探讨深基坑支护新技术现状

2021-08-12康军林

建材与装饰 2021年23期

关键词：工法土钉型钢

康军林

（建材天水地质工程勘察院有限公司，甘肃天水 741300）

0 引言

如今，越来越多的高楼大厦拔地而起，但因其楼层高重心不稳，对基坑的要求很高，出现的故障越来越多，致使深基坑支护新技术不断发展，应用愈发广泛。国家应大力研发深基坑技术，提高建筑行业技术，更好地为人们服务。

1 基坑工程特点

基坑工程是为了保证地下施工的稳定性和安全性，包括地质工程、岩土工程以及结构工程等综合性施工，其开挖方式包括：盆式开挖、岛式开挖以及分块挖土法，支护结构包括支挡式、土钉式、水泥土墙、放坡。主要施工内容是工程勘测、支护结构设计以及土方开挖与回填、周围环境保护等，其施工危险性高，安全储备小，不同的施工现场的基坑工程截然不同，地域性明显，具有很强的个体特征，主要取决于周围环境、基坑形状以及支护形式。基坑工程围护结构体系包括强、冠梁以及其他小部件，施工面积较大并且工期长，施工地点若下雨会影响其稳定性，在处于软塑，流塑状态的黏性土层以及松散状态的砂土层、未经处理的填土和其他高压缩性土层施工会产生较大位移，不利于施工开展，建筑多偏向高层化，基坑向更深层次发展[1]。

2 基坑工程发展现状

在20世纪末，我国引进基坑技术，当时改革开发放正处于蓬勃发展阶段，高层大厦开始涌现，基坑工程不断发展壮大，并且能够很好地减少对环境的污染以及破坏。当基坑开挖深度超过5m就是深基坑，在施工地点较为复杂时，也可将其定义为深基坑，如今，常用的支护方式主要是撑式以锚式以及联合支护等，基坑土方开挖的施工工艺一般有两种：放坡开挖（无支护开挖）和在支护体系保护下开挖（有支护开挖）。放坡开挖比较简单又经济，但要能够保证放坡开挖，主要是基坑不能太深而且基坑平面之外有足够大的空间，所以在空旷地区或周围环境允许放坡而又能保证边坡稳定条件下，应优先采用此技术。深基坑工程监测要注意几个问题，主要是监测单位的确定，基坑工程监测项目、监测大纲的制定和内容的完备性以及监测资料的收集和传递要求[2]。

3 深基坑支护新技术

随着工程规模的不断扩大，新技术的要求不断提高，经过持续的创新与实践，深基坑支护水平大幅提升，具体的技术如下：

3.1 SMW工法

SMW工法又可称之为新型水泥土搅拌桩墙，即可以水泥土桩内插入H型钢等（多数为H型钢，亦有插入拉森式钢板桩、钢管等），将承受重力与防渗挡水结合到一起，能够同时具有受力与抗渗两种功能的支护结构的围护墙。主要利用定制的搅拌混合机，将水泥当做苯酚磺酸，与土壤中土质比较疏松的沙土进行混合搅拌，并在墙内加入型钢，提高其承载重力，减少构件轴压比，此技术在软土层达到的效果最好。并且施工过程中的型钢可以反复使用，减少资金投入，但将型钢拿出来是一个十分困难的工程，会导致其他材料受到损坏或水泥墙断裂，在部分墙结束施工后，其均匀性以及搅拌桩搭接厚度也要十分注意[3]。

如今，SMW工法已经十分成熟，经过多年的使用和不断对其改进，已经得到建筑行业领导者的喜爱，能很好地满足施工者的要求，达到预期效果。从SMW工法里面引申出来的SMW工桩法，也得到广泛应用，其最早出现在日本。施工顺序为：导沟开挖，确定是否有障碍物及做泥水沟—置放导轨—设定施工标志—SMW钻拌，钻掘及搅拌，重复搅拌，提升时搅拌—置放应力补强材（H型钢）—固定应力补强材—施工完成SMW。并且具有不会对周围土地产生影响，对土质要求少，成墙深度厚，施工时间较短，施工产生废气土壤较少，投入资金较少等优点。

