建筑工程施工中深基坑支护的施工技术管理

2024-02-18徐从将铜陵有色金属集团股份有限公司安徽铜陵244000

中国房地产业 2024年2期

文／徐从将铜陵有色金属集团股份有限公司安徽铜陵 244000

1.建筑深基坑支护的相关要求

1.1 技术性要求

在高层建筑建设施工中，其对各项施工技术的规范应用会提出较高要求，其中深基坑支护施工的质量控制管理是重中之重。该项支护技术应用水平的高低会直接影响到整个建筑工程的安全，如果深基坑支护技术应用施工不规范，也会影响后续工程的安全施工。深基坑支护结构的设计要符合高层建筑基坑支护要求，并根据土体物理力学参数，优化改善深基坑支护体系。相关工作人员要充分考虑到高层建筑深基坑支护结构的土压力大小和周围的地质变化，科学明确施工现场土体的各项物理参数。除此之外，施工队伍还需留意到深基坑开挖后的空间效应，切实保障深基坑边坡的安全稳定。结合现场实际施工情况，优化设计最佳的深基坑支护方案，强化高层建筑深基坑支护质量控制工作，切实提升深基坑周围的止水控制管理水平，以此满足现代高层建筑深基坑支护施工质量控制的技术要求。

1.2 安全性要求

安全性是现代高层建筑深基坑支护质量控制作业的基本要求，每个建筑施工企业单位都必须充分认识到深基坑支护施工安全的重要性[1]。在如今大城市高层建筑不断增加的背景下，高层和深基坑势必会成为未来建筑的发展趋势，然而这也会给现场施工安全质量控制带来极大难度，尤其是在深基坑支护体系搭建应用中，施工单位必须着重提升深基坑支护施工技术水平，保障每个施工环节都能够万无一失，不留下任何安全隐患。在高层建筑深基坑支护施工中，为了防止深基坑开挖过程中出现土地位移、沉降等安全事故，现场施工队伍需要注意保护周围环境设施和地下管线，科学规范地使用支护技术，提高建筑深基坑的稳固性，同时有效解决空间约束和降水问题。相关施工人员要结合施工现场的地质环境，合理选用深基坑支护结构，确保最大程度发挥出深基坑支护的安全保护作用。

2.常见建筑工程施工中深基坑支护的技术

2.1 土层锚杆施工技术

土层锚杆施工技术需要按照实际情况对孔展开施工，关于施工间距内容，应分析相关技术内容思考设计方案，确保设计方案一步优化到位，进一步落实规范化的施工流程。例如在施工中需要做好测量定位，结合多点技术内容展开分析，体现技术内容的创新，做好点位误差测量控制工作。土层锚杆施工需要配合质量管理技术人员展开，保证施工过程安全且具有专业性，结合定位作业内容展开分析，确保技术内容应用到位。在这一过程中，也需要思考更多技术优化机制，思考技术应用优势，满足施工作业要求。结合钻孔施工作业内容分析硬质材料，思考技术发展体系，优化技术，尽量采取合理的钻进方式并选择合适的钻头型号进行钻进，避免钻头工具受损导致施工技术应用不规范、不到位。在土层锚杆施工过程中，灌浆作业也必须及时跟进，为提升锚杆整体稳固性，所以灌浆固定工作必须做好。

2.2 重力式支护施工技术

结合重力式支护施工展开技术操作非常有必要，需要保证相关技术内容顺利开展，优化相关技术水平。在重力式支护施工技术过程中，挡土墙发挥了重大作用，要结合多点技术内容展开分析，确保技术内容优化到位，满足施工要求。在具体的施工作业中，其施工重点是增加挡土墙整体密度，由密度决定挡土墙的最大受力性能。在施工中，必须对墙体进行检验，检验方法包括灌砂法以及核子密度仪法。相比于灌砂法，核子密度仪法的智能化水平更好且操作简便[2]。但是考虑到核子密度仪法在检测过程中会释放大量放射性物质，因此，它的使用安全性有待商榷，而且其放射性物质越多，试验中所产生的误差也越大。灌砂法的优点在于操作要求不高，且不容易受到外界因素影响，试验数据波动程度不大，实践应用中参考价值较高。该检测方法必须结合具体技术内容思考发展机制，思考相关质量与体积计算分析机制，有效优化技术发展机制。

