岩土工程施工中深基坑支护问题研究

2021-03-31杨作青甘肃西部岩土工程有限责任公司工程师副总经理

中国建筑装饰装修 2021年4期

杨作青甘肃西部岩土工程有限责任公司工程师，副总经理

我国深基坑支护技术存在诸多问题，在施工阶段出现了诸多弊端。在最初开挖阶段，基本上都是采用人工方式，整体施工效率低下，加大了安全事故的发生概率。在基坑深度逐步加大的形势下，该情况尤为显著。所以，具体施工时决策者需要掌握该区域先前的成功实践经验，并汲取失败教训，结合特定工程标准与条件实施全方位分析、考虑，在此基础上制定经济、合理、可靠、安全和合理的支护体系。

1 深基坑支护技术

深基坑支护形式类型繁多，通常运用钢筋混凝土作为板桩，也可以选择运用钢板通过紧密的方法来予以排列，对于桩中出现的裂缝部位实施灌浆，以此来实现支撑作用。针对地下水位升高，土壤黏性的情况，通常运用钻孔灌注桩混合水泥搅拌桩防渗墙来进行支护，以提高工程整体质量。支柱支护技术通常运用在边坡土壤情况相对较好、水位较低区域，而且可以选用打孔桩或者挖孔方式来支撑土拱。

钢板桩实则就是合金钢板桩支撑，合金钢板是通过简便联合构建而成的钢板桩墙体，其在钢板桩实际运用过程中，与其他支护方式相对，操作尤为简便，并逐步得到大范围的运用，取得了良好的运用成效。值得注意的是，合金钢板桩在实际运用阶段，地基基础会发生凹陷变形的情况，而且施工作业期间会出现很大的噪声，不宜在人口密集区域运用[1]。但是，深层快速搅拌支护技术在实际运用时，将软土、水泥与生石灰搅拌混匀，可以显著提高基坑工程的稳固性。

2 岩土工程施工中深基坑支护问题

结合先前有关调查可知，岩土工程深基坑支护作业存在的问题主要有以下三点。首先，前期勘查工作不科学。在进行深基坑支护方案设计之前，需要深入施工现场进行岩层结构与水文环境的勘察工作，并进行土体取样，为设计支护方案提供依据。事实上，一些企业在施工之前并未进行实地勘察，土体取样也不具备代表性，导致支护方案设计质量和后期作业施工水平大打折扣。其次，力学参数的精准性不足。在岩土深基坑施工阶段，假使计算出来的力学参数不够精准，易于引发后期支护结构承载力丧失[2]。最后，施工技术水平不足。部分施工技术人员并未熟练应用深基坑支护技术，直接影响了支护施工水平与质量。

因此，支护结构变形问题表现为两个方面：水平变形和竖向变形。当基坑开挖较浅时，支挡结构的变形主要为向基坑方向的水平变位，地表随之变形，随着开挖深度的增加、土体自重应力的释放增加，地表变形的范围增大，变位增大；支护结构墙体有所上升或下沉，使插入坑底深度发生变化。支挡结构水平变位的大小主要取决于基坑宽度、开挖深度、地层性质、支挡结构刚度和入土深度。基坑的暴露时间、设置锚杆的及时性和位置、锚杆施加预应力，对减少支挡结构的变位起重要作用。

3 确保岩土工程施工中深基坑支护安全的措施

3.1 做好施工前期勘察工作

在具体实施深基坑支护作业施工之前，要将各项准备工作落到实处，预防后续施工出现安全隐患。首先，针对施工周边环境实施全方位的勘察，并熟悉基层设施、管道与管线所预留的部位等且记录在案，为之后的深基坑支护作业顺利实施奠定基础。此外，提取土样时，需要选择具有代表性的土壤进行样品质检，依照质检成果来设计支护方案。其次，加强水文地质勘查，从而深入了解深基坑所属区域的水位变化、补给情况，从而使深基坑支护施工安全规范化。最后，做好施工区域的岩土勘察工作，并设置勘察点，落实各项检测工作，从而使岩土工程深基坑施工得以井然有序实施。

