王棟梁

(山西八建集團(tuán)有限公司，山西 太原 030027)

當(dāng)工程項(xiàng)目開挖深度超過5m后，周圍地質(zhì)條件以及周圍環(huán)境會(huì)變得比較復(fù)雜，此時(shí)需要通過深基坑的建設(shè)來維持土層結(jié)構(gòu)質(zhì)量。目前，基坑工程主要以基坑支護(hù)體系為主，在實(shí)際施工的過程中，要求設(shè)計(jì)人員深入施工現(xiàn)場(chǎng)，結(jié)合地質(zhì)情況開展工作，同時(shí)利用多種施工技術(shù)來實(shí)施安全控制工作，保證工程建設(shè)質(zhì)量。

1 深基坑支護(hù)存在的問題分析

首先，在深基坑支護(hù)的挖掘施工的過程中，由于需要不斷的挖掘，使基坑周圍的土壤出現(xiàn)了松動(dòng)的現(xiàn)象，同時(shí)也會(huì)使土層結(jié)構(gòu)發(fā)生位移，造成嚴(yán)重的坍塌。這就要求相關(guān)的工作人員在正式開始深基坑的施工之前，要對(duì)可能出現(xiàn)的各種問題進(jìn)行全面分析，并針對(duì)不同的問題做好相應(yīng)的處理預(yù)案，保證出現(xiàn)問題時(shí)，可以第一時(shí)間啟動(dòng)相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案將其有效的解決。如果在施工的過程中，出現(xiàn)的問題是之前沒有預(yù)想到的，這種情況下，相關(guān)的施工人員需要立即停止施工，并組織相關(guān)的人員對(duì)問題進(jìn)行研究分析，采取相應(yīng)的處理措施后再繼續(xù)施工。從而確保深基坑支護(hù)工程的順利進(jìn)行，在一定程度上提高施工的安全性。其次，在施工過程中出現(xiàn)坍塌事故的主要原因是在施工過程中在基坑的頂部有大量的堆放，造成嚴(yán)重的堆載，進(jìn)而影響支護(hù)結(jié)構(gòu)的效率，超過其原設(shè)計(jì)的支護(hù)能力。而且在目前的施工中，很多施工現(xiàn)場(chǎng)的場(chǎng)地都比較狹窄，這也就使得在施工中需要使用的一些材料無處存放，進(jìn)而造成了基坑頂部過多堆載的現(xiàn)象，很多材料累積在基坑的周邊，不僅影響到基坑施工的效率性，同時(shí)對(duì)基坑支護(hù)的安全性造成不利影響。對(duì)此，就需要在施工的過程中，必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)的荷載標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)基坑開挖深度進(jìn)行合理設(shè)置，嚴(yán)格遵守相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。同時(shí)，地下水位也會(huì)影響基坑支護(hù)的施工，由于不均衡的地下水位，在一定程度上會(huì)對(duì)支護(hù)的作用產(chǎn)生很大的影響，在很多的施工過程中，常常由于沒有及時(shí)關(guān)注地下水位的升降變化，進(jìn)而使支護(hù)結(jié)構(gòu)質(zhì)量下降，無法正常發(fā)揮支護(hù)的結(jié)構(gòu)效力。因此，在施工的過程中，一定要每日實(shí)時(shí)的對(duì)地下水位的升降變化進(jìn)行關(guān)注，并對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)測(cè)，做好相關(guān)的數(shù)據(jù)記錄，從而使基坑的施工更加順利，有效保證支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全性。最后一點(diǎn)是在施工的過程中，沒有按照正確的次序進(jìn)行土方開挖，這樣也會(huì)使支護(hù)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)相應(yīng)的安全問題，在一般情況下，一些施工單位為了工期不延遲，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)超挖的情況，這種情況會(huì)對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力產(chǎn)生很大的影響，其不均勻的受力就會(huì)影響施工的安全，甚至是出現(xiàn)驟增現(xiàn)象，嚴(yán)重威脅支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全[1]。