2.3 土钉支护施工技术

土钉支护施工技术必须结合多点技术内容进行优化，体现出该技术的较大优势，土钉支护施工技术在深基坑支护施工中比较常用，能够将土体结构与土钉结构结合起来，结合相关技术内容展开研讨，确保技术内容与土钉支护施工操作相互结合，体现技术优势，确保施工技术有效实施，由此展开土钉支护方案设计，确保特定支护拉力与弯矩相互协调，并结合土钉支护内容分析承载地基能力，同时要保证外加剂应用到位，满足技术要求，外加剂能够做到对水泥砂浆材料进行合理化控制，做好水灰比例控制，尤其是在注浆阶段必须借助重力作用对水泥砂浆工作展开分析，确保技术内容应用到位，提高深基坑支护技术水平，满足技术应用要求。

2.4 地下连续墙支护

可采用在起重机动臂上悬挂液压抓斗、泥浆护壁、跳孔挖槽的方法，进行地下连续墙施工。其施工要点如下：设置泥浆池，用于制配泥浆。将挖槽产生的土方外运；成槽时控制泥浆液面。使用空气升液器将成槽内部的土渣淤泥清除干净，并补充合格的泥浆；将预制的钢筋笼安放在成槽内并调整好位置，采取水下浇筑方法浇筑混凝土。

地下连续墙可采用多轴搅拌桩机进行施工，其施工方法如下：使用钻头切削地层土成槽，同时使用钻头喷出的水泥浆液或土体固化剂与槽内地层土反复搅拌混合，形成一段地下水泥土连续墙。

2.5 钢结构内支撑

在大型深基坑正式开挖之前，在深基坑的外围施设灌注桩、旋挖桩、或地下连续墙进行支护，并在灌注桩、旋挖桩、或地下连续墙顶部设置钢筋混凝土冠梁予以加固。在土方开挖过程中，根据深基坑施工图纸设定的位置施设围檩予以加固。除此之外，还应设置单层或多层钢结构内支撑。深基坑的钢结构内支撑由水平内支撑梁、立柱桩加钢支柱等组成，水平内支撑梁一般使用钢管、H 型钢等钢材制作。水平内支撑梁的一端可调，用于向深基坑两侧施加预应力[3]。立柱桩加钢支柱的作用是承担水平内支撑梁的垂直载荷，确保其纵向稳定性，增强水平内支撑梁的刚度。

2.6 钢筋混凝土内支撑

在大型深基坑内设置钢筋混凝土内支撑需要具备的条件，与钢结构内支撑大体相同。深基坑的钢筋混凝土内支撑由水平支撑、立柱桩加钢支柱（即格构柱）等组成。通过土方开挖、平整场地、铺设模板、绑扎钢筋和浇筑混凝土形成内支撑结构，对深基坑内侧进行支撑。为了保持预应力、提高强度，大跨度钢筋混凝土内支撑的横梁，需要将其制成带有一定弧度的拱形。

随着深基坑钢筋混凝土内支撑技术的发展，钢筋混凝土内支撑可制成圆环形结构。根据深基坑工程施工的需要，圆环形钢筋混凝土内支撑可制成单层或多层结构。圆环形主梁体与深基坑内壁之间设置桁架结构，为便于施工，也还可在圆环形主梁体的空间设置栈桥。

2.7 深层搅拌桩支护

深层搅拌桩技术在建筑土木工程基坑支护中也有广泛应用，其主要是通过机械搅拌的作用，使得水泥固化剂和软土或沙等原始材料混合在一起，并逐渐硬化，以此来提升基坑的支护质量。在深层搅拌桩支护中，C42.5 水泥是较为常见的固化剂材料，在搅拌过程中，为确保混合浆液的合理性，其浆液的水灰比控制在0.45～0.50。考虑到搅拌设备对于整体成桩和支护效果具有较大的影响，故而在设备使用中，要求搅拌沉桩机钻杆的提升速度控制在0.50～0.8 m／min，严格控制钻杆转速，实现固化剂和原始材料的有效混合。另外在该技术下，施工人员还需要检测夹心层及断浆，并将注浆泵出口压力控制在0.4～0.6 MPa，实现基坑的有效支护，为后期工程建设奠定良好基础。

