xiàn)場情況科學選擇降水排水措施，從而減輕地下水對深基坑的不利影響。常見的有，當出現(xiàn)基坑底層結(jié)構(gòu)滲透系數(shù)高或存在承壓水頭的情況時，可按照危害性和干擾范圍來增設(shè)止水帷幕，布置疏干井，或是采取井點降水、管井降水等措施。

4.3 嚴格控制施工過程

嚴格按照施工規(guī)程、施工組織設(shè)計和相關(guān)的技術(shù)規(guī)范進行施工，控制各施工要點，制定相應(yīng)的措施。例如，在深基坑土方開挖過程中，應(yīng)嚴格控制施工進度，對周邊建筑物、構(gòu)筑物進行拍照和錄像，分析周邊地下設(shè)施的情況。如遇特殊土質(zhì)需精心組織施工，應(yīng)根據(jù)地質(zhì)勘察報告核實其分布范圍、土層深度。膨脹土地區(qū)的吸水膨脹和失水收縮宜在少雨季節(jié)施工，軟土地區(qū)抗剪強度低，易發(fā)生縱向滑動，分層開挖的深度不宜過深。在進行圍護結(jié)構(gòu)施工時，應(yīng)嚴格控制施工順序，如樁體齡期達到要求后方可進行下一道工序。拆除臨時支撐時，應(yīng)先拆除次要構(gòu)件、再拆除主要構(gòu)件[3]。

4.4 基坑土方開挖的管理要點

支撐結(jié)構(gòu)強度滿足設(shè)計要求。錨索張拉鎖定后，止水帷幕及基坑排水設(shè)施施工完成。經(jīng)各方驗收后，方可按施工方案進行土方開挖。①開挖前應(yīng)根據(jù)基坑情況制定相應(yīng)的防護措施和相關(guān)安全防護措施。②開挖前應(yīng)進行降水，分層開挖。嚴禁超挖。開挖過程中，嚴禁施工機械與支護結(jié)構(gòu)碰撞。③錨索施工往往與土方開挖錯開。合理組織施工進度和安全分區(qū)非常重要。④開挖至錨索標高后，應(yīng)及時進行噴漿和錨桿保護，以防止樁間土在壓力或雨水作用下掉落。

4.5 注重安全施工技術(shù)

①施工之前。應(yīng)先結(jié)合相關(guān)文件，利用相關(guān)設(shè)施設(shè)備，為工人強調(diào)安全知識，尤其是安全措施，以此提高工人的安全意識，然后再施工；同時，也要整體、仔細地檢查施工場地，有障礙物的地方要及時做好安全標識；注意調(diào)整排水管，使其能夠及時將地表水排出去，保護施工現(xiàn)場及坑內(nèi)沒有過多積水或被沖刷，影響施工；提前在深基坑坑口附近搭建臨時圍欄。②施工過程中，要確保圍護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固，避免其滑移而導致坑內(nèi)土層鼓起。一旦遇到這種情況，要及時做好安全保護，一般是用水泥袋、大石頭等重物先把鼓起的土層壓住，然后調(diào)整圍護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性；為實現(xiàn)工人進出施工點，在邊坡上設(shè)置臺階；嚴格根據(jù)施工計劃有序施工，切勿盲目、隨意挖掘而造成安全事故，如塌方、滑坡等；為保證邊坡安全，噴漿時必須掛網(wǎng)，并加固邊坡。

4.6 加強邊坡修整檢測與現(xiàn)場指導

深基坑施工中，應(yīng)加強邊坡修整和檢查，加強現(xiàn)場指導。在邊坡修整檢查過程中，施工單位可以通過檢測裝置安裝、系統(tǒng)架設(shè)和人工檢查等方式，在早期實時監(jiān)測邊坡結(jié)構(gòu)的變形和沉降，并根據(jù)邊坡修整過程中的實際情況對施工過程進行相應(yīng)的改進和改進。指導施工現(xiàn)場，組織設(shè)計和施工人員成立指導小組，確?，F(xiàn)場施工變更簽證和工藝變更監(jiān)控的順利完成。

4.7 其他管理要點

①為了防止群錨效應(yīng)，在設(shè)計普通錨索時，相鄰錨索的入射角不應(yīng)相同。②深基坑施工方案由施工單位組織專家論證。方案經(jīng)批準或修改后，經(jīng)建設(shè)單位技術(shù)負責人和總監(jiān)理工程師簽字后實施。在論證深基坑施工方案時，應(yīng)同時論證坑內(nèi)支護方案和基坑監(jiān)測方案。③施工前，應(yīng)詳細研究周圍地下管線的數(shù)據(jù)，并制定保護措施。④支護樁的施工應(yīng)防止相鄰距離過近，并按設(shè)計要求跳過連續(xù)施工引起的塌孔。⑤在錨索成孔和灌漿過程中，應(yīng)增加周圍巡視的頻率，以防止灌漿造成的污染和其他二次事故。⑥基坑周圍2m范圍內(nèi)嚴禁堆放荷載。其他施工現(xiàn)場的材料堆放應(yīng)適當限制，不得超過設(shè)計允許荷載。⑦錨索張拉時，嚴禁前方人員行走。⑧動態(tài)施工，及時調(diào)整設(shè)計或施工方案，完善相關(guān)程序。本工程三軸攪拌樁止水帷幕原設(shè)計無法施工，因為南北兩側(cè)有大量巨石，東側(cè)靠近地鐵。因此，及時調(diào)整為雙管高壓旋噴樁止水。⑨根據(jù)設(shè)計要求，經(jīng)常對開挖過程進行監(jiān)控，實現(xiàn)基坑工程信息化。⑩基坑支護結(jié)構(gòu)達到設(shè)計使用年限后，地下部分尚未完工，應(yīng)組織專家組對基坑支護的安全性進行鑒定[4]。

5 結(jié)束語

深基坑支護施工技術(shù)以其諸多優(yōu)點在市政工程建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用。同時，深基坑支護施工技術(shù)的推廣應(yīng)用仍存在很大阻力。因此，有必要結(jié)合實際情況，綜合考慮各種因素，確保深基坑支護施工技術(shù)得到科學、嚴格的管理，以提高市政深基坑支施工技術(shù)的應(yīng)用能力，為深基坑支護施工質(zhì)量提供保障，進一步促進市政工程建設(shè)的可持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。