探析市政施工中深基坑支护技术的运用

2023-09-20李茁

建材与装饰 2023年26期

李茁

（太原市政建设集团有限公司，山西太原 030000）

0 引言

随着新时期建筑业的发展，建筑工程的高度和复杂性逐渐增加，为保证工程项目的施工安全，人们对结构的基础提出了很高的要求。深基坑支护技术是工程施工中保障基础施工安全的重要措施，其主要目的是提高深基坑的边坡稳定性，达到基础加固的效果。由于工程的施工特点和工程地质的限制，不同的工程对深基坑支护技术的施工要求不同，很多样式的深基坑支护技术都得到了创新，但是为了保证众多因素的合理性，还是要保证深基坑支护技术的优化，并结合众多因素进行分析。

1 深基坑支护施工技术概述

当前深基坑支护施工技术已经在建设工程中得到了广泛的运用，能够改善建筑物结构的安全性与稳定性。深基坑式支护施工技术具备3 个主要的特点，分别是深度较大、要求严格、容易受到环境影响。随着不断增加深基坑的建设深度，在施工期间根据项目的实际情况，对深基坑建设的深度做出明确的控制。同时，周围的环境和自然地质条件等因素也会给深基坑支护施工技术带来一定的影响，施工单位在采取技术措施前要做好对于施工地点和区域的调查，通过充分的勘察来正确选择深基坑支护施工模式，促进施工质量得到有效的提高。最后，为了更好地保证建筑的施工质量，应制定有效的安全和预防措施，减少建筑施工的安全隐患，保证建筑物施工过程中的稳定和安全。

2 工程施工中深基坑支护技术的重要性

紧随城市化建设不断深入，建设用地数量随之逐渐减少，高层建筑规划建设和地下空间开发成为主流趋势，深基坑模式因此得以全面应用。而通过应用深基坑支护技术能够切实保障深基坑支护施工的安全性和稳定性。深基坑支护是指为保证深基坑空间结构与周边环境的安全与稳定而采取的对深基坑侧壁进行保护与加固的措施。在实际的深基坑支护工程施工中，存在诸多危险性因素，这些因素很容易导致安全事故产生，甚至引发人员伤亡。因此，深基坑支护技术的应用可以在深基坑工程中发挥安全保障作用，提供有效的安全防控[1]。此外，在岩土工程深基坑施工过程中，如果存在前期检查工作不充分、现场平整条件不符合标准、临时支架搭设不完善等问题，都将难以保障岩土工程施工的质量及安全性，因此，强化深基坑支护技术的应用研究非常重要。

3 深基坑支护技术在实际施工中的难点

3.1 土方开挖存在质量问题

土层挖掘工程对市政工程中深基坑的支撑结构有直接影响。基坑应分层开挖，根据工程要求和具体施工方案进行分级和平衡，当基坑的支撑结构达到设计强度时，才可开挖下一层。然而，许多施工单位并不重视开挖过程，这在实践中造成了许多问题。挖掘团队之间缺乏协调，往往会造成时间表的延误，有时还会影响工作进度。特别是在雨季，由于没有按计划和规定进行开挖，存在很多安全和质量隐患，严重影响了深基坑支护结构的顺利施工。

3.2 土层挖掘以及边坡支护的协调性不够

土层挖掘的技术要求相对较低，使施工管理相对简单。因此，建设工作通常需要技术人员，挖掘工作不正常，建设工作不能按时进行。如果土层挖掘工程未考虑到降雨的影响，没有为路肩施工预留有效的工作区域，施工场地受到限制，整个项目的施工管理就会出现严重漏洞。

4 市政施工中深基坑支护技术的运用

4.1 充分配备机械机具

在市政施工中，有效应用深基坑支护技术时，应当充分配备机械机具，以保证后续支护措施的落实。实际上，深基坑支护技术作为维护市政施工安全的重要途径，能够降低施工事故的发生率，并对周边环境创造有利的保护条件。在一河两岸施工过程中应用此项技术，应重视机械机具的配备环节，结合施工资料，整理出详细的机械机具配备清单，在施工前准备好相关机械机具，并准备好相应的施工材料。因施工期间使用的机械机具以及材料规模较大，为了控制好施工进度，应安排好材料与设备的进场时间。同时，还要在施工现场准备干燥的仓库，用于保管设备与材料。考虑到设备所需时间不同，还要围绕施工方案，确定好设备进场的具体时间[2]。例如，用于深基坑支护技术实践环节的钢板桩打桩机、全站仪与水准仪、自卸汽车等机械设备，在300d的工期内，依据施工进度，将设备使用时间段分别设置在4—7 月、3—12 月。对于无须先期进场的设备，可以延后进场，以免施工现场遇到阻碍。顺利配备各机械机具，有利于完善深基坑支护作业计划。因此，施工人员应与技术人员密切沟通，保证施工人员在使用机械设备时能够得到技术人员的正确指导，提高深基坑支护技术的施工效率。

