岩土基坑边坡失稳及加固处理技术

2018-03-27甘铁柱

建材与装饰 2018年9期

关键词：拉森槽钢岩土

甘铁柱

（湖南恒基隧道工程有限公司）

1 基坑支护工程的特点

基坑建设工程属于复杂性高、技术要求大的临时性工程，在岩土工程中处于十分重要的地位，如果在施工过程中稍有闪失就会导致巨大的损失。所以在基坑施工工程中要想顺利开展施工作业，就必须要先了解基坑支护工程的施工特点，这样才能做好岩土施工工程。

1.1 不确定性和多事故性

在基坑支护工程施工过程中，由于实际环境处于动态变化状态，所以基坑支护具有十分强的不可确定性，这包括许多方面，其中最关键的是岩土的内部结构差异、岩土的性质、相关调查数据具有离散性大的特点。与高不确定性相对应的就是基坑支护工程的事故易发性，其原因是多是基坑支护工程工作条件差、工期长等原因造成的。

1.2 实践性和区域性

由于基坑支护工程具有一定的区域性，因此在基坑支护工程施工过程前要对施工场地进行仔细勘察。包括岩土地质结构，基坑水质等。

1.3 综合性和系统性

基坑支护工程不仅仅是一个单一的施工工程，它还联系着多学科的内容，比如岩土工程学科，结构工程学科，这些学科内容的有机融合与互补才有现阶段较为健全的岩土工程施工体系。由于基坑支护工程具有较强的综合性与系统性，所以在施过程中要充分考虑各个方面的影响因素。

2 岩土工程中基坑失稳的原因

2.1 超挖、欠挖现象较为严重

造成基坑支护工程中超挖、欠挖现象的关键原因在于施工人员的技术水平低下，进而导致许多操作不合乎相关规范。比如在机械开挖作业过程中，由于施工过程具有一定的难度，因此如果机械操作人员没有足够的操作水平或者操作经验，就非常容易发生边坡不平的现象。这会大大加大工程的施工量，进而影响工程质量与工程进度。

2.2 实际施工与施工设计间存在较大差异

岩土工程在施工之前必须要根据相关标准或依据来展开工程规划与设计。在正式施工开始以后，由于大多数基坑支护工程都难以按照原有施工设计方案来进行施工，这就使得实际施工结果与施工设计之间产生较大差异，这就在很大程度上直接影响了基坑支护工程的建设质量。造成这些现象的主要原因是：建设单位盲目追求建设速度与效益，在实际施工过程中偷工减料、不按计划强行施工等原因造成的。

2.3 土层开挖与边坡支护间存在不配套现象

土层开挖与边坡支护间存在较大的联系，但边坡支护的技术含量与管理水平的要求都十分严格，而土方开挖的技术含量与管理水平的要求相对较低。在基坑支护工程施工过程中，这两项都签订平行合同分配给专业施工团队来完成，这种看似合理的制度实际上给施工过程带来了很大的难度。因此有一些施工团队就会选择对简单土方进行开挖施工，而忽视了边坡支护工程的施工进度；还有一些施工团队盲目追求土层开挖进度，而疏于管理，进而导致了施工工程难以按时完工，而且质量不合格。

3 各类型基坑边坡加固技术的特点及适用情况

3.1 深层水泥搅拌桩围护墙

深层水泥搅拌桩围护墙是利用特别制造的深层搅拌机在土体深层对软土与水泥进行强制拌和，从而形成连续搭接的水泥土柱。深层水泥搅拌桩围护墙是一种重力挡土结构，具有挡土与防渗两种功能。水泥搅拌桩围护墙的优点是施工简单、没有振动、没有噪音。缺点是施工成本高、周期长、施工厚度较大，因此只有在施工环境允许时才可以被采用。

3.2 高压旋喷桩墙

高压旋喷桩墙是指水泥浆利用旋转钻杆底端的喷嘴高压灌入土层，使水泥浆与土体充分混合而形成水泥土柱固体，互相搭接而形成排桩，从而实现挡土与防渗功能。对于难以采用搅拌桩或者打入桩支护的地层，可以使用高压旋喷成桩法。由于高压旋喷桩使用的是旋转高压喷浆，因此质量难以控制，水灰比、水泥掺量等参数难以科学协调，工艺试桩难度较大，而且成本相对较高。

