建筑工程深基坑施工技术管理措施研究

2024-01-30洪飞跃

散装水泥 2023年6期

洪飞跃

（福建九鼎建设集团有限公司，福建厦门 361000）

深基坑支护技术是在实际工程中采用的加固措施，以保证坑壁稳定性。在建筑工程深基坑施工技术管理过程中，需要明确所采用的深基坑支护形式，并做好有针对性的管理工作，其中包括安全、质量、技术和监测、勘察、排降水等，由此确保深基坑支护可提升建筑结构的稳定性和承载能力，使其达到建设标准。

1 目前的深基坑支护施工技术形式

1.1 悬臂式支护施工形式

悬臂型支撑结构也被称作“垂直支撑”，适合一般的挖掘深度较小、地质条件较好且在土体c、Φ 值（土力学测定值）较大的情况下针对变形情况不明显的基坑。在该支护形式进行施工时，其钻孔灌注排桩适用于软土地层，且一般的挖掘深度为5～7m，在砂砾层、卵石中要谨慎使用。其中，采用悬臂式钢管桩适合在5m 以下深度进行施工，具有较低的弯曲刚度、快速施工等优点，与混凝土排桩相比造价较低。混凝土排桩适合在5m 以上的悬臂梁，具有较大的弯曲刚度，但建设周期长、造价高，且需要注意的是，在实际工程中应结合具体情况合理选择排桩形式。

1.2 悬臂式与锚杆支撑混合式深基坑支护

锚拉式结构分为两大类：挡土结构和锚拉支护结构。在悬臂支护结构支撑不满足的情况下，可使用悬臂式与锚杆支撑的混合式深基坑支护，通常使用预应力锚杆。预应力锚索是一种通过高强度预应力钢索和锚索将荷载传递到深层稳定岩层中的支护方式，在维护结构的使用功能结束后，如果环境保护措施不允许锚杆在地层中停留（这样的项目日益增多），需要使用可拆卸的钢绳锚索。同时，锚拉式结构通常也要设置腰梁和顶梁。腰梁的主体是钢制腰梁（双排工字钢或沟槽），锚拉式结构的锚固力由腰梁向支护结构传递，从而构成整体护坡，以确保基坑侧壁的稳定性，并且可采用顶梁改善围护结构的整体性能。

1.3 重力式挡土墙施工结构

重力式挡土墙是通过自身的重力作用起到防护作用，使其能够在土体的作用下维持挡土墙在土的作用力下保持稳定。重力式挡土墙施工结构在我国各种建筑工程中得到了广泛应用。该施工结构的优点为就地取材、施工简单和经济效益好。这种挡墙在我国铁路、公路等工程中也有应用。常用的重力式围护结构通常为5～6m，多数为简捷的梯形截面，超重力式挡土墙（通常是6m 以上的挡墙）也可分为半重力式、平衡重力式等。

在对重力式挡土墙施工结构进行设计时需要注意的是：可将其与沉降缝和伸缩缝连接起来，在线路上每10～15m 处布置1 条，同时具有二者的使用功能，一般缝宽为2～3cm，通常采用粘合剂填充缝，但在渗水量大、填料容易流失或冻伤严重的区域，则可在内、外、顶3 个方向用沥青或带弹性的材料填充，其中填土深度不得低于0.15m，在岩石路堑或填石路堤的情况下，可在土体上留有缺口即设置空缝，干砌挡土墙缝的两侧应选择平整的石材砌筑，以达到竖向贯通的效果。

2 深基坑支护施工技术的主要特点

2.1 施工深度相对较大

在深基坑支护施工过程中，因施工深度影响较大、城市人口较多且土地资源有限，为此，施工前应对其进行计划和分配，进而在达到施工目标的同时解决土地资源紧张问题。在此过程中，需要考虑实际项目建设情况，并明确土地地下资源的利用情况，由此明确开挖深度、尺寸等，并做好有关的排水、防水作业，以保障深基坑施工顺利进行。