另外，在支护桩施工阶段，结合施工环境和岩土工程结构情况，计算相应的力学参数，从而设计出来相应的桩型，随即将桩截面和长度计算出来，预防影响支护桩的正常使用，保障支护桩的承载力达标[3]。值得注意的是，需要严格依照岩土工程施工规范标准与支柱桩功能来实施，并严格依照经济实用性原则来科学规划多边形、矩形与圆形桩。

3.2 树立全新的深基坑支护设计理念

在深基坑支护技术高速发展的形势下，深基坑支护施工数据的搜集水平得到显著提升，并逐渐找到了支护结构的受力规律，为进一步优化深基坑支护结构设计理念奠定了坚实的基础。所以，解决深基坑支护结构设计问题时，设计人员务必要树立全新、先进的设计理念，施工单位需要构建健全的信息化反馈机制，运用先进的设计方式来保障深基坑支护结构的设计水平，为后续施工打下坚实的基础。

3.3 科学处理边坡变形问题

委派专人检测边坡情况，一旦发现偏差，需及时纠正。施工单位要实时管控施工现场的具体情况，预防发生欠挖或超挖现象。施工现场管理务必要做到面面俱到，一旦出现问题，及时予以解决。例如，对于边坡变形问题，要及时矫正变形部位，一般纠正变形部位要通过人工方式来实施，校正后立即检测边坡质量，达标后再进行后续施工。

3.4 提升施工人员综合素质

施工单位要强化施工现场人员的培训，以提升现场作业人员的综合水平。施工人员要重视混凝土浇筑质量，混凝土浇筑时间不同，会影响工程施工质量。浇筑混凝土时，如果气温过高，会使得内部结构在短期内不能凝固，表面会由于湿水不够而出现变形，所以在条件允许的情况下，要选择在低温或者阴天进行浇筑，预防因为不合规操作而使得质量大打折扣[4]。此外，设计人员需要不断积累施工实践经验，以保障设计出来的支护结构更具实用性。

3.5 维护支护桩身结构的完整性

为了进一步确保岩土工程深基坑支护的安全可靠性，来维持岩土工程支护桩身结构的完整性，要注重桩身混凝土结构的密实性，科学灌注桩。在具体施工中，优先选择质量、综合性能好的混凝土原材料，以便管控后期施工，最终保障桩身混凝土结构的荷载、弹性与强度。桩身混凝土加固技术方式主要有间接、直接加固法，后者涵盖黏贴纤维增强塑料、粘结钢板与混凝土截面等。扩大混凝土截面施工方式的适应能力强、施工工序简单，可以通过适当加大混凝土界面来提高混凝土结构的密实性。

黏结钢板也会被应用在静力桩中，其施工速度相对较快，而且桩身外观不会受到任何影响[5]。粘贴纤维增强塑料适宜运用各类受力性质的混凝土，以显著提升桩身结构等级。前者主要是在使用时运用预应力、加大支撑的方法，其中预应力加固的效果最优，可以显著降低加固构件的应力，来调整桩身混凝土结构的承载能力。

3.6 加强施工协调与监测

在岩土工程中，施工单位需要强化全面管理，监控并协调好施工阶段的各项工作，指导施工队伍施工规范合理化，预防由于疏忽而引发安全事故的出现。此外，为了从根本上避免土层变形问题，施工单位必须全方位监测施工周边土层变形的实际情况，一旦周边土层存在变形的情况，需要及时运用行之有效的对策来进行相应解决。具体运用深基坑支护技术时，施工人员需要严格依照规范标准来有条不紊地予以实施[6]。

3.7 重视观测变形和及时补救

变形观测在工程发展的过程中一直发挥着重要的作用，其中基坑边坡变形观测、周围建筑变形观测和其他观测方式都发挥着重要的作用。在实际施工过程中，大家可以通过监测数据来了解土方开挖和深基坑支护的具体情况，这样也就能在第一时间分析产生变形的原因。

如果遇到复杂的大型工程，大家需先采用专业的论证方式进行研究，并为降低工程造价提出有效的策略。排桩支护为最常用的支护方式，其操作简单，而且不需要耗费很多成本，一般被应用于7 ～15 m的深基坑工程中。采用该方式，不仅工程刚度较大，而且使用过程中有较强的抗弯能力，也不会在使用过程中出现挤土现象，最终不会对周围环境产生影响。