土木工程基础施工中的深基坑支护施工技术分析

2021-11-11史俊明

建材与装饰 2021年31期

史俊明

（山西汾西矿业（集团）有限责任公司贺西煤矿，山西吕梁 033300）

1 深基坑支护简述

土木工程建设规模越大，对基坑支护的要求越高，尤其是一些需要开挖深基坑的土木工程，必须做好支护工作才能保证顺利完成基坑施工。同时基坑施工也影响着后期施工的质量、安全性与可靠性，增加了人们对深基坑支护施工的关注度。关于深基坑支护的内容共有以下几点：①挡土施工，过程中通常会使用钢板桩、混凝土板桩、地下连续墙等抵挡基坑土层的压力，避免在施工过程中出现涂土层倾泻、坍塌等安全事故[1]；②挡水和降水，这一点是指要利用水泥搅拌桩、地下连续墙等阻挡渗水，同时要降低地下水，避免影响基坑稳定性；③支撑，可以使用钢筋混凝土内支撑、钢与钢筋混凝土混合支撑等方式支撑深基坑的围护，避免围护位移或者坍塌，这一步施工中需要结合基坑的实际情况选择相应方案。

2 土木工程项目介绍

某土木工程的深基坑施工当中采用复合土钉墙、土钉墙、双排灌注桩、高压旋喷桩止水等技术开展深基坑支护，其中一级支护有复合土钉墙和双排灌注桩，二级支护有土钉墙。基坑的开挖深度为9m，为了保证支护效果，开展本次工程的深基坑支护之前对相关要求做了明确，具体有以下三点。

（1）合理设计支护技术。支护技术的设计与选择关系整个深基坑支护施工的质量与安全，因此必须提高重视，保证支护技术与此次工程完全匹配，为顺利安全地完成本次土木工程基础施工提供有力保障[2]。在设计施工技术过程中，首先对该地区的实际情况进行全面调查，包括土地面积、地质条件、基坑的实际使用情况等内容，施工技术设计完毕以后要进行全面分析，重点考察施工技术的可行性、安全性、成本，做到既保证基坑支护质量，同时也能够有效控制成本。

（2）支护结构技术的合理。深基坑支护的施工内容比较多，即使是同一个土木工程项目，在开展深基坑支护过程中也不能完全使用单一的支护形式，否则可能会发生有的部分支护效果良好，但有的部分却无法满足支护要求的情况，否则会为整个工程埋下安全隐患。因此，关于支护结构技术的选择一定要提高重视，选择过程中应进行一次全面、彻底的现场勘查，根据现场实际情况对工艺加以确定，这样可以增强支护效果。结合本次土木工程项目的实际情况，在现场勘查之后发现在基坑东北侧为城市道路，距离大约为4m，基坑北侧是一栋民用建筑，距离大约为7.5m，西侧是一块空旷场地，但在西侧22m 处有一条火车道，南侧同样为空旷场地，在17.5m 处为城市公路。通过现场勘查决定针对基坑不同方向选择对应的支护结构技术，以满足相应位置的支护需求。

（3）支护模拟。鉴于本次深基坑支护施工需要的类型比较多，整体施工过程较为复杂，为了不对周围造成任何影响，同时也保证支护质量，使用BIM 技术结合实际情况构建了深基坑模型，并且结合各种支护技术进行多次模拟，确定基坑支护的稳定性和实际效果之后决定正式开始施工。

3 深基坑支护施工技术的应用

3.1 开挖

正式开发之前需要详细分析施工图纸，然后标注口线，这样可以保证开挖位置的准确。开挖过程中还要考虑地下水的影响，可以同时挖掘沟渠与污水坑，从而在基坑周围构建排水通道，以达到基坑降水的目的。另外，在开挖时要进行仔细测量，严格遵守本次工程的基坑深度设计标准，避免出现基坑深度超限的情况。为了保证开发效率，可以结合机械与人工，先使用提现进行前期开挖作业，然后再通过人工修底，以保证基坑深度的准确性与底部的平整性。