4.2 选择合适的支护土钉

在市政施工的过程中，利用土钉进行支护是一种常用的支护方案，这些支护土钉主要通过加固基体结构，并通过锚固原位土体等方式维持基体稳定，从而满足后续的施工需要，在施工过程中通常需要根据施工需求以一定的倾斜角度钻孔，然后将钢筋放入孔内，再利用注浆的方式使其形成稳定结构，利用土钉进行连接，从而达到加固的效果。在整个深基坑支护过程中，除了钢筋以外，支护土钉就是整个支护结构的关键，因此选择合适的支护土钉同样对施工结果有着重要影响。为了使支护土钉能够满足施工需要，首先要计算深基坑土压力，并根据压力的具体数值来选择支护土钉。同时在选择的过程中，除了要考虑基坑本身的土压力以外，地基位置、地下水水位，土体种类等都是重要的衡量标准，只有全面考虑这些环境因素，支护土钉的实际效果才会更加理想。在开挖的过程中，施工人员还要实时对断面进行测量并进行核验，如果遇到断面平面位置和坡面不满足支护施工需要，还要对其进行修正，保持边坡坡面的平整，坡度能够符合设计要求。而在后续施工作业的过程中，还需要在土体上方进行钻孔，并在开挖后8h 以内将土钉安放完毕，如果遇到特殊天气条件等恶劣条件时，应在开挖后两小时以内完成土钉的安放，以此提高稳定性，对于成孔过程中出现的碎屑，应使用气洗等手段进行清理，在使用气洗的过程中，还要控制压力在适度的范围之内，一般以0.3MPa左右为宜，这样能够避免因气洗而导致的孔隙增大，而影响支护效果。而土钉的角度应控制在5°~35°，可这样可以使土钉和周边土体形成更为紧密的结构整体，从而提高结构强度，另外还应该适当增大土钉的孔径，以此确保土钉对坑底土层具有较为优异的承载能力。在明确了土钉与深基坑土体之间作用力的情况下，就可以通过机械施工的形式，垂直打入支护土钉，来维持深基坑内部土体的结构稳定。将土钉外部与钢筋相连接，以此来设置土钉的滑动面，从而在外部荷载的条件下，为深基坑内侧提供拉力，保证稳定性[3]。在实际施工的过程中，施工人员还应该根据深基坑的具体深度，来调节土钉最大拉力的分布情况，结合深基坑内部的具体情况，控制土钉的水平作用力。

4.3 深基坑支护技术中钢板支护结构

深基坑支护技术中的钢板式支护结构相比基坑的深度与其变形要求相对较低，通常情况下深度控制在8m 以下，此类支护结构也可以说是最基本的支护结构。在实际的施工中可以重复地利用钢板桩，钢板桩本身具有较好的刚度和柔性，所以在实际的施工中应考虑使用锚拉杆来对钢板桩进行保护。

4.4 内支撑支护技术

此支护结构非常有助增强基坑开挖的整体深度，充分实现支护结构的优化，相对实际来说，是运用排桩挡墙承受基坑侧壁土体与水体压力，形成反向支撑力而实现的。进行此技术的施工作业之时，需令施工人员安置人工挖孔桩，这一步骤的作用是控制周边土壤可能对内部结构造成的压力，依据土壤状况与地下水状况，使用科学合理的内支撑对策，令施工的整体稳定性得到充分提升。开展施工工作之时，若是发现地下水位高于坑底，一定要及时利用止水帷幕，保证水位保持在标注的水平之内，减少其对施工结构造成的不良影响，继而令支护稳定性得到显著提升，避免出现严重的渗透问题。从综合角度保证这一技术使用技能的提升。