2.2 地质环境因素影响较大

影响深基坑支护施工的地质环境因素主要表现在：土壤结构对深基坑支护施工技术所产生的直接影响，且不同地质类型选择的基坑支护技术也有所差别。为此，若无法根据地质环境正确地处理和选择深基坑支护技术，则会严重影响工程施工管理效果，且出现较为严重的滑坡问题。

2.3 施工过程复杂

在建筑工程中，因建筑工程自身施工环境相对复杂且施工步骤较多，所采用的基坑支护技术与形式、机械等差异明显。因此，在选择深基坑支护施工技术类型时，要结合建筑工程的实际情况，考虑工程地质、水文地质、地面环境等方面，由此结合建筑工程项目施工实际特点，确定好所选择的基坑支护结构技术。

3 深基坑支护施工技术管理措施

3.1 合理选择深基坑支护形式

（1）在房屋建筑工程中，深基坑支护方式有悬臂式、混合式、围岩式等。在支护过程中，要合理地选取深基坑支护方式，以保证整体结构稳定，确保施工项目达到实际建设需求。

（2）挡土墙的支护方式主要是根据自身的重量优势对支撑结构进行维护，以保证在不使用的情况下可达到稳定平衡的状态。

（3）悬臂式支护结构可安装在地基或岩石中，以改善地基的稳定性。但是，这种方法通常只适合于基坑深度很低或地形地质条件比较好的项目使用。

（4）混合式支护又称锚杆支护，主要是采用锚杆、喷浆等方法提高基坑的稳定性。根据以上建议，在建筑施工过程中应合理选择深基坑支护形式，并根据不同的施工条件保证其支护效果。

3.2 控制土方开挖质量

（1）在土方开挖过程中，施工人员应了解由于开挖深度的增加，地面沉降量也随之增加，为确保最大地面沉陷位置处于可控且稳定的状态，需要在深基坑施工过程中对土方开挖质量进行控制。

（2）在建筑工程项目中，深基坑开挖必须满足一定的施工条件。在施工开挖前，施工人员应对基坑设计参数和技术指标进行分析与掌握，并合理分析基坑内部情况，以保障开挖工序安全保质地进行。

（3）控制基坑水文情况，明确基坑土体特质，避免土体质量影响开挖工序，在保证施工质量、安全的同时，还应注意若出现软土地基等现象时采取有效措施，避免出现下滑、沉土等情况。

3.3 规范深基坑支护施工工序

（1）在进行深基坑施工控制时，要根据建筑项目的具体要求确定安全措施，防止深基坑开挖出现安全隐患并制定合理的施工计划，防止发生超挖、漏挖等情况。

（2）为规范深基坑支护施工工序，要根据基坑开挖时间确定其在稳定状态，并根据工程特点、周边环境等因素选择合适的支护类型，且合理控制施工成本，由此充分利用其所能达到的最大效益保障建筑工程深基坑施工顺利完成。

（3）合理控制机械参数的准确计算和支承压力的范围。在控制过程中，施工单位要对机械参数进行核算工作，此过程应选择最佳的计算公式，且要对可能造成计算误差的因素进行科学预测，从而避免或减小误差。为了保证深基坑的安全稳定，需要对其进行准确的数据验证。

（4）提高施工图设计水平，理顺施工流程。施工人员要加强对现场的调查，根据现场的实际情况制定合理的深基坑施工计划，并与管理人员分析设计中出现的不合理问题，在解决后完成规划设计，以确保后续施工不出现任何问题，保证其达到合理性、科学性的要求。在所设计的施工方案中要充分考虑深基坑开挖的关键节点和支护方案的选取，以此在规范深基坑处理工序时做好对质量的控制。

3.4 做好基坑降水、排水和止水工作

（1）在基坑排水过程中，如果工程地下水位较低，则要在基坑顶部和底部附近设置排水井和收集井，并结合现场地下水的补给和抽水需求对集水井和降水井进行合理设计。在基坑开挖3～7d之内需完成排水处理，开挖前将地下水水位控制在0.5～1.0m 以下，若无法满足其情况，则要及时加大降水井的启动数量。