3.2 打孔

鉴于本次深基坑支护施工使用混合土钉墙和土钉墙技术，因此需要完成基坑开挖以后进行土钉打孔。打孔过程中可以使用水平钻进的形式，孔的深度和直径应依据支护需求和土钉直径进行控制，打孔过程中同时开展质量检查，确保其完全符合土钉墙支护的施工要求。打孔结束以后进行防腐蚀处理，然后在相应位置焊接。放置土钉之前首先要在底部灌浆，然后安装支架，随后将土钉和支架焊接，同时要检查土钉的位置，确定其位置不发生任何偏移，以保障后续的灌浆作业能够顺利开展。

3.3 灌浆

土钉的作业结束以后应进行质量检验，确认质量合格开始灌浆。这一环节影响着整个深基坑支护的质量，因此必须提高重视，需要从灌浆作业的各个环节开展严格控制。首先是水泥浆的制作，制作水泥浆过程中要严格控制水灰比，本次工程并没有对水灰比提出特殊要求，因此可以按照0.45~0.55 的标准加以控制，为了提升水泥浆的凝结速度，可以在其中加入3%速凝剂。灌浆过程中注意控制压力，具体控制在0.2~0.4MPa 之间即可，另外为了能够流畅地完成灌浆，应在灌浆的同时拉动注浆管。这里有一点需要注意，制作完毕的水泥浆应尽快投入使用，尽量选择现场制作的方式，如果制作完毕的水泥浆停放时间超过了30min，那么应重新测定水泥浆是否合乎标准要求，同时清洗注浆管，以免后续使用过程中难以顺利完成灌浆作业（如图1 所示）。

图1 土钉墙灌浆

3.4 挂网喷混凝土

鉴于本次深基坑施工距离城市道路、民用建筑、火车道等比较近，因此开展支护作业过程中需要设计基坑边坡坡度比。应以4:3 为标准对边坡的坡度比进行控制，然后在边坡上设置钢筋网，钢筋网的厚度不得低于20mm。钢筋网设置完毕以后在表面喷涂混凝土，混凝土规格应为C20，为了保证边坡的稳定性，以60mm 为标准控制混凝土的喷涂厚度。整个施工过程必须由专业人员现场监督，同时相关技术人员要提供指导，施工结束且混凝土完全凝结以后检验边坡的稳定性（如图2 所示）。另外，相关人员必须做好安全防护，比如安全帽、口罩、安全带等，喷混凝土之间应全面检查各种安全防护装备，确定合格后再下放施工人员。

图2 挂网喷混凝土

4 深基坑支护施工中的问题

首先是控制地表水，为了保证深基坑支护施工能够顺畅、稳定的开展，必须对地表水进行强化控制。设计施工方案过程中应充分体现地表水控制的相关内容，再正式开挖基坑之前开展全面检测，要注意详细标注地下水管道的位置，施工过程中要加固基坑，为了避免基坑发生渗水可以使用喷涂混凝土。另外需要在施工同时设置排水设施，或挖掘排水沟渠。其次是变形，这一点是深基坑支护施工中比较严重，而且容易引发安全事故的环节。施工过程中要时时关注基坑边坡的变形情况，如果边坡角度、形状发生过大变化要立即发出预警，同时做出应对，如果边坡未发生任何变形要定期巡视。除了变形的问题，要对深基坑漏水、排水等加强关注，保证支护效果不受任何影响。最后是现场监督，工程的质量和安全受到深基坑支护的效果的影响，所以有必要对深基坑支护施工过程进行现场监理。正式开始施工之前可以建立一套完整的监督体系，并聘请专业监理机构共同开展监督，监督过程中结合施工图纸重点检查深基坑支护技术的选择是否合理、相关人员的操作是否合乎规定等。深基坑支护施工结束以后，应由专业的质量检验部门进行验收，然后出具详细的质量检验报告，并提交审核，确定不存在任何问题后在开展接下来的施工。