4.5 土层锚杆施工

土层锚杆施工是指将土层锚杆施工作为深基坑内部土层支护的主要施工手段，在施工完成深基坑内部围护结构的地下土层连续墙、灌注预埋桩、钢筋混凝土灌注桩之后，与深基坑的开掘施工进程相互配合，挖至土层锚杆内部达到一定深度时，再向地下土层继续挖掘开展土层锚杆的支护施工。土层锚杆施工的过程中，较为常见的探头设备主要有各种螺旋式探头钻机、循环型探头钻机、冲击式矿机钻头等，以期能够达到有效促进各种土层专用锚杆迅速施工成孔的技术目标。当整个土层搅拌锚杆全部施工成型打孔后，便可根据实际情况再按需要在现场上安置一个土层拉杆，在安置土层拉杆之前，必须先对整个拉杆孔进行清洗除锈，并且要将土层搅拌器上的土层油脂残渣彻底清除干净。最后对各种水泥砂浆进行分层灌浆，由于现阶段建筑工程中的地下水大多数都主要是水体呈现微弱酸性，为了能够得到更好的水中和酸化作用，应综合考虑选择一些防酸防水性能较好的硅酸水泥、水泥砂浆。

4.6 钻孔灌注桩支护施工

施工人员按照桩基的平面设计图以及对应坐标点，确定测量放样位置。在利用全站仪对控制点和桩位进行测放过程中，需要确保二者之间的误差在允许范围内。为了避免钻孔灌注过程中孔壁发生坍塌，对护筒结构进行埋设。通过护筒结构的设置能够减轻孔壁的压力负担。在埋设护筒时，针对黏性土层将护筒埋深设置在1m 以上，砂土层需要将护筒埋深设置为2m 以上。护筒顶端位置与桩位之间的偏差不得超过50mm，倾斜角度不得超过1%。在钻孔作业前，需要完成对泥浆的配制，泥浆的性能需要结合钻孔方式和施工现场的地质条件确定。在完成泥浆材料的制备后，针对其性能进行试验，并在确保性能指标符合要求后，将其注入孔洞当中。利用经纬仪将钻机设置在施工区域中间位置，其偏差不得超过50mm。再利用枕木将钻机底座进行固定，若钻机底座不稳，则会造成钻孔倾斜问题产生。在利用钻机完成钻孔后，需要进行清孔操作，钻头与孔底之间的距离应当控制在50~80mm，且严格控制泥浆含砂率与返浆比例。完成清孔处理后，将钢筋笼放置在孔洞当中，利用钢筋笼为基坑提供支撑力，确保基坑结构在后续施工中能够始终处于稳定状态。针对混凝土的灌注可采用导管法进行施工，将混凝土材料持续灌注直到设计标高位置停止[4]。在灌注过程中，对混凝土浇筑时间进行严格控制，并尽可能降低钻孔中的沉渣，实现对浇筑质量的强化，完成整个深基坑支护施工流程。

5 市政工程深基坑支护施工中的注意事项

（1）虽然深层地基具有临时性特点，但技术安全问题必须得到解决。如果在施工过程中忽略了风险，那么施工的整体质量就无法得到保证。

（2）由于许多因素，特别是地质和环境对深基坑支护过程的设计有很大影响，在支护施工过程中应控制碎石和管波的流动，以防止冻结、开挖变形和地下水侵入。市政建设应更加环保，选择能有效减少淤泥和噪声等不良因素影响的配套系统，并提倡合理的建筑设计。

（3）在市中心的建筑中，深的开挖坑为复杂的下水道系统带来了问题，所以整个街道都是垂直开挖的。深层开挖又有很大的工作面积，施工周期长，对外部环境影响大，所以要分段、分层以及分块施工，使开挖和回填同步进行，减少表土的变化。

（4）地下水是影响深坑建设的一个重要因素。深沟主体部分的功能是解决排水和保水问题，具体方法由施工条件决定[5]。因此，应根据地质环境选择合理的维护方法。不同的支护形式对建筑基坑项目的工期、造价投入、技术措施等都将造成不同程度的影响。因此，需要充分结合不同支护类型的优劣势、适用条件等选择科学合理的基坑支护方案。另外，所制订的基坑支护方案应当坚持因地制宜的原则，要充分结合当地水文地质条件、基坑挖掘深度、周边环境条件等一系列因素来进行，不可随意选择。此外，辅助工程的质量控制也不应被忽视。应充分检查和确认水平位移和管道，并不断监测开挖的实际情况和地面的裂缝。当出现异常情况时，应对地下水位、管线和支护柱进行整体检查，找出具体原因，实施针对性的对策。