土木工程房屋建設(shè)中深基坑支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用探討

牛新會(huì)

【摘要】近年來(lái)，我國(guó)城市化建設(shè)突飛猛進(jìn)，高層建筑層出不窮，人們對(duì)房屋工程的施工質(zhì)量也提出更高要求。深基坑的開(kāi)挖深度超過(guò)5米，深基坑支護(hù)是一種廣泛用于房屋建筑地下結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)，目的是避免基坑變形，保證基坑施工安全。本文首先概述了深基坑支護(hù)技術(shù)的特點(diǎn)與施工原則，繼而探討了幾種深基坑技術(shù)在房屋建筑中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】土木工程;房屋建設(shè);深基坑支護(hù);應(yīng)用? ? ? ? ? 【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.34.073

1、深基坑支護(hù)技術(shù)的特點(diǎn)與施工原則

1.1特點(diǎn)

1.1.1風(fēng)險(xiǎn)高

深基坑支護(hù)技術(shù)的施工造價(jià)較高，盡管支護(hù)的最終目的是保障施工安全，并維持深基坑的穩(wěn)定性，但支護(hù)技術(shù)本身也具有一定的風(fēng)險(xiǎn)性，并能且容易受到各種因素的影響。深基坑支護(hù)施工周期較長(zhǎng)，施工期間很容易遇到降雨、地質(zhì)災(zāi)害等不可避免的自然現(xiàn)象，從而影響深基坑支護(hù)質(zhì)量，甚至還可能引發(fā)安全事故。

1.1.2差異性

地質(zhì)、自然環(huán)境、水文條件等因素均會(huì)對(duì)房屋建筑質(zhì)量產(chǎn)生影響，同時(shí)也會(huì)影響深基坑支護(hù)技術(shù)的選擇與應(yīng)用，這就讓支護(hù)技術(shù)充滿(mǎn)了差異性，具體施工中，必須結(jié)合房屋工程的設(shè)計(jì)要求與施工特點(diǎn)進(jìn)行選擇。此外，地下管線(xiàn)的分布、周邊構(gòu)筑物的位置也會(huì)影響深基坑的開(kāi)挖，只有綜合考慮多個(gè)方面，圍繞施工要求合理選擇支護(hù)技術(shù)，安排施工流程，才能充分保障施工的順利進(jìn)行。

1.1.3時(shí)空效用

房屋的平面形狀、深度等因素都會(huì)影響深基坑的穩(wěn)定性，嚴(yán)重時(shí)還可能導(dǎo)致深基坑變形。支護(hù)結(jié)構(gòu)上的土壓力也會(huì)隨著時(shí)間的推移而不斷發(fā)生改變，土體的整體承載力下降。因此，房屋工程的建設(shè)施工，需要充分掌握土壓力，了解深基坑的水平位移情況，科學(xué)的應(yīng)用深基坑支護(hù)技術(shù)。

1.2施工原則

城市建設(shè)中，房屋是人們賴(lài)以生存的不可或缺的資源，房屋建筑的施工質(zhì)量關(guān)系到廣大市民的生命財(cái)產(chǎn)安全。而深基坑施工又與房屋工程的整體施工質(zhì)量密切相關(guān)，正因如此，才需要支護(hù)技術(shù)才保證深基坑施工的順利開(kāi)展。

1.2.1規(guī)范性

施工人員應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)范要求進(jìn)行深基坑支護(hù)施工，用標(biāo)準(zhǔn)的流程、技術(shù)來(lái)指導(dǎo)施工作業(yè)，保證施工行為的準(zhǔn)確與規(guī)范，減少人為的操作失誤。

1.2.2安全性

“安全”永遠(yuǎn)是工程施工的首要原則，加強(qiáng)對(duì)施工人員的安全培訓(xùn)，樹(shù)立安全施工意識(shí)，佩戴安全帽，做好安全防護(hù)措施，消除安全隱患，充分保障施工人員的人身安全。

1.2.3科學(xué)性

深基坑支護(hù)施工之前，全面了解施工區(qū)域的環(huán)境、地形、建筑物與地下管線(xiàn)的分布情況，有針對(duì)性的選擇支護(hù)技術(shù)，制訂施工方案，以更好的滿(mǎn)足施工要求，提高施工質(zhì)量。

2、房屋建筑深基坑支護(hù)技術(shù)類(lèi)型

2.1灌裝柱支護(hù)技術(shù)