3.基坑支护问题分析

现阶段的基坑支护施工中尚存在一定的问题，影响了工程项目整体的建设质量。一是在建筑土木工程建设中，要重视支护结构力学参数的有效分析，以保证支护结构的稳定性。但是在工程项目中，不同区域的地质基础环境具有较大差异性，在基坑开发后，一定范围内的土层含水率、粘聚力会发生变化，这影响了施工人员对支护结构力学参数的计算，造成了支护结构力学参数与实际情况不符的问题。二是在建筑工程项目施工中，基坑开挖会产生一定的空间效应，该效应表现为基坑开挖会破坏施工区域原有的土层结构，并对基坑周边区域造成扰动，造成边坡失稳问题，但现实情况表明，一些施工单位对于这种边坡失稳问题的考虑不足，影响了工程项目基坑支护的整体效果，对整个建筑物的稳定性和安全性产生了不利影响。三是基坑支护施工中，施工人员对于周围环境变化情况的监测不足，并且在实际检测中，技术人员所设计的检测指标不够合理，预警值不够科学，这影响了监测信息的准确性，降低了项目施工安全管理的整体效果[4]。

4.建筑深基坑支护施工技术应用管理

4.1 施工前准备

在深基坑支护施工前应做好各项准备工作，以保证后期深基坑支护施工各环节有序衔接，既可以提高施工效率和质量，又可以减少施工过程中不必要问题的发生。施工前准备工作主要涉及以下几个方面：

（1）由施工单位组织设计单位、工程监理单位以及其他相关主体共同进行图纸审核，使其在施工前进一步了解深基坑支护施工图纸和施工流程，确认施工图纸是否存在设计不合理等问题，并及时对其进行调整，避免因施工图纸设计问题而影响后续深基坑支护施工正常进行，避免二次返工。技术人员应在要求时间内将相关图纸转交给各施工团队，施工团队应严格按照设计要求完成施工任务，从根本上保证深基坑支护施工质量，充分发挥其技术优势和作用。

（2）根据房屋建筑工程建设特点，结合具体施工要求，明确深基坑支护施工方案，并在工程建设前期完成施工方案审核，待施工方案审核通过后，方可组织各部门开展深基坑支护施工作业。针对变更问题处理，若非必要不得随意变更施工方案，且变更方案要获取设计单位及相关责任部门批准，并做好相关资料记录和保存，为后期工程验收提供参考依据。

（3）以图纸和施工方案作为深基坑支护施工预算编制依据，更加明确地制定材料采购计划，可有效避免施工期间发生材料供应不足等问题，保证房屋建筑工程在既定周期内完成施工任务，提高整个工程施工进度。此外，对施工图纸和设计方案认真核实后，详细列出施工预算明细表，再依据施工进度计划确定各阶段施工材料用量，按照材料用量进行采购，不仅可以防止资源浪费，而且可节约施工成本。同时，根据深基坑支护施工中可能出现的风险或问题提前制定应急预案，使其能够在突发事故时及时响应，减少突发事故对深基坑支护施工质量的负面影响，并保证现场人员生命安全，避免不必要的损失，为房屋建筑工程实现高质量建设目标提供基础保障，实现项目建设经济效益最大化[5]。

4.2 测量放线

根据建设方提供坐标基准点，再按照施工图纸确定和放出现场桩位，并设立临时控制桩，同时由工程监理人员和技术人员放线复核支护轴线，桩位平面偏差最大不超过20mm，以设计间距为标准，使用红色油漆在两侧定位架上做好标注，避免后期施工中出现搅拌桩定位不准确情况。同时，将复原中心线的标桩设置在沟槽两侧，目的是方便后期沟槽开挖作业完成后，也能对沟槽走向中心线进行及时检查。多次复核施工测量结果，防止因测量结果不准确而发生放样错误，进而影响深基坑支护施工正常开展。

4.3 围护桩+深层水泥土搅拌桩+扩孔锚索

首先，围护桩支护部分。本项目的围护桩主要使用泥浆材料，在钻孔时需确保桩径偏差在50mm 以内，垂直度标准为1/300。桩体钻入位置偏差不可超过50mm。在围护桩建设之前，施工人员先要明确土层条件，必要时进行试成孔作业。按照设计要求，桩体水下强度需达到C30，保护层则要有50mm 后，允许混凝土坍落度在18～20cm。其中，浇筑水下混凝土时，导管埋到设计混凝土面下方0.8m 以内的位置，并且必须保证材料供应充足，实现一次性完工。

