探究岩土工程深基坑支护施工中存在问题及改进措施

2022-11-24李敏

大众标准化 2022年19期

李敏

（潍坊滨海建筑设计院有限公司，山东潍坊 262737）

岩土工程深基坑施工过程中，支护技术的有效性和科学性会对基坑施工的效果产生直接影响，对于岩土工程的施工进度具有决定性作用。但是，岩土工程深基坑支护工程涉及许多复杂的内容，技术人员需要对施工流程进行全面的研究和科学的剖析，依据有关施工流程和法律法规，使施工环节之间具有紧密的连接性和全面性，为深基坑支护质量提供保障。

1 岩土工程深基坑支护的施工要求

1.1 深基坑支护的设计要求

作为岩土工程项目施工的重要构成内容，深基坑支护技术在设计过程中需要严格遵循科学性、合理性、安全性等原则，假如深基坑结构发生滑动或者倾斜等问题，表明深基坑支护已经超过了承载能力的临界值，在这种状态下开展深基坑的开采，必然会对支护结构的稳定产生不利影响，引起一系列的安全风险问题。所以，在岩土工程深基坑支护施工过程中，要对深基坑机构的极限状态进行科学的类别划分，使支护结构所具有的承载能力处于安全范围内，保证支护结构性能的稳定。

1.2 深基坑支护的技术要求

在进行深基坑支护施工过程中，要全面分析和科学计算周边区域的地质特点、施工范围和施工条件等因素，严格依据有关的施工规范和流程进行进度安排，使深基坑支护结构更加的安全和合理。同时，在进行施工过程中，要对工程项目的防渗漏问题进行全面分析，制定出科学有效的防水措施，提高建筑项目的稳定性和可靠性。

2 深基坑支护施工的特点

2.1 系统性

基坑工程项目并非单一的支护结构，是一项具有系统化特点的工程，其中涉及岩土工程设计、基坑工程勘探、支护构造的开挖、施工、排水以及环境监控等，在这一工程项目进行中，需要安排具有丰富实践经验和理论知识储备的人员负责施工，并且需要全面分析和调查项目现场的地质条件和水文环境，为确保整个深基坑工程的质量，制订出一套完整、科学的工程方案。勘察设计是项目施工的基础，岩土参数需要科学的体现现场施工条件，施工以及开挖过程中的工况需要相较于设计更加安全。

2.2 区域性

我们国家地域面积十分广阔，各个区域的工程条件和水文状况存在较大的差异，地基土的性状也各不相同，因此在进行基坑支护施工过程中，需要全面分析现场的地质条件和环境因素，依据岩土的具体状况制定出针对性的施工计划，比如在杭州和上海等区域，基坑内的土质通常都是淤泥质土，由于土体的凝聚力比较弱，所以往往采取的是地下连续墙+支承技术，而在北方土质比较坚硬的地区，则多选用土钉墙或桩锚作为支护，因此支护结构体现出了较强的区域性特点。

2.3 风险性

深基坑支护工程一般都属于临时性结构，就算是在相同的场地内，水文条件和地质环境也存在较大的差异，临边荷载具有一定的不确定性。同时，如果开展设计时前期调查不够全面，设计参数取值不合理，必然会影响施工的安全系数。所以，在施工前要针对各种风险问题制定出有效的控制措施，施工过程中对各种不利因素进行全面检测，建立规范化的施工监督机制，从而为施工的顺利推进提供保障。

3 岩土工程深基坑支护施工中存在的问题

3.1 施工过程不规范

支护机构是深基坑项目安全施工的基础环节，在施工过程中需要严格依据有关的规章制度遵循项目设计方案开展，但是在实际操作中，部分施工单位采用的施工技术不够合理，施工工艺缺乏精准度，一些施工人员存在随意变更设计方案的问题，比如在进行锚杆施工过程中，孔的深度和直径较小，注浆效果不够饱满，使得锚杆所具有的锚固力降低，其抗拔力相较于设计方案中的拉力值显著更低，严重影响了支护整体的安全性。有的施工人员在进行锚杆预应力的张拉时，由于对施工技术缺乏掌握，仅凭自身感觉进行预应力的施加，必然会影响基坑的整体安全。