這是現(xiàn)代土木工程建設(shè)中非常常見(jiàn)的一種深基坑支護(hù)技術(shù)，隨著這一技術(shù)的廣泛推廣，加之成孔方式越來(lái)越多元化，打樁效率有了顯著提升。灌裝柱支護(hù)技術(shù)的具體應(yīng)用，需要依賴(lài)于灌裝柱和樁間腰梁共同形成的整體來(lái)提高深基坑坑邊土體的承載能力，以充分保障深基坑的穩(wěn)定性。灌裝柱是由鋼筋混凝土制作而成，把灌裝柱置入到符合設(shè)計(jì)要求的深度，從而達(dá)到支護(hù)深基坑的目的。但這一技術(shù)只適合在地下水較少的施工區(qū)域應(yīng)用，如果地下水含量太大，灌裝柱則很難抵抗地下水長(zhǎng)時(shí)間的沖刷。灌裝柱支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用關(guān)鍵在于嚴(yán)格控制混凝土與鋼筋材料質(zhì)量，因?yàn)閮烧叨际枪嘌b柱的主要制作材料，嚴(yán)格把握施工工藝，保證樁體的承載力能夠滿(mǎn)足施工要求，為深基坑提供良好的支護(hù)。

2.2復(fù)合土釘墻支護(hù)技術(shù)

該技術(shù)是在土釘墻的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的一種深基坑支護(hù)技術(shù)，與各種單向止水技術(shù)或者支護(hù)技術(shù)相互結(jié)合，最終形成復(fù)合支護(hù)體系，在保留傳統(tǒng)土釘墻技術(shù)優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，又實(shí)現(xiàn)了新的技術(shù)突破，具有先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)性、方便性等特點(diǎn)，而且性能良好。組成復(fù)合土釘墻支護(hù)技術(shù)的要素包括土釘、微型柱、預(yù)應(yīng)力錨桿、掛網(wǎng)噴射混凝土面層、止水帷幕等，以上工具和材料適用于各種土質(zhì)。該技術(shù)不僅有出色的深基坑支護(hù)能力，而且還具有超前支護(hù)功能，同時(shí)兼顧支護(hù)與止水兩種效果。由于復(fù)合土釘墻支護(hù)技術(shù)的組合類(lèi)型非常豐富，因此其適用性廣泛，根據(jù)土層特點(diǎn)、基坑深度、周?chē)鷹l件，可以靈活選擇和組合支護(hù)類(lèi)型，其中應(yīng)用最為廣泛的是預(yù)應(yīng)力錨桿復(fù)合土釘支護(hù)，這種支護(hù)方式能夠最大程度的保證深基坑的穩(wěn)定性，具有較大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

基坑的開(kāi)挖深度越大，對(duì)控制變形的要求就越高，深基坑的開(kāi)挖越復(fù)雜，復(fù)合土釘墻的組合方式也就越復(fù)雜。在安全等級(jí)1級(jí)的深基坑工程中，同樣可應(yīng)用復(fù)合土釘墻支護(hù)技術(shù)，目前，這也是在開(kāi)挖深度<18m的深基坑施工中應(yīng)用最為廣泛的支護(hù)技術(shù)類(lèi)型。

2.3排樁支護(hù)技術(shù)

該技術(shù)主要有三種支護(hù)方式：①樁列式排樁支護(hù)：在邊坡土質(zhì)與地下水位狀況良好的情況下比較適用，支護(hù)結(jié)構(gòu)為挖孔樁結(jié)構(gòu)。②連續(xù)排列支護(hù)樁：主要用于非軟土深基坑的施工中，連續(xù)式的支護(hù)結(jié)構(gòu)能夠有效填補(bǔ)灌漿樁的樁間間隙，增強(qiáng)防水效果。③鉆孔排樁與水泥防滲墻支護(hù)：這是一種組合支護(hù)形式，主要用于水位高、軟土地層的施工。在深基坑開(kāi)挖深度<6m的環(huán)境中，主要應(yīng)用預(yù)制混凝土板樁以及鋼板樁，采用頂部圈梁的支撐方式。在深度為6～10m的環(huán)境中，應(yīng)控制鉆孔為0.8～1.0m，在攪拌過(guò)程中需要支撐攪拌機(jī)。在深度>10m的環(huán)境中，鉆孔深度為0.8～1.0m，采用多道支撐方式。

2.4深層攪拌樁支護(hù)技術(shù)

該技術(shù)的核心是將水泥作為固化劑，使用攪拌設(shè)備攪拌水泥，讓水泥和土體充分結(jié)合，制作成高強(qiáng)度、高穩(wěn)定性的水泥土樁墻來(lái)起到支護(hù)效果。深層攪拌樁支護(hù)的剛度非常優(yōu)秀，可根據(jù)實(shí)際情況在墻內(nèi)插筋，根據(jù)需要調(diào)整墻壁厚度。該技術(shù)的施工類(lèi)型主要有單軸型、雙軸型、三軸型三種類(lèi)型，具體可根據(jù)地質(zhì)特點(diǎn)與周?chē)h(huán)境加以選擇。