2 工程概況

以某建筑工程項(xiàng)目為例，施工平面呈梯形，整體面積為17 140m2，工程主樓地上11層，地下2層，裙房地上3層，主樓為框架剪力墻結(jié)構(gòu)，裙房為框架結(jié)構(gòu)；主樓地基處理采用CFG樁復(fù)合地基?；娱_挖底標(biāo)高-12.17m，有效坑深為11.57m。主樓開挖深度11.37m，裙房開挖深度11.57m，土方開挖范圍位于第1～4層土，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)位于第4層土?；?xùn)|西北側(cè)安全等級(jí)為二級(jí)。場(chǎng)地地下水類型為潛水，初見水位位于8.90～12.00m之間，穩(wěn)定水位埋深介于8.50～11.60m之間，綜合考慮工程地質(zhì)條件、基坑開挖深度和周圍環(huán)境條件，基坑支護(hù)主要采用上部采用土釘墻支護(hù)，平臺(tái)以下部分采用SMW工法樁(兼作止水帷幕)+兩道預(yù)應(yīng)力錨索，局部采用鋼筋混凝土灌注樁。

3 建筑工程深基坑支護(hù)施工技術(shù)要點(diǎn)分析

3.1 土釘墻支護(hù)技術(shù)

土釘墻支護(hù)技術(shù)是深基坑支護(hù)施工中非常常見的一種技術(shù)工藝，在地基工程中得到了廣泛應(yīng)用，不僅施工操作比較簡(jiǎn)單，施工效率較高，可將施工成本控制在合理范圍內(nèi)，同時(shí)可逐漸降低土方開挖量，放坡系數(shù)逐漸下降，保證了整體的支護(hù)效果，因此非常適用于現(xiàn)代深基坑支護(hù)工程中。通常深基坑在實(shí)際開挖的過程中，會(huì)在基坑側(cè)面處設(shè)置1排細(xì)長(zhǎng)桿件土釘，在基坑墻面處鋪設(shè)1層混凝土，經(jīng)過不斷冷卻后，自然土體、土釘以及混凝土?xí)a(chǎn)生共同作用，產(chǎn)生比較大的壓力，最終形成土釘墻支護(hù)。

在開始應(yīng)用之前，要求專業(yè)勘察人員能夠做好現(xiàn)場(chǎng)勘察工作，通過現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量勘察對(duì)施工場(chǎng)地地質(zhì)情況加強(qiáng)了解，主要收集施工區(qū)域處的地質(zhì)水文情況，出具地勘報(bào)告。設(shè)計(jì)人員根據(jù)地勘報(bào)告及當(dāng)?shù)毓こ探?jīng)驗(yàn)，計(jì)算出基坑逐點(diǎn)允許放坡寬度，對(duì)于施工材料數(shù)量進(jìn)行確定，最終形成科學(xué)合理的土釘墻支護(hù)專項(xiàng)設(shè)計(jì)方案并通過設(shè)計(jì)論證。

施工單位深基坑施工論證通過且完成前期準(zhǔn)備及監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布置工作后，可立即開展對(duì)基坑的開挖，要求采用分層開挖的方式。在土釘墻施工完畢，在每層土方開挖前，必須確保土釘支護(hù)強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，開始下一層土方開挖。完成開挖后需要立即進(jìn)行土釘支護(hù)，將鋼筋網(wǎng)完成捆扎后，焊接加強(qiáng)筋將鋼筋網(wǎng)與土釘進(jìn)行連接，并及時(shí)在鋼筋網(wǎng)表面噴射混凝土。在進(jìn)行開挖的過程中，要重視對(duì)土釘墻支護(hù)結(jié)構(gòu)的保護(hù)，盡可能避免對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)周圍土層結(jié)構(gòu)的破壞，控制住土體的初始位移情況，將土釘墻開挖寬度控制在30m以內(nèi)。在邊坡修整過程中，可采用人工吊線方式進(jìn)行掛線定位，對(duì)基坑邊坡進(jìn)行修整，為后續(xù)混凝土噴射過程提供便利。如果邊坡土層含水量相對(duì)較高，可在邊坡處插入水平排水過濾網(wǎng)，留設(shè)泄水孔，將過泄水孔距設(shè)置為3m左右，而排水管的長(zhǎng)度控制在600～800mm之間。邊坡修整完成后，為防止因土體長(zhǎng)時(shí)間處于無支護(hù)狀態(tài)，出現(xiàn)局部坍塌，可先在表面噴射1層水泥砂漿，再進(jìn)行后續(xù)土釘成孔作業(yè)。后續(xù)通過鉆孔工作保證土釘?shù)捻樌惭b，土釘設(shè)置對(duì)中支架，對(duì)中支架的截面尺寸應(yīng)符合對(duì)土釘桿體保護(hù)層厚度的要求，以此方便注漿完成后增大鋼筋與砂漿之間的握緊力[2]。