3.2 周边区域的环境变化问题

在深基坑支护工程中，由于管线、道路、建筑物等周边环境的改变，会引起支护土体发生扰动，如果支护施工过程始终依据原状土性质进行，这势必会对整个支护的安全造成一定的威胁。同一时间，地下水和地表水体状况的变化，将会对支护体系的安全性造成直接的冲击，而随着地层深度的增加，基础土体的粘附性减小，削弱土壤的抗剪能力，十分容易引起边坡失稳滑塌问题。

3.3 超挖或者没有及时支护

深基坑支护在施工过程中经常出现超量挖土、进度延误、支护不及时等问题，使得支护结构挖土深度不断增加的过程中，发生侧面压力持续变大，形状改变程度更加严重，沉降范围逐渐加大等问题，引起基坑失去稳定或者支护遭到破坏。在进行挖土时，因为速度过快，土体内部的压力得到快速释放，使得其平衡状态发生改变，一般挖土机械选择的是反铲挖土机，一次挖土深度介于4～5 m之间，特别是对于砂土或者软土来说，非常容易出现滑动或者位移问题。有的时候在进行开挖时，由于过分追求进度，没有及时进行支护或者支护强度不符合设计要求，持续开挖必然会造成土体的平衡遭到破坏，影响整体的稳定。

3.4 基坑边坡坍塌

在基坑施工过程中或者基坑支护完成以后较短的一段时间内，出现基坑边坡坍塌问题的概率较高。针对风险成因进行分析可以发现，主要包括两个方面，一方面是项目设计不合理，另一方面是施工过程没有依据设计方案进行。比如虽然在设计方案中决定采用土钉支护方法，但是在具体施工过程中没有依据设计规范和要求进行。大部分土钉都不会选择注浆，只是在支护中打一些孔，将钢筋直接插入空中。尽管部分土钉进行了注浆处理，但是孔内的浆体量可能不足，这些都会造成基坑边坡坍塌问题的出现。

3.5 边坡修理不达标

在进行深基坑工程时，往往会出现挖多、挖少的情况，其产生的主要原因是：工程技术管理部门落实不到位，机械操作手操作不到位，机械作业手操作技术不到位等，导致机械开挖后，斜面的平整性和平滑性很低，在进行人工维修时，由于种种因素的制约，不能进行深层挖掘，因此，在挡土支护后，往往会出现开挖多、开挖不足等问题。

4 深基坑支护施工优化措施

4.1 优化支护设计理念

我们国家针对深基坑支护施工进行研究的时间较短，但是近些年来岩土工程项目的不断增多，使得施工技术人员积累了大量的岩土工程深基坑支护施工的实践经验。有关人员通过全面收集深基坑支护的施工技术资料，探索和研究出了许多的深基坑支护施工技术和工艺，实现了对支护结构科学有效的控制。受到建筑工程有关理论思想的影响，我们国家正在不断对深基坑支护结构设计理论进行调整和优化，但是在结构设计方面，缺乏统一规范的设计标准，也没有建立科学的规范，在实际项目施工中需要依据不同的地质条件对结构类型进行针对性的调整。施工技术人员需要对支护结构类型进行全面的整理和科学的计算，避免计算所得的数据与实际结构之间出现大的偏差，直接影响整体项目的稳定性和安全性。为了保证基坑支护有关设计的科学性和合理性，技术人员需要及时转变和更新设计理念，加强对新技术的应用，通过实践经验的积累，在有关条件允许的前提下，及时更新和优化计算方法，并且对支护结构进行改进，有效提高支护的使用效率。

基坑工程是一项地下工程，地质条件十分复杂并且容易发生变化，影响施工质量的诸多因素，如果不能全面深入了解土质的力学性质，必然会影响设计的整体效果，加强基坑工程设计牵扯结构和岩土两个不同的学科，因此岩土设计对设计人员的专业知识和综合能力具有较高的要求。设计人员需要利用自己掌握的理论知识结合项目周边的土质情况，科学的计算出地基土所具有的强度参数，并且在进行周边荷载数值的确定时，要充分依据实际情况进行合理选择，使计算所得的结果与实际现场情况相符。土压力的计算是设计支护结构的基础，但是土压力计算的方法要依据场地的具体状况灵活选择。随着计算方法的不断发展，已经从以前的弹性制点法和极限平衡法发展到了现在的有限元法，有效推动了基坑设计准确性和合理性的提高。

