建筑工程深基坑支护施工技术探究实践

2020-02-15冯海瑞

建材与装饰 2020年33期

关键词：土钉灌注桩深基坑

冯海瑞

（山西宏厦建筑工程第三有限公司，山西阳泉 045000）

在现阶段，为了确保基坑周围环境的安全，促进工程的稳定施工，在施工阶段会选择应用深基坑支护施工技术。借助该技术在基坑施工中的使用，使深基坑具有良好的支护功能，可以有效控制深基坑的变形、位移和坍塌问题。

1 建筑工程深基坑支护施工技术实施难点

1.1 基坑深度大

随着建筑技术体系的不断完善，高层建筑和超高层建筑拔地而起，建筑规模不断扩大。同时，对建筑物基础结构的性能提出严格的要求，使基坑开挖深度不断增加。目前，许多建筑工程都建有2～3 层地下结构，开挖深度一般在6～20m 范围内。基坑深度的不断增加，导致施工现场环境日趋复杂，边坡坍塌、基坑围护墙失稳等安全事故发生率提高，容易给施工单位带来较大的经济损失[1]。

1.2 施工条件复杂

在大多数建设项目中，深基坑施工条件较为复杂，边坡和基坑围护结构受到施工扰动的影响，容易发生滑坡、失稳等问题，影响周围建筑物的结构稳定性，缩短建筑物的使用年限，削弱结构的承载能力和稳定性[2]。这个问题对深基坑支护质量有较高的要求，在使用不当的技术时，会导致一系列的连锁问题。此外，不同地区的水文地理条件和地质构造有所差异，如果实际施工、技术标准、管理体制的匹配度不足，将导致深基坑支护技术无法发挥预期的支护作用。

1.3 技术种类繁多

深基坑支护技术包括地下连续墙、土钉支护、锚杆支护、钢板桩支护、排桩支护等形式，如果选择的支护技术不符合实际施工需要，不仅会影响施工周期，而且会造成支护结构的破坏和结构的变形等问题。

1.4 存在安全隐患

深基坑施工是一项非常特殊的工程，在复杂的现场环境中需要投入大量人力和机械设备。如果支护技术选择不当，支护方案不合理，基坑支护难以发挥预期的作用，可能会发生基坑滑塌安全事故，存在较大的安全隐患，容易造成严重的经济损失[3]。同时，在深基坑施工中，存在许多风险源，如地层变化会对支护结构带来影响，深基坑支护施工的不确定性较多。

2 建筑工程中深基坑支护施工技术类型

2.1 混凝土灌注桩施工技术

混凝土灌注桩是指钻孔灌注混凝土而成的一种桩，一般分为钻孔灌注桩和沉管灌注桩两种方式。钻孔灌注桩是先利用钻机进行钻孔，然后灌注混凝土，施工步骤包括现场平整、制备泥浆、安装护筒、铺设平台、钻机定位、打孔、清孔、钢筋笼吊放、浇筑水下混凝土、移除护筒、质量检验等[4]。沉管灌注桩是一种使用与桩直径相匹配的套管，在管端安装桩尖沉入土中，钢筋骨架悬挂在套管中，然后浇注混凝土，同时通过锤击振动捣实混凝土，最终形成所需的灌注桩，该施工方法可在地下水、流砂、淤泥环境中进行。

混凝土灌注桩施工技术是常用的深基坑支护技术之一，在实际施工操作中应注意以下几点：①施工前，必须对基坑壁采取相应的防护措施，提高基坑壁的牢固性；②基坑壁主要应用混凝土材料进场加固处理，在施工前确保基坑壁牢固，严格按照柱间距的实施作业；③在下一步施工之前，检查孔内是否有堵塞物。混凝土灌注桩施工方法简单，对施工工艺要求不高，该施工技术能有效降低塌孔概率，为施工质量提供更大的保证。此外，在具体支护过程中，应结合实际施工环境对支护方案进行优化，严格遵照深基坑施工规范实施作业，确保实际支护满足使用要求。

2.2 土钉墙施工技术

土钉墙通过土钉与喷射混凝土板结合，采用天然土体形成类似重力挡墙的结构，用于抵抗墙后土压力，使开挖面稳定。土钉墙主要是借助钻孔、插入钢筋、注浆等方法建立起来的，通常也可以将角钢和粗钢筋直接打入形成土钉。土钉墙与喷锚网加固岩体相似，故又称喷锚网加固[5]。在施工中，首先要勘察深基坑的环境和土质，并结合施工需要适当提高土钉强度和拉力，确保土钉能够稳定深基坑的墙体。同时，为了保证后续施工的安全，应控制水泥砂浆的配比和外加剂的用量，还应注明土钉支护深度。在具体支护施工中，土钉主要是起到支护基坑的作用，但要保证必须根据相关标准要求设计土钉的拉力，才能使边坡更加稳定。为了保证土钉墙支护技术能充分发挥其应用价值，在施工过程中应对土钉的质量、强度进行检测，并严格控制注浆技术、科学设计注浆比例、合理应用外加剂、有效提高支护的安全性。