2.5地下連續(xù)墻支護(hù)技術(shù)

城市中高層房屋建筑的分布較為密集，在這種環(huán)境中進(jìn)行深基坑施工，基層的開(kāi)挖深度較大，很可能會(huì)破壞原有的基層土體與結(jié)構(gòu)功能，從而對(duì)基坑周?chē)母邔咏ㄖ鼗姆€(wěn)定性產(chǎn)生影響。這種情況下，很多施工單位都會(huì)選擇在深夜開(kāi)挖基坑，然后實(shí)施科學(xué)的支護(hù)方式來(lái)加固基坑，增加建筑基坑面的牢固性。

地下管道排水連續(xù)墻的施工流程如下：①用水開(kāi)挖地下基層白色導(dǎo)墻，通過(guò)直接施工的方式明確地上、地下基層排水連續(xù)墻的結(jié)構(gòu)與形狀，開(kāi)挖導(dǎo)墻地下基層護(hù)壁后，基層深度通常在1.0～1.4m之間，施工中，地下基層的白色導(dǎo)墻向深溝內(nèi)槽口的方向需要保持平整。②用水將基層白色墻體的泥漿注入到基層護(hù)壁，向地下基層導(dǎo)墻深槽內(nèi)的兩側(cè)基坑注入泥漿，讓泥漿在槽壁上形成一層不透水、光滑的基層表皮，以增強(qiáng)基層深槽內(nèi)兩側(cè)基坑與周?chē)鷫w基層表面的穩(wěn)定性。③使用圓形成槽大型導(dǎo)管施工，用專(zhuān)業(yè)的機(jī)械設(shè)備開(kāi)挖基層的深槽段。將槽內(nèi)清理干凈，將圓形鋼筋籠分別安裝于基層深槽內(nèi)兩側(cè)的基層。④用大型成槽導(dǎo)管灌注地下、地上混凝土，保證混凝土基層的連續(xù)性與良好的排水性，灌注養(yǎng)護(hù)工期結(jié)束后還需要繼續(xù)養(yǎng)護(hù)排水層。

2.6旋噴樁擋墻支護(hù)技術(shù)

這也是一種廣泛用于深基坑施工的支護(hù)技術(shù)，技術(shù)原理如下：將旋噴樁設(shè)置在支護(hù)樁底部，配置漿液，再用旋噴樁噴出漿液。漿液噴出過(guò)程中，使用鉆桿旋轉(zhuǎn)漿液的噴口，充分拌和漿液，形成堅(jiān)固又穩(wěn)定的支護(hù)樁結(jié)構(gòu)，保證深基坑的穩(wěn)定性滿(mǎn)足施工要求。旋噴樁的制作質(zhì)量將會(huì)對(duì)該支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用產(chǎn)生直接影響，因此施工人員必須控制好漿液的噴射量，合理把握旋噴樁的旋轉(zhuǎn)速度，以充分發(fā)揮該技術(shù)的應(yīng)用效果，提高地基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。這一支護(hù)技術(shù)的施工周期較長(zhǎng)、成本高、難度大，在一定程度上限制了旋噴樁擋墻支護(hù)技術(shù)的推廣與應(yīng)用。

2.7 CFG樁施工技術(shù)

CFG樁的應(yīng)用，對(duì)鉆機(jī)位置準(zhǔn)確性的要求較高，必須對(duì)準(zhǔn)鉆桿與樁位的中心，垂直度偏差不能超過(guò)1%。施工人員可采用鉆機(jī)掛垂球的方式來(lái)檢測(cè)垂直度是否達(dá)到要求，利用鉆機(jī)來(lái)調(diào)節(jié)鉆桿的垂直度，保證其位置的精準(zhǔn)性，為后續(xù)的鉆進(jìn)工作奠定良好基礎(chǔ)。鉆孔過(guò)程中，必須關(guān)閉鉆頭閥門(mén)，讓移動(dòng)鉆桿向下，從慢到快的鉆進(jìn)，嚴(yán)格控制鉆進(jìn)偏差，一旦發(fā)現(xiàn)偏差超過(guò)規(guī)定值，需要立刻糾正。如果發(fā)現(xiàn)鉆桿搖晃，可以適當(dāng)?shù)慕档豌@進(jìn)速度，以避免鉆孔移位。灌注前，施工人員要攪拌混合料，嚴(yán)格控制攪拌時(shí)間。鉆孔結(jié)束后開(kāi)始灌注，將混合料填滿(mǎn)鉆桿芯管，然后連續(xù)性的拔罐。嚴(yán)格控制鉆桿的提拔速度與灌入量，完整、客觀(guān)的記錄泵壓次數(shù)。投放鋼筋籠時(shí)，可使用經(jīng)緯儀控制鋼筋籠的垂直度，使誤差不超過(guò)1%。施工結(jié)束后還需要檢查混合料的坍落度，在坍落度滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求后再投料。成樁過(guò)程中抽樣檢查，從根本上保證施工質(zhì)量。