在灌漿階段中需要注意：1)控制好周圍環(huán)境溫度。保證能夠在正常壓強(qiáng)環(huán)境下進(jìn)行灌漿工作。對(duì)漿液的水灰比以及灰砂比加強(qiáng)控制，在制作漿液的過程中，可通過對(duì)膨脹劑的添加，使?jié){液與基坑土體之間的緊密程度更高，提高漿液的制作質(zhì)量；2)采用攪拌機(jī)完成造漿。制備時(shí)禁止采用人工攪拌的方式，因?yàn)槿斯嚢璺绞綍?huì)影響到漿液制作的質(zhì)量，影響到后續(xù)的支護(hù)效果；3)在開始注漿工作之前。需要提前對(duì)鉆孔內(nèi)廢棄物進(jìn)行清理，注意清理時(shí)用清水清理；4)在注漿過程中需要重視對(duì)注漿泵設(shè)備的應(yīng)用。提前對(duì)注漿泵設(shè)備的壓力進(jìn)行調(diào)整后，采用高速低壓的方式完成灌入，當(dāng)漿液從孔洞溢出后，再直接轉(zhuǎn)換成低速高壓的方式進(jìn)行，要求將孔洞中的氣體完全排出注漿孔，當(dāng)漿液液面下降時(shí)，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)漿。

3.2 土層錨桿支護(hù)技術(shù)

目前土層錨桿主要錨固形式是以砂漿灌入的方式為主，通過水泥砂漿的灌入將錨固體包裹住，與土體之間產(chǎn)生更大的摩擦力，從而提高施工的適應(yīng)性。在應(yīng)用土層錨桿支護(hù)技術(shù)的過程中，要特別控制好土體的成孔速度，如果成孔效率較慢，會(huì)影響到整體的施工效率，需要對(duì)成孔鉆進(jìn)深度進(jìn)行嚴(yán)格控制，將鉆進(jìn)深度參數(shù)控制在合理范圍內(nèi)。目前在土層錨桿支護(hù)鉆進(jìn)施工中，具體可分成2種不同的作業(yè)類型，分別為干作業(yè)與濕作業(yè)2種。干作業(yè)方式需要控制好鉆進(jìn)速度，避免出現(xiàn)別鉆問題，防止鉆進(jìn)效率的降低。濕作業(yè)方式是壓水鉆進(jìn)成孔施工，主要作用是防止塌孔、減少沉渣，軟弱土層可采用套管鉆進(jìn)工藝，防止塌孔[3]。

3.3 鉆孔灌注樁支護(hù)技術(shù)

