深基坑技术支持下建筑工程质量优化分析

韦京媛

0 引言

我国深基坑技术已逐渐成熟，在深基坑技术基础下建设的建筑也日益增多，由于深基坑工程具有一定风险，所以要对工程质量、方案、安全等全面进行考虑，多方面提升建筑工程的质量，降低其风险系数，保证建筑在施工时和使用时能够发挥其应有价值。深基坑技术的应用在很大程度上推动了我国建筑工程的发展，促进我国经济效益的提升，保证土地使用效率。

1 工程概况

拟建项目为东铁营栅户区改造回迁安置房及配套设施项目（5#地块），该项目施工场地位于北京市丰台区宋庄路东侧，顺六条南侧，具体地理位置如图1 所示。

图1 项目地理位置

具体拟建（构）建筑物由1#、2#楼，S1#～S4#楼、P1#楼、雨水蓄水池、化粪池及地下车库组成。结构±0.000=41.0m，自然地面约-0.3m，如表1 所示。

表1 建（构）筑物概况

1.1 工程基本信息

本工程基坑东西方向长约142.0m，南北方向长约68.0m，基坑呈长方形，基坑周长343.0m，开挖面积8 280m。结构±0.000=41.0m，自然地面标高-0.30m，车库基底标高-11.10m，1#与2#楼基底标高-10.53m，1#楼与2#楼之间的局部范围基底标高-9.25m、-9.50m、-11.75m。

1.2 工程地质情况

本次勘探深度较深，计划约50m 范围，实际勘探深度为46m，对地层的地质情况进行详细勘查，根据现场勘探的真实反馈结果，进行详细划分，主要有人工堆积层和第四纪沉积层两种土层表现形式，依据相关指标和规定，对土、岩层开展规定划分，划分结果最终为十层，其中第一层为厚度在1.30～2.70m 的人工堆积的房渣土以及部分黏质粉土素填土，将其划分为①层。将第四纪沉积的黏质粉土、砂质粉土、粉质黏土、重粉质黏土及细砂、将其划分为②层；粉质黏土、黏质粉土划分为③层；粉质黏土、砂质粉土，粉砂、细砂及黏土、重粉质黏土，划分为④层；黏质粉土、粉质黏土，砂质粉土及黏土划分为⑤层；细砂及黏土划分为⑥层；卵石、圆砾划分为⑦层；卵石划分为⑧层；中砂划分为⑨层；卵石划分⑩层。具体如图2 所示。

图2 工程地质剖面图

1.3 水文条件

本工程水文主要受气候、地下水、管道渗漏等影响，其水位一般在6～9 月时水位会大幅上升，其他月份水位相较6～9月处于低水位，经有效统计水位年均浮动在2～3m 之间，水位浮动较为正常且平稳。水位情况如表2 所示。

表2 水位及类型情况表

2 深基坑技术下建筑工程质量优化

2.1 方案优化

若要对建筑工程质量优化，那么就要对初始的设计及方案进行细部优化，以保证工程质量得到提升。以工程中较为重要的方案为例，支护方案是根据周边地质条件及施工工法和工序综合考虑后进行优化设计，整个基坑分为6 个支护段，支护段划分如图3 所示。支护结构主要采用“上部挡土墙+桩锚”与“桩锚”两种支护体系。此优化充分考虑支护的重要性，采用双支护体系，保证支护的稳定性，使施工安全性大大提升。

图3 基坑支护平面图

2.2 技术优化

对方案持续优化的同时，在充分考虑工程技术对施工影响后还对施工技术及参数进行细部优化，如支护段1a-1a 支护剖面坡脚预留土采用“土钉墙”支护体系。开挖高度4.74m，放坡系数1:0.4，坡面铺设Ф8@200mm×200mm 钢筋网片，喷射混凝土面层厚度100mm，混凝土强度等级为C20。设计三排土钉，土钉竖向间距自地面向下1.40m、1.40m、1.40m，水平间距1.50m，土钉为1Ф18mm 钢筋，长度分别为：3.80m、4.80m、4.80m，土钉孔内注入P.S.A 32.5 素水泥浆，水灰比0.5～0.55。在土钉设置上采用每一排都设置1Ф16mm 水平压筋，土钉端部弯钩以焊接形式连接，保证其牢固性。剖面采用“挂网喷射混凝土”进行处理，开挖高度1.03～2.50m，放坡系数1:0.6，坡面平铺40mm×70mm×2.0m 钢板网，通过1Ф14mm 钢筋长500mm 的丁字铁固定于坡面，坡面喷射混凝土厚度50mm，混凝土强度等级C20，如图4 所示。

图4 1a-1a 剖面图

2.3 施工优化

施工的优化主要是对施工的工序进行优化，以本工程开挖施工为例，开挖施工的优化按后浇带划分为5 个开挖区域，采用分块分层倒退开挖方式，考虑到拆迁对施工不利及开挖过程中对环境的破坏，将施工区域优化为，先开挖1 区和3 区，出土坡道随开挖情况及时修整成形，出入口设在东北角临时出口处，在出入口处设置洗车池进行清理，防止运渣车的扬尘及污染道路，保证环境的保护。等2 区和5 区拆迁完成，再进行2区和5 区的土方开挖，出入口和洗车池与1、3 区类似，最后开挖4 区土方，采用垂直运输出土，并在基坑周围设置雾泡机，以保证施工过程中的扬尘得以控制。土方开挖施工图如图5所示。此优化充分贯彻国家可持续发展方针，针对施工开挖的扬尘进行控制，同时也是对施工人员身体健康的保障。