在一些新支护技术中具有很高竞争力，虽然在应用中还存在一些问题，但能够很好满足施工方的要求，投资单位在进行一系列对比后，还是会选择SMW工法作为围护结构方案，施工单位要制定完善的施工管理制度以及技术创新工作，以此为企业带来良好的效应和影响，在商业社会中使企业得到延续。SMW工法能促进建设节约型社会发展，实行发展循环经济，使国家快速发展，并且国家出台相关政策，主要内容是在建筑工程中，采用能够减少或反复利用材料的技术，节约资源，提高材料利用率，而SMW工法就能达到这一要求，此技术的H型钢可以反复使用，重复使用至少4次，在其他围护技术施工时，使用大量的钢筋不能重复利用，造成大量资源浪费。我国已经成为世界上钢铁制造和消耗的第一大国，造成铁矿石资源缺少，应大力研究减少资源利用的技术，减少环境污染，保持生态平衡。

3.2 旋喷搅拌加劲桩技术

旋喷搅拌加劲桩就是将旋喷与搅拌水泥土技术相结合，共同承担工作中各种荷载，其主要工作原理是：不断搅拌水泥，在深坑墙壁周围构成立体三维空间，增大建筑的横向或纵向刚度，通过不断对水泥浆的渗透以及压实，对原来土壤起到加固作用，在水泥土与在土壤中基础软弱的地方加入特殊材料的物体粘合，将其与地平层紧密结合在一起，提高土壤的抗压能力。此项技术能够防止土体结构变形或移动，还具有防水挡土的功能，适用于各类的深基坑工程，具有良好的安全性、经济性以及便利性。

3.3 复合土钉墙支护技术

此项技术是源于土钉墙，是一种便于施工经济合理的新技术，把土钉墙的各种附属技术组合在一起的综合型围护结构，构成要素主要有土钉、预应力锚杆、截水帷幕、微型桩、挂网喷射混凝土面层、原位土体等。具有使用范围广的特点并且将土钉墙的技术优势继承下来。适用深度在软土层不超过6m，其他地层开挖不超过13m，可放坡深度不超过18m，可作为超前支护，还有防止水渗透的功能，提高施工的安全性、经济性以及便利性，受到施工单位的喜欢。复合土钉墙技术有许多种类，每种类型都适用于不同的施工，致使适用范围非常广泛，主要包括：土钉墙—顶应力锚杆、土钉墙—止水帷幕、土钉墙—微型柱等。当基坑开挖深度越大，对控制不变形难度越高，随着科技不断发展创新，复合土钉墙支护技术也在不断完善。通过相关技术人员多次测试得出，在软土、富水等特殊土壤也可以采用此项技术，可用于安全等级第一的深基坑，在施工过程中应考虑其环境因素以及施工条件。

3.4 TRD工法

其是将满足设计深度的附有切割链条以及刀头的切割箱插入地下，在进行纵向切割横向推进成槽的同时，向地基内部注入水泥浆以达到与原状地基的充分混合搅拌，在地下形成等厚度连续墙的一种施工工艺。TRD工法起源于日本，引进到我国后应用于多个省市，并取得很好的评价。经过相关技术人员多次试验，此项技术在渗透力强的土壤以及防水帷幕渗、软土层中效果最好，图1是施工示意图，首先下钻至设计标高，其次向施工路线前进，最后待前段施工完毕后再继续向前50cm保证连续性。

图1 TRD施工

相比其他深基坑支护新技术，其具有很多优点，具体包括：使用设备的高度较低，提高了施工的稳定性以及安全度，水平方向和垂直方向精准度高，便于超控，适用于多种地层（如黏性土、较硬土层等），开挖能力较强，止水能力非常强，可根据施工要求，调整施工斜墙角度，不影响四周环境，有助于保护环境，减少资金投入。

3.5 CSM工法

此技术多适用于地质复杂的施工，具体施工步骤有：第一步CSM工法墙定位放样；第二步，预挖导沟（导沟宽1.0～1.5m，深0.8～1.0m）；第三步，CSM工法设备就位，铣头与槽段位置对正；第四步，铣轮下沉注水切铣原位土体至设计深度；第五步，铣轮提升注水泥浆同步搅拌成墙；第六步，钻杆清洗，废泥浆收集，集中外运；第七步，移动至下一槽段位置，重复上述六个步骤。其具有施工占地面积小、进度快、效率高、精准度较高、防渗透能力强、成墙质量较高、施工产生噪声低、减少对四周居民影响、削铣能力强等一系列优点，同时，可用于施工土质为软黏土，施工设备现代化，采用触屏控制系统，方便操作，主机底盘可旋转360°。