鉆孔灌注樁工藝是建筑工程非常常見的1種工藝，同時(shí)在整個(gè)深基坑工程建設(shè)中扮演了重要角色。由于本次工程項(xiàng)目支護(hù)體采用SMW工法樁與鉆孔灌注樁結(jié)合的方式。在進(jìn)行該技術(shù)施工之前，首先需要完成對(duì)護(hù)筒的埋設(shè)，為防止在鉆進(jìn)過程中孔口出現(xiàn)塌孔以及脫落現(xiàn)象，可將護(hù)筒埋入到粘性土與砂土之間，要求護(hù)筒頂端到地面之間的距離為20～25cm之間，而實(shí)際孔洞內(nèi)徑要超出設(shè)計(jì)樁的內(nèi)徑，保證孔洞中心與樁位中心之間的重合，盡可能減少與樁位中心線之間的偏差，將護(hù)筒垂直度控制在合理范圍內(nèi)，按照工程標(biāo)準(zhǔn)完成對(duì)護(hù)筒的埋入。在此過程中需要重視對(duì)護(hù)筒的制作，可使用厚度超過8mm的鋼板進(jìn)行制作，整個(gè)護(hù)筒制作內(nèi)徑應(yīng)當(dāng)超出樁身本身的直徑200mm。而在護(hù)筒埋設(shè)過程中，要求進(jìn)一步強(qiáng)化護(hù)筒埋設(shè)的穩(wěn)定性，護(hù)筒與基坑之間用粘土進(jìn)行鞏固，需要在表面鋪設(shè)1層混凝土，防止在后續(xù)灌漿過程中出現(xiàn)明顯的漏漿現(xiàn)象。制作護(hù)筒時(shí)要求在護(hù)筒頂部設(shè)置其它溢漿孔，方便漿液溢出后能夠循環(huán)使用，降低施工成本。護(hù)筒埋設(shè)完成后做好鉆機(jī)就位準(zhǔn)備工作，將鉆機(jī)底座進(jìn)行穩(wěn)固，防止鉆進(jìn)過程中出現(xiàn)位移和傾斜的現(xiàn)象，并控制好轉(zhuǎn)盤中心以及樁位中心，降低后續(xù)測(cè)量誤差現(xiàn)象的出現(xiàn)。

完成以上準(zhǔn)備工作后，需要進(jìn)行成孔施工工作，為防止樁身出現(xiàn)嚴(yán)重的偏移現(xiàn)象，要求控制好鉆桿底部速度，對(duì)進(jìn)尺速度加強(qiáng)控制，防止出現(xiàn)明顯的樁孔傾斜現(xiàn)象。并在周圍完成泥漿循環(huán)系統(tǒng)的設(shè)置與應(yīng)用，通常泥漿循環(huán)系統(tǒng)包括：有泥漿池、沉淀池、循環(huán)槽以及泥漿泵等等，周圍還應(yīng)當(dāng)配備各種排水設(shè)施。通過對(duì)泥漿巡航系統(tǒng)的有效利用，可實(shí)現(xiàn)對(duì)正循環(huán)成孔的鉆進(jìn)，鉆進(jìn)時(shí)需要控制好鉆進(jìn)速度，采用先慢后快的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)水泵的精準(zhǔn)控制。當(dāng)水泵達(dá)到正常工作狀態(tài)后，要加速鉆機(jī)設(shè)備的鉆進(jìn)速度，控制好鉆進(jìn)參數(shù)。鉆進(jìn)過程中為減少晃動(dòng)現(xiàn)象，需要對(duì)設(shè)備滑輪組鋼絲繩以及水龍帶松緊度進(jìn)行加強(qiáng)設(shè)置，控制好泥漿比重。

鉆機(jī)完成后需要立即開展清孔工作，當(dāng)鉆機(jī)設(shè)備轉(zhuǎn)入到標(biāo)準(zhǔn)深度后，需要立即停止鉆進(jìn)工作，采用正循環(huán)換漿法對(duì)孔洞進(jìn)行清洗。鉆孔工作完成后利用成孔鉆具直接進(jìn)行，用清水對(duì)孔洞進(jìn)行沖洗，注意清洗過程中將鉆頭設(shè)備拔出來，防止水進(jìn)入到鉆頭內(nèi)產(chǎn)生破壞，造成設(shè)備的損壞。要求清孔時(shí)間不能低于0.5h，且清孔泥漿的比重需要處于合理范圍之內(nèi)，此時(shí)可通過對(duì)泥漿顆粒的現(xiàn)象進(jìn)行觀察，如果泥漿沒有出現(xiàn)明顯的顆?，F(xiàn)象，則說明1次清孔工作能夠完成。后續(xù)對(duì)混凝土澆筑完成后，需要采用有效措施對(duì)混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，比如澆筑完成24h后，需要立即開展灑水工作，并用草柵將混凝土表面進(jìn)行覆蓋，降低水分蒸發(fā)的速度，保證混凝土能夠隨時(shí)保持著濕潤(rùn)的狀態(tài)[4]。