3.3 槽钢钢板桩

槽钢钢板桩是一种较为简易的钢板桩围护墙，由槽钢正反扣搭而成，用机械将槽钢直接压入土中，由于其刚度较小，顶部开挖0.5m需要设置支撑，每隔2m就要设置一道支撑，多用于深度小于4m且地下水位较低的基坑，其优点是施工简便，施工工期较短，具有较好的耐久性，槽钢支护之后可将其拔出回收。缺点是密封性较差，没有防渗效果，内部存在支撑不利于机械挖土，支护的刚度较小，抗弯能力较差，开挖后容易变形。

3.4 拉森钢板桩

拉森钢板桩由拉森钢板扣搭或并排组成，槽钢一般长为8～16m，厚度为17cm，使用专用机械直接压入土体，并且在内部设置止水条，顶部使用槽钢进行连接。这样操作的止水效果比较好，刚度较大，比较适用于那些地下水位相对较高、地质条件较差并且施工现场较狭窄的基坑。顶部开挖1.0m就需要设置一道支撑，每隔3.5m就必须设置支撑，如基坑内不适合或者不方便设置支撑并且开挖深度小于5m的时候就可以采用双排拉森桩。双排拉森桩的优点是施工简便，工期较短，密封性能非常好，而且具有良好的耐久性，基坑支护完成以后就可以将槽钢拔出回收。其缺点是造价成本较高，通常需要使用专用机械进行施工，如图1所示为拉森钢板桩施工现场图。

图1 拉森钢板桩施工现场图

3.5 钢筋混凝土板桩

钢筋混凝土板桩曾经在基坑支护过程中被广泛应用，但钢筋混凝土板桩通常采用锤击法施工，这种方法会产生较大的振动与噪音，挤土现象严重，在城市施工过程中施打会受到较严格的限制。此外，其必须先进行预制，再运送到工地现场进行施打，成本相对灌注桩等较高。用液压静力沉桩设备可以有效降低施工过程产生的振动与噪音，并且具有施工简单、作业周期短等显著特点，因此在基坑支护过程中仍有所应用。

3.6 钻孔灌注桩

钻孔灌注桩围护墙是在基坑支护中被应用较为广泛的一种。钻孔灌注桩支护的优点是施工过程中没有振动、没有噪音、不会出现挤土现象；墙身本身强度高、刚度较大、支护稳定性非常好、变形程度也小；与工程桩可以实现同步施工，进而有利于施工组织，但桩间缝隙容易造成水土流失，这时就需要根据工程条件来采取注浆、旋喷桩等措施以确保实现防渗的目的；桩顶需要设置锚梁来连成一个整体，以增加整体的稳定性。特殊工程以及开挖深度大的基坑可以设置锚杆或者支撑来增加支护稳定性，并且有效减少墙体位移。

3.7 地下连续墙

地下连续墙的刚度较大，止水效果较好，是一种非常可靠的支护结构，可以广泛应用于地质环境复杂、开挖要求高的基坑。优点是占地面积小，防渗性能强，刚度大，安全可靠，能够较好的代替结构基础，有效提高效益。缺点是成本较高，施工要求高，建设工期长。

3.8 土钉墙

土钉墙是指将土钉打入土体与喷射混凝土面层进而形成复合土体，利用该复合土体的高自稳性实现支护目的，使基坑开挖后仍能够保持坡面稳定。土钉墙通常被用于优质土质地区。其主要优点为稳定性高、可靠性强、施工简单、工期较短、支护效果较理想，在土质优良地区得到较为广泛的应用。

3.9 SMW工法连续墙

SMW工法是指在水泥搅拌桩中插入H型钢，使其成为具有挡土、受力以及防渗等功能的特殊支护结构。SMW工法连续墙的支护特点是：施工过程中基本无噪音，对周围环境几乎没有影响，支护结构强度十分可靠，凡是应用水泥搅拌桩的施工场地都可以使用，如果能采取合适的施工措施来回收H型钢，那么施工成本将大大低于地下连续墙，因此该技术具有较大的发展前景。