（2）在深基坑降排水的设计处理中，施工人员要根据项目实际情况选择采取轻型、喷射、管井井点等方法进行处理。轻型降水法主要适用于土壤渗透性较好的情况。通过在基坑周围布置一定数量的降水井，利用井点将地下水位降低到必要的深度，以保证施工的干燥条件。喷射降水法适用于土壤渗透性差或需要在较深的水层进行降水的项目。该方法通过高压喷射设备将水或空气喷入土层改变土体的结构，从而提高其渗透性，使水顺利排出。管井井点降水法是一种更为常用的降水方法，特别是在城市地区或其他空间受限的环境中。通过在地下设置管井连接到井点泵，从而抽取地下水，以降低水位。这种方法可以精确控制降水量和降水深度，适合多种不同的地质条件。

（3）在止水处理中应采用止水帷幕，并设置坑外帷幕注浆封堵的施工工艺。在此过程中，要先完成定位工序，在预先设好的止水帘外侧距双轴搅拌桩20 cm 处安装第一排灌浆孔，第2 排灌浆孔设置在距离第一排灌浆孔0.5m 位置，在此形成两排灌浆孔且为梅花形状进行排列。在布点阶段，对第一排灌浆孔进行注浆，确保注浆管在压入过程中始终保持竖直，并对灌浆进行致密处理，将压入深度控制在6～8m，第四层的黏土深度大约为0.5m，且需要将水泥与水玻璃按照1∶1 的比例进行搅拌。这里的1∶1 比例是指水泥与水玻璃的体积比，而非质量比。搅拌时要确保两种材料充分混合，形成均匀的浆体，以便注入使用。

3.5 加强深基坑支护施工安全管理

（1）在深基坑工程建设中，要加大施工安全管理力度，防范各种安全隐患，确保深基坑工程施工正常进行。在此过程中，要建立健全相应的安全管理体系。例如，基坑工程施工时必须采取安全保护措施，考虑基坑变形是基坑及其周边环境的变形，因此，要做好工程测量工作，且做好对一级基坑的回弹观测工作。在观测过程中，实现对各类建筑物以及地基土分层、沉降等观测效果；明确高层和超高层建筑的倾斜情况；当建筑物出现裂缝时，要注意观察，及时采取针对性措施加以处理，在后续做好预防操作，即防止各类安全事故的发生。

（2）由于天气原因，深基坑建筑施工工序户外作业较多，因此，施工中要注意防止温度、湿度、日照等方面的变化，对此，施工队伍要提升施工人员的安全责任意识，确保他们在各工序施工中达到安全的处理效果，避免发生各类安全事故。

3.6 加大监测力度

3.6.1 做好监督管理工作

在建筑工程深基坑支护施工过程中需要做好勘察工作，加大监测力度，确保达到安全可控的施工管理效果。工程勘察阶段的监测工序如下：第一，对地下管网中一级安全级别的基坑采用物理勘探为主、坑探为辅；在二级安全级别的基础上，可采用坑探的方法进行勘探。第二，探井结束后要及时进行回填，确保其质量。第三，按照《岩土工程勘察安全规范》（GB/T 50585-2019）有关规定，加强对基坑工程的勘察和环境调查，以保障前期监测工序可为后续施工提供安全可靠的基础。

3.6.2 BIM 基坑监测信息化管理

BIM 技术可将数字化技术直接运用于建筑工程的过程，该技术在监测过程中运用优势明显，可有效解决建筑工程出现的各类问题，且在该技术下可为施工人员和管理人员提供所需的深基坑支护处理信息、工程项目地质信息等。同时，BIM 技术模式可应用于深基坑工程设计、建设、管理等方面，利用数字技术对工程建设进行综合管理，既能大大提高工程建设的效率，也可降低工程风险。因此，将BIM 技术应用于基坑监测能有效地解决传统监测手段对基坑变形和变化趋势的影响。例如，应用BIM 技术对基坑形状、围护结构、周边环境、监测点等进行建模，并将每日监测资料输入该模型，利用3-D+时间轴+变形层析技术让施工人员和管理人员可通过BIM 技术所提供的可视化资料了解与掌握建筑深基坑结构及其变形问题等。