3.4 SMW工法樁支護(hù)施工技術(shù)

在開始施工之前，需要結(jié)合基坑實(shí)際支護(hù)情況完成對(duì)基坑SMW工法樁的設(shè)計(jì)，該工程項(xiàng)目經(jīng)過多次研究后，決定基坑中間平臺(tái)標(biāo)高以下采用型鋼水泥土攪拌墻(SMW工法)+二道預(yù)應(yīng)力錨索支護(hù)。本工程三軸攪拌樁采用直徑850mm@600；型鋼水泥土攪拌墻中內(nèi)插H700×300×13×24，SMW工法樁采用四噴四攪施工工藝。

完成對(duì)SMW工法樁的設(shè)計(jì)后，根據(jù)提供的坐標(biāo)基準(zhǔn)點(diǎn)，按照設(shè)計(jì)圖進(jìn)行放樣定位及高程引測(cè)工作，并做好永久及臨時(shí)標(biāo)志。根據(jù)基坑圍護(hù)內(nèi)邊控制線，采用小型挖機(jī)開挖1.2m×1.0m溝槽，并清除地下障礙物，開挖溝槽余土應(yīng)及時(shí)處理，以保證SMW工法正常施工，并達(dá)到文明工地要求。垂直溝槽方向放置2根定位型鋼，按型鋼尺寸做出型鋼定位卡，以保證型鋼插入垂直度。規(guī)格為200×200，長(zhǎng)約2.5m，再在平行溝槽方向放置2根定位型鋼規(guī)格H700×300×13×24，長(zhǎng)約18m，轉(zhuǎn)角處H型鋼采取與圍護(hù)中心線成45°角插入，H型鋼定位采用型鋼定位卡。三軸水泥土攪拌樁應(yīng)用套接一孔法施工，為保證墻體的連續(xù)性和接頭的施工質(zhì)量，水泥攪拌樁的搭接以及施工樁體的垂直度補(bǔ)正是依靠重復(fù)套鉆來保證，以達(dá)到止水的作用。

在進(jìn)行打入的過程中，三軸水泥攪拌樁在下沉和提升過程中均注入水泥漿液，同時(shí)嚴(yán)格控制下沉和提升速度，噴漿下沉速度控制在0.5～1m/min，噴漿提升速度控制在1～2m/min，施工中需保持鉆桿勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，勻速下鉆，勻速提升，并在攪拌樁底部2～3m范圍內(nèi)上下重復(fù)噴漿攪拌1次。漿液泵送量應(yīng)與攪拌下沉或提升速度相互匹配，以保證水泥土攪拌均勻。并注入壓縮空氣在孔內(nèi)使水泥土翻絞，使水泥與土能充分拌和確保成樁的質(zhì)量。三軸水泥攪拌樁施工完畢后，在水泥土開始初凝硬化之前，吊機(jī)就位，吊起已驗(yàn)收通過的定尺H型鋼。型鋼表面需進(jìn)行清理除銹，并在干燥環(huán)境下，涂抹加熱融化后的減摩劑。型鋼插入宜在攪拌樁施工結(jié)束后0.5h內(nèi)進(jìn)行，插入前必須檢查型鋼的直線度、接頭焊接質(zhì)量，防止后期拔出困難。型鋼插入宜依靠自重下沉，也可使用帶有液壓鉗的振動(dòng)設(shè)備等輔助H型鋼下沉，嚴(yán)禁采用多次反復(fù)插拔型鋼下插。型鋼拔出應(yīng)在主體地下結(jié)構(gòu)防水施工完成，地下室外墻與攪拌樁之間回填土完成后方可進(jìn)行[5]。

4 結(jié)語

綜上所述，結(jié)合工程案例，通過對(duì)深基坑支護(hù)過程存在問題的分析，對(duì)具體的技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行概括總結(jié)。深基坑支護(hù)作為基坑工程中的重要組成部分，對(duì)后續(xù)施工建設(shè)產(chǎn)生重大影響，影響著整個(gè)工程建設(shè)的質(zhì)量。為此需要進(jìn)一步提高重視程度，提高設(shè)計(jì)理念，同時(shí)按照設(shè)計(jì)要求以及施工實(shí)際情況選擇合適的技術(shù)工藝，提高施工效率，最終促進(jìn)我國(guó)建筑行業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展。