图5 土方开挖施工平面图

2.4 施工方法优化

施工方法的优化也有助于质量的提升，以本工程预应力锚杆施工为例，在深基坑技术下对预应力锚杆方法进行优化，由于地下水位较高，部分锚杆需进入含水土层，为了操作方便、流程简单，有效减少孔壁坍塌、锚固体夹泥等质量问题的发生，预应力锚杆成孔选用“水泥浆护壁螺旋钻进”的工艺进行施工。预应力锚杆成孔时采用跳打施工，尽可能避免连续成孔，避免注浆时穿孔。锚杆在使用前要进行张拉测试，以保证施工质量达到标准，其张拉加载表如表3 所示。在施工完成后会进行锚杆质量验收，将质量问题杜绝，验收标准表4 所示。

表3 锚杆张拉加载表

表4 锚杆支护工程质量检验标准

2.5 监测优化

监测是在危险性较大的工程中是必不可缺的，尤其是在深基坑技术支持下的建筑工程，一定会有自身的监测系统，对基坑开挖结构应变的变化及影响趋势进行监测，以便调整开挖顺序和标高，避免造成结构质量风险和施工安全生产风险隐患。以本项目监测为例，主要针对围护结构和周边环境进行监测，围护结构监测主要以支护结构水平位移和沉降、支护桩深部水平位移、锚杆轴力等进行监测优化。周边环境监测主要以地表沉降、地下管线沉降、地下水水位、邻近建筑物变形等进行监测优化。优化目的以施工安全和人员安全为主，监测只是辅助，为确保项目顺利进行而采取的必要手段。

2.6 安全优化

以本工程安全优化为例，贯彻安全理念即“安全第一、预防为主、综合治理”，坚持“以人为本”的原则，遵循相关安全政策，以零伤亡作为项目目标。在优化中以提醒和防护为核心进行安全的全面升级。如开展安全月活动、安全生产大检查、安全生产集中整治行动，以佩戴安全防护器具为荣，坚决杜绝不佩戴防护器具的施工、管理人员进入施工场地，完善安全施工体系，强化安全管理，成立安全生产管理机构，编写安全专项方案，并在每周固定开展安全主题会议，帮助施工、管理人员了解施工过程中的安全风险，掌握安全风险因素等，项目对重大危险源实施动态管理。在施工区域的明显位置悬挂安全宣传牌、设置警示牌，增强现场的安全氛围，时刻提醒施工、管理人员安全重要性，提高他们的安全意识，做到“人人心中有安全，人人心中重安全”。

3 利用先进技术结合深基坑技术完善质量优化

在新时代背景下要利用科技发展的先进技术，基于深基坑技术对质量进行优化，使企业能够在技术发展上得到良好提升，同时还能够令技术人员提升自身技术水准，达到质量优化的目的，在质量优化中提高建筑质量的同时，降低施工成本，因此利用先进技术结合深基坑技术完善质量优化是具有重要意义。

3.1 利用先进技术结合深基坑技术完善测量优化

工程测量是整个工程的基础，要想工程质量过关就要保证测量的准确性、精准性。我国深基坑测量技术较为成熟，但过程较为复杂，主要还是利用测量放线，进行人工复合。要想在此技术中完善质量优化，就要相应结合先进技术，如部分工程已经利用的航测技术、三维激光扫描技术、BIM 放样机器人等相关先进技术进行融合，提升了测量数据的稳定性，将测量简便化，数据准确化，进一步提升建筑质量及安全。

3.2 利用先进技术结合深基坑技术辅助方案优化

方案是工程的执行标准及规范，也是施工过程的核心，技术方案在施工中都具有指导性意义，因此在深基坑技术基础上融合先进技术进行方案优化，是质量提升的关键。在数据化时代引领下，BIM 技术脱颖而出，在工程中应用先进的BIM 技术不仅为施工带来效益的提高，还能够对质量、设计和方案进行优化处理。以深基坑项目为例，在深基坑设计中能够利用BIM三维模型找出设计难点，重点研究设计严谨性；在方案中能够辅助方案的完善，利用BIM 三维模型模拟施工可在方案中完善方案的可行、可靠性，确保深基坑工程建设的质量。

3.3 利用先进技术结合深基坑技术在施工中保证质量的提升

深基坑项目具有机械设备大型化、复杂化等特点，要保证质量就要优化在施工工序的衔接问题，而利用先进BIM 技术、监测技术有利于质量的优化。如在施工中利用BIM 三维模型叠加现场机械设备，可有效控制机械设备工作范围，保证现场的有序性。

3.4 利用先进技术结合深基坑技术在监测中开展质量优化

采用先进的监控系统进行优化设计，提供更符合工程实际情况的数据支持。基坑工程设计方案的定量预测计算是否真正反映了工程实际情况，只能在方案实施过程中加以验证。现场监测是验证上述数据的重要手段。由于施工场地的地质条件和周围环境不同，设计计算中未包含的各种复杂因素可能以安全和不安全的形式反映在支护施工过程和支护结构的稳定结果中。通过对现场监测结果的分析研究，可以对不安全状况进行局部修正，补充和改善施工对周围环境的影响。例如，相对新颖的机器视觉测量仪器是一种更适用于深基坑的先进监测系统，可以完全覆盖质量和安全的监控。

4 结语

如今，深基坑技术在建筑工程中的地位越来越重要，其影响力也不断扩大，不仅能够在技术水平上彰显深基坑技术的技术水准，还能够在质量优化中得到应用，且应用效果极为良好，作为我国成熟的技术之一，为建筑领域带来巨大的经济效益，为施工及管理人员的生命安全提供重要保障，同时在保护环境这一宗旨上作出巨大贡献，可见在深基坑技术下工程质量的优化得到全面提升。