2.3 地下连续墙支护技术

地下连续墙是在地面上借助挖沟机械，沿深基坑工程轴线，开挖一条狭长的深槽。清理沟槽后，将钢筋吊放在沟槽内，使用管道法灌筑混凝土，形成沟槽段，最终在地下形成连续的钢筋混凝土墙壁，起到承重、截水、防渗、支护的作用[6]。地下连续墙的主要施工工序包括建设导墙、开挖沟槽、清底、钢筋笼的吊放、浇灌混凝土等。地下连续墙支护技术广泛应用于深基坑支护施工，具有施工速度快，减振效果好的特点。最大承载力能表现出地下连续墙的强度，主要受结构尺寸和钢筋密度的影响。设计人员应测量墙体厚度和钢筋密度，最终得到墙体各个截面和整体的最大承载力。钢筋混凝土墙是地下连续墙支护的主体部分，在进行施工前，应该对所有的机械设备进行检查，并勘测基坑轴线位置，保证挡土墙能够顺利开挖。此外，在混凝土浇筑工程中，必须保证钢筋笼的抗力强度，以确保地下连续墙的稳定性。地下连续墙支护技术既可以增强基础部分的承载力，又可以有效控制工程造价，保证建设项目获得较大的经济效益。

2.4 支撑结构技术

为保证基坑开挖施工的顺利进行，通常会采用钢管支护技术，主要是将钢管置于适当的位置，并根据基坑的实际情况采取不同的支护方法。一般应注意基坑的中部、端部和桩体，所以通常采用横向支护形式。钢管支架主要由两层组成，要求非常严格。为保证基坑支护质量，应合理控制开挖速度和开挖深度，使其符合相应的标准，满足工程建设要求。应注意的是，围护结构的基坑不能使用钢管进行支护。

2.5 土层锚杆支护技术

土层锚杆支护技术是在深基坑土壁未开挖土层中钻孔，当深度达到后，将钢筋、钢管、钢丝束等材料放入孔内，并将化学浆液或泥浆灌入孔中，将锚杆与土层结合成具有强拉力的结构，锚杆端部应与挡土桩连接，避免土墙发生倒塌或滑坡问题。在实际施工中，应根据设计图纸标准确定锚杆位置，合理布置锚杆，及时检查锚杆位置是否准确。确定锚杆位置后，应进行钻孔作业，根据设计标准完善钻孔，明确钻进深度。在施工过程中，工作人员需要实时记录数据，观察施工是否有问题，一旦发现存在问题应停工处理。

2.6 护坡桩支护技术

护坡桩施工技术具有施工简单、速度快的特点，适用于地下工程规模大的施工，尤其适用于复杂环境下的深基坑支护工程。在护坡桩支护的施工工艺中，需要对桩身进行多次注浆保护，直至灌注桩完成，所以对灌浆质量要求很高。有关施工人员必须对施工方法加以控制，保证桩基施工速度，提高支护工程的稳定性。护坡桩的施工技术主要采用钻孔压浆的施工方式，在桩中填充一些建筑材料，如砾石或无砂混凝土，然后用水泥固定桩基[7]。在此过程中，如果要增强深基坑支护效果，必须严格遵守相关施工标准，还必须在施工计划指导下，做好以下工作：①在孔位置确定好后实施混凝土灌浆，完成后取出钻杆并加入钢筋笼和骨料；②对钻孔进行反复灌浆作业，保证泥浆有效地形成桩基，避免发生塌方问题，增强施工效果。

2.7 基础防排水技术

深基坑支护施工通常都在易受地下水环境影响的地下环境中进行，地下水渗漏是较为常见的问题之一，地下水渗漏很容易导致地表发生下降，为了有效解决这一问题，必须合理选用深基坑支护施工技术。为了保证深基坑支护的质量，应根据施工环境因素进行相应的防排水工作，有必要对土层施工环境进行全面分析，从而选择较为合适的防水技术和施工方案，并制定地下水渗透应急方案。深基坑支护施工与地面结构施工有较大的不同，深基坑施工受环境因素的干扰较大，应在不影响正常施工的前提下，做好防排水工作，以提高工程的施工效益。