深基坑支护设计与施工要点核心思路

2020-03-07张存亮

工程建设与设计 2020年11期

张存亮

（济宁市勘测院，山东济宁272100）

1 引言

高层建筑深基坑技术的应用成效决定了整个建筑工程的稳定性及安全性，随着我国城市化进程的不断推进，城市建筑规模、占地不断增加，各类建构筑物之间的距离越来越小，严重影响了深基坑工程设计、施工工作的推进。因此，必须深入分析深基坑支护工程当中的各类要素，制定针对性的设计、施工方案，确保深基坑支护工作最终成效，以便获取更高的经济效益和社会效益。

2 深基坑支护工作概述

2.1 深基坑对建筑安全的影响

深基坑主要用于各类大型建筑工程项目中，支护系统建设是为保证基坑深度及桩基安装。若深基坑支护工作不到位，必然会造成建筑基坑深度减小，桩基高度不足，严重影响建筑项目的整体稳定性。而且，不规范的深基坑支护系统会受周边环境作用出现系统不稳、部件脱落等危险。深基坑工程建设期间需要重点关注安全事项，若深基坑支护设计、施工工作不细致，相关设计存在缺陷，很容易出现事故问题，一旦出现问题很容易造成群死群伤事件，影响非常恶劣。因此，在设计、施工过程中必须严格依照标准规范，结合现场施工环境，确定科学的设计、施工方案，制定有效的监督管理措施，避免各类事故发生【1】。

2.2 深基坑支护技术的主要特征

2.2.1 施工深度大

深基坑技术应用范围日渐广泛，为保证工程规模及安全，开挖深度正在逐渐增加，且向更深的程度发展。

2.2.2 施工条件复杂

我国各个地区的水文、地质条件各不相同，在开展深基坑施工时，会受到多种因素影响，增加现场支护施工难度，需要面对的施工条件较为复杂。

2.2.3 安全风险较高

设计、施工影响因素多，会出现一系列的安全风险因素。在深基坑具体施工过程中会对周边区域水文、地质条件产生影响，设计过程中要注意选择合理的安全防护措施。现场施工过程中涉及的施工环节较多，若管理存在问题，很容易埋下安全隐患，必须做好现场安全管控。

2.2.4 支护工艺复杂

深基坑支护施工工艺方法较多，需要综合考虑支护结构的安全性、稳定性等要求，结合现场实际情况及功能需求进行合理选择【2】。

3 深基坑支护设计的要点及核心

3.1 土压力计算

通过标准、规范的工程地质勘察工作获取土压力计算时要考虑各类重要参数。在进行深基坑支护结构设计时所涉及的详细勘察数据，要在建筑物基础周边进行点位布设，主要考虑来自建筑基础周边线以外的土体施加到支护结构承受的主动土压力，这部分数据存在一定缺陷，特别是在水文、地质环境较为复杂的区域更是如此，因此，必须采取有效措施确保土压力计算所涉及的各类参数质量。

3.2 环梁内部弯矩问题

根据以往深基坑支护系统设计、施工经验可以得知对环梁内弯矩的监测存在缺失，在设计计算过程中又无法忽略环梁内部的弯矩。在对实际工程进行支护结构核算时，会发现产生弯矩的部位要在支撑杆、环梁交叉的部分，针对环梁部分的钢筋配置，要结合计算及现场实际需求进行配置，设计过程中。

3.3 选择支护结构形式

深基坑支护结构类型主要包括：钢板桩支护技术、地下连续墙支护技术、土钉墙支护技术、深层搅拌水泥土桩支护技术、施喷桩帷幕墙支护技术、排桩支护技术、锚杆支护技术几种类型，不同的技术类型会具有不同的优势，设计过程中需要根据工程建设需求进行选择【3】。

1）钢板桩支护技术多用于深度超过5m 的深基坑支护，属连续支护类型，采用这种技术需要打定位桩，然后据此开展后续打桩工作，才能实现基坑支护。

2）地下连续墙支护技术使用泥浆、水下浇筑混凝土进行施工，施工时振动小、噪声小、防渗性好，适用于多种技术条件。

3）土钉墙支护技术使用土体、土钉、喷射混凝土共同组成土钉墙，能够增加整体结构牢固性。

4）深层搅拌水泥土桩支护技术，使用特制的深层搅拌机将水泥浆固化剂与地基土在原位进行强制拌和形成水泥土桩，硬化后形成一定强度的壁状挡墙，达到挡土、隔水的目的，可用于平面呈多种形状、开挖深度较浅的基坑支护，经济性较强。

5）施喷桩帷幕墙支护技术对地基土钻孔至一定深度，再将钻杆逐渐上提，同时通过底部喷嘴喷入水泥浆固化剂形成水泥土桩，形成可用作支护作用的帷幕墙。

6）排桩支护技术在基坑开挖时确定基坑稳点，在四周进行打排桩支护，主要是为了确保施工人员生命安全。

7）锚杆支护技术适用相对深度较大、环境要求高的基坑，可以对墙体变形进行有效控制，刚度大、形变小。

4 深基坑支护施工的要点及核心

4.1 施工前准备

深基坑支护体系施工前要充分了解周边地上、地下建构筑物的情况，掌握周边建筑埋深，道路、管线分布情况，采取有效措施降低深基坑支护施工对周边环境的影响。结合水文、地质方面的勘察报告，掌握现场水文、地质情况，了解施工区域土层相关参数，合理选择施工方式方法。

4.2 支护桩的施工

深基坑支护桩施工较为常见的是人工挖孔桩、泥浆护壁孔灌注桩的类型。现场进行钻孔操作时，必须时刻关注成孔状态，避免出现失误。在支护桩施工期间，要严格根据设计要求进行混凝土配比控制，选择较为合理的灌注时间进行混凝土灌注。钢筋笼的加工制作要严格依照标准进行控制，吊装过程中要避免磕碰，确保钢筋笼不出现变形问题。

4.3 锚杆施工

深基坑开挖至锚杆施工高度时，即可根据现场施工方案开展钻孔、锚头制作、注浆等工作。所使用的锚杆可以根据现场实际情况进行选择，或直接采用套管跟进水冲式钻机进行施工。钻孔完成后，及时灌注水泥浆，灌注施工完成后再进行钢腰梁、台座、垫板等部件的安装施工。在此过程中需要注意的是，锚杆施工现场要严格依照标准规范进行锚杆试验，确保锚杆施工最终能够满足深基坑支护施工标准要求【4】。

4.4 土方开挖

深基坑开挖工作需要考虑自身受力特征，不得小范围局部一次性开挖，避免出现土体侧压力急剧释放的情况，减少坑壁侧向位移总量。另外，土方开挖前要掌握工程地质勘察报告及周围地下、地上建构筑物情况。对特殊土质要根据具体情况安排施工组织设计，制定专项施工方案和应急处理预案。基坑开挖需要循序渐进地开展工作，遵从相应的施工标准及原则。在基坑边不宜堆放大量材料，若必须堆放，要保证距基坑上边缘不小于2m 的位置，堆置高度要保持在1.5m 以下，且不能超过设计载荷。开挖土方过程中，要结合现场情况设置相应的设备通道，控制开挖顺序，避免在开挖过程中破坏围护结构，并做好设备进出基坑位置的支护，在合适的位置设置围栏及警示标示。