其次，深层水泥搅拌桩。本项目采用的材料水灰比是0.55，将制备材料提前倒进集料池中，分成多次喷浆搅拌。首次喷浆搅拌时，操作人员先将搅拌头沉到设定深度参数后，才能打开灰浆泵。当浆液处于溢出口，并在桩底喷浆0.5min 后，可以提升喷浆头，同时要保持连续搅拌，确保浆液和土充分混合。理论上，提升速度是0.5～0.6m/min，现场还要根据试验桩进行调整。后续的搅拌下沉处理直接按照第一次的标准进行即可。

最后，扩孔锚索。其是通过高压旋喷注浆方法的一种锚式技术。在钻孔中，做好放线处理以及钻机就位后，施工人员需要进行全面调整，保证钻机导轨倾角的实际差值在±1°，同时方位偏差需控制在±2°以内。在一切确认无误后，可先快速钻进，旋喷注浆压力设置在10～15MPa。到了扩大头锚固区，应当逐渐减速，同时将注重将压力提高到15～20MPa 区间。在该过程中，需有专人观察周边土体的状态，灵活调节泵压，以免高压导致浆体穿孔、土体结构崩塌[6]。另外，如果确实发生塌孔，则需暂停钻进，经过注浆加固后，等待24h 重新启动，并且要改用跟管钻进技术。此项目中使用的锚索，由钢绞线制作。现场按照1.5m 的间隔标准，在锚固段设置架线环和紧箍环，而自由段则以2m 的间隔，加设架线环。在布置锚索杆体中，需和注浆管同时放进孔中，管端需和孔底之间留出50～100mm 的空间，在锚索孔口处需留出1200mm 的筋体，方便后期张拉。注浆过程中，保持100～200mm/min 的钻进速度，每米桩体至少要消耗100kg 的水泥，而在扩大头的锚固段，水泥用量则要增加到150kg/m。在锚具锁头与复合片钻头都达到设计孔深后，利用注浆泵与空气压缩机，辅助建立扩大头结构，并连续实施2 次扩孔作业。

4.4 加强基坑支护监测

在建筑土木工程基坑支护中，施工人员还需要严格按照《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497-2009）的要求，规范化地开展基坑支护监测工作，除开展基坑支护结构监测外，还需要监测基坑周边的环境，应系统设计监测点位，明确监测目标，并对建筑物沉降、倾斜情况进行监测，在监测中科学设计报警值，可有效消除危险因素，确保基坑支护结构的有效性、安全性。

4.5 施工管理

（1）推行全方位质量管理机制，落实至所有工序及细节，保证施工根据要求与有关标准开展；相关人员需要通过专业化培训，持证上岗；实行见证取样制度，充分把控入场材料。对所用材料以及配比开展检查，符合质量标准与具备合格证之后方可利用。

（2）基坑开挖中需要结合监测信息开展信息化作业，第一时间修改开挖方案，在大于报警值的情况下，需要立即通报有关部门，开挖之后需要连续作业，尽可能避免暴露，同时遵循有关开挖原则，比如分层与分段。

（3）针对水准点与坐标点，查看其精准性与保护举措，检查放线是否准确，开挖中应该随时检查开挖大小、标高与坡度，多加关注基坑改变，认真进行施工记录，作业结束后提交全面竣工数据。

（4）开展信息化建设，涉及到多项内容，其中有预测、数据收集和反馈等。因为边坡施工有着潜在危险，地下项目被诸多条件所干扰，比如水位与雨水，尤其在基础埋深相对突出的建筑，或存在关键的市政管线，不易预估发生的问题。所以应该强化观测，开展信息化施工，结合时空效应，充分把握土体变形特点，边坡可靠情况与支护成果，一旦异常立即采取措施，避免出现边坡失稳与建筑沉降。

（5）无论是围护结构建设质量还是土方开挖安排是否科学，均能决定开挖能否成功。科学的施工组织能够弥补部分设计弊端，不正确的施工组织会导致科学设计付诸东流。另一方面，在开工之前应该全面估计可能发生的情况，在发生险情时，备好能够选取的应急措施，防止险情发生时，措手不及，失去最佳抢险时机，造成项目失败，引起较大经济损失。