4.2 优化施工安全保障措施

深基坑支护施工的过程中要全面分析施工现场的人文条件、环境气候和地质因素，建立科学完善的体系，在施工过程中全面分析各种不同的情况，及时调整、完善深基坑支护技术，以减少工期与岩土变化所造成的不利因素，使得工程实践中所获得的最佳工况比设计的更好。施工人员在工程开展过程中要对安全保障措施进行优化，实施工程全过程的质量检验与流程管控，并不断改进深基坑支护技术。另外，施工方必须确保开挖工作与边坡支护的相互配合，使各个方面构建起互相协调的工作机制，从而使得安全措施得到有效的落实和优化，保证岩土工程深基坑边坡支护跟开挖工作都可以稳步推进，为施工成果的取得提供保障。施工管理人员要依据现场具体情况制定出科学完善的施工安全管理计划，为开挖工作和边坡开支的进行奠定基础，有效解决可能出现的土层变形等有关风险问题。

4.3 完善监督检测技术

在进行深基坑支护的过程中，要加强对工程使用的监督和控制，及时了解基层施工引起的各种变化。技术人员要对施工区域的气候环境等因素进行科学的分析，全面的对有关资料进行分析，制定出科学规范的监测计划，明确检测试剂需求，设定合理的报警值。首先，技术人员要全面检测基坑结构出现沉降、位置移动等情况，科学分析地下管线和建筑物的变化，结合监测所得的数据，对支护结构设计的合理性和施工的安全性进行验证。施工单位要加强对信息化技术的应用，依据施工方案的具体要求对各类数据进行动态检测，科学分析基坑未来的发展趋势，有效保障施工现场施工的安全，从而使基坑支出能够在既定的时间内安全高效地完成。其次，在项目施工过程中，要通过有效手段提高检测结果的精准性。要引入高水平的检验人才，加强对监测技术和工艺的更新与应用，使检测结果更加的科学与精准，从而为支护施工提供指导和参考，保证了建设的稳定与安全，并推动了建设的总体性能与品质。最后，技术人员要坚持公平公正的原则对设计方案进行科学的调整，对现场变形数据进行全面的观察，避免出现滑动或者变形问题，综合考虑地下管线变形、沉降、土体变形等因素。

4.4 完善施工技术管理

施工技术管理工作是建筑项目开发的核心内容，是施工效率提高的重要保障。技术人员要加强对施工技术管理和优化的重视，认真对施工现场的管理措施和技术要点进行全面的分析和科学的优化，更好地对各类资源进行配置和优化，对技术的执行情况进行动态的监测，配备具有高水平的技术监督管理人员，保证现场施工各项工作都可以依据规范化的技术标准落实，从源头上规避操作失误和风险问题的出现。

4.5 保证支护桩身结构的完整性

为了保证岩土工程深基坑支护的安全性和可靠性，技术人员要确保支护桩身的性能，应重视混凝土的紧固性，保证桩的合理充填。在进行工程时，应选用性能优良、品质优良的混凝土原料，为后期施工管控提供便利，保证了支护桩身混凝土结构的强度、弹性和荷载。目前已有的桩身混凝土加固方法有直接加固和间接加固两种。在此基础上，采用了混凝土截面、粘合钢板和纤维加强塑料等方法。在施工时，采用增大混凝土断面的施工工艺，由于其施工工艺简便易行，因此可以利用这种方式来提高其紧实度。在进行静压桩时，必须强化黏结钢板的施工，这种方式可以快速地进行，而且不会受外界环境的干扰。粘贴纤维增强塑料适用于各种受力特性的混凝土，可提高桩的性能。黏结钢板在使用过程中可以选择加大支撑、使用预应力等不同的方法，在此基础上，采用预应力法进行强化，可以有效减少钢筋混凝土结构的收益，从而优化其承载能力。