3、深基坑施工技術(shù)的問(wèn)題與改進(jìn)措施

3.1常見(jiàn)問(wèn)題

3.1.1基坑取樣缺乏真實(shí)度

深基坑施工之前，施工設(shè)計(jì)至關(guān)重要。設(shè)計(jì)階段需要對(duì)施工區(qū)域的土層進(jìn)行取樣，以充分了解施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)特點(diǎn)。但很多施工單位為了縮短工期、節(jié)約成本，對(duì)前期調(diào)查和取樣工作不夠重視，人為降低鉆孔運(yùn)用量的情況十分普遍，從而導(dǎo)致實(shí)際取樣不符合施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，無(wú)法真實(shí)的呈現(xiàn)施工區(qū)域的土質(zhì)特點(diǎn)。

3.1.2支護(hù)結(jié)構(gòu)的運(yùn)算結(jié)果不符合應(yīng)力條件

縱觀(guān)現(xiàn)階段房屋工程的施工規(guī)劃，極限平衡理論在支護(hù)結(jié)構(gòu)運(yùn)算中十分廣泛，然而，房屋建筑的實(shí)際施工中，支撐結(jié)構(gòu)的受力情況并不是一成不變的，這也就造成施工過(guò)程中時(shí)常會(huì)發(fā)生沖突。

3.1.3鉆孔注漿不符合設(shè)計(jì)要求

深基坑支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用，成孔灌漿是必不可少的操作內(nèi)容?，F(xiàn)階段我國(guó)房屋建筑的施工標(biāo)準(zhǔn)對(duì)成孔灌漿操作有明確要求，深基坑的支護(hù)施工必須使用專(zhuān)業(yè)的機(jī)械設(shè)備。實(shí)際施工中，需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況、房屋施工要求來(lái)確認(rèn)鉆孔深度，至少深度要符合入巖深度標(biāo)準(zhǔn)。

3.2解決措施

3.2.1盡可能避免地下水的影響

深基坑施工中采用支護(hù)技術(shù)，需要一定的占地面積，但很多施工區(qū)域地下水含量較多，如果沿著地面向上操作，則一定會(huì)影響施工質(zhì)量。為了避免地下水給支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用帶來(lái)的不良影響，可通過(guò)人工降水的方式來(lái)改善土質(zhì)。

3.2.2完善設(shè)計(jì)理念

現(xiàn)階段，我國(guó)的房屋工程施工越來(lái)越趨于專(zhuān)業(yè)化、成熟化。隨著經(jīng)驗(yàn)的不斷積累，深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)也越來(lái)越完善。但很多房屋工程的實(shí)際施工中，計(jì)算數(shù)值與真實(shí)數(shù)值之間仍然存在較大偏差，這就需要設(shè)計(jì)人員樹(shù)立科學(xué)的設(shè)計(jì)理念，以更好的滿(mǎn)足與適應(yīng)房屋建設(shè)需求。設(shè)計(jì)人員應(yīng)充分了解各種支護(hù)技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)與施工細(xì)節(jié)，結(jié)合實(shí)際情況考慮技術(shù)是否可行，根據(jù)地質(zhì)調(diào)查結(jié)果明確設(shè)計(jì)方案。施工中涉及的土方開(kāi)挖、運(yùn)輸土壤、排水以及回填等環(huán)節(jié)，都要滿(mǎn)足相關(guān)法律法規(guī)的要求，在保證深基坑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的情況下，盡量減少對(duì)周?chē)G植、建筑、管道線(xiàn)路的影響。

結(jié)語(yǔ)：

深基坑支護(hù)技術(shù)在房屋工程的深基坑施工中發(fā)揮著重要作用，并直接影響房屋的整體建設(shè)質(zhì)量。因此，無(wú)論是設(shè)計(jì)人員還是施工人員，都應(yīng)該認(rèn)真學(xué)習(xí)深基坑支護(hù)技術(shù)的理論知識(shí)，完善各個(gè)施工流程與環(huán)節(jié)，以充分發(fā)揮支護(hù)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和價(jià)值。

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