建筑工程中深基坑支护技术的施工关键性问题研究

【摘要】随着建筑高度增加，根据构造及使用要求，基础埋深也随之不断增加，这样就出现了大量的深基坑工程。且城市基坑工程往往处于房屋和生命线工程的密集地区，很多情况下不允许采用比较经济的放坡开挖，而需要在人工支护条件下进行基坑开挖。为了保证基坑周围的建筑物、地下管线、道路等的安全，应大力研究深基坑支护技术。

【关键词】建筑工程 深基坑支护 问题分析

中图分类号：TU198文献标识码： A

一、前言

随着城市发展的步伐不断迈进，城市建筑也不断的扩大发展，从规模上还有造价上都都有增加了很多，大型复杂建筑在工程建设中所占的比例也越来越多，基坑也由原来的十米左右增加到现今的二十米左右，工程建设的需要以及地下大空间的利用需求，对基础深度及质量提出了更高的要求，在我国基坑出现安全事故的情况时有发生，特别是在一些地质软弱的地带。在实际基础工程中要想顺利完成基坑开挖及支护，必须做好基础设计工作和基坑支护方案的制定，而且还要严格控制施工质量做好施工管理工作，因此，对基坑支护技术进行认真透彻的分析是很有必要的。

二、深基坑支护系统

基坑支护工程是一个综合性的工程难题，涉及很多领域的知识如土力学、支护体系和土体受力共同作用问题、周边施工环境的影响以及施工方法和技术。在实际基础工程中为了确保基础工程顺利完成。基坑支护体系根据基坑所处的不同条件以及开挖深度制定不同的支护方法，对于基坑开挖深度不超过5-7米以上的浅基础，适宜采用加固土重力式挡墙支护体系如旋喷、深层搅拌水泥土挡墙，这中基坑支护方法的优点在于抗渗性能强、无施工噪音并且可以起到一定的人工降水作用。对于基坑开挖深度达到10米左右的基坑通常采用运用比较广泛的钢筋混凝土支护桩技术，当加设锚杆支护基坑壁时可以应用到更深的基坑，另外一种拱圈式增体结构，这种基坑支护方法特点是利用了拱式结构的受力合理特性。在基坑支护工程中沉井结构、地下连续墙结构以及钻孔灌注桩围护利用也比较普遍，这种支护体系特点是其一，适用性能强可以适用到各种土质中，其二，具有很大的抗侧移刚度稳定性强可以充当地下结构的一部分，其三，施工噪音小对周围环境影响低。当今依然运用传统的压力理论，然而这种理论存在一定的缺陷，即实际土压力与理论假设的土压力存在一定的差异，因此，准确的计算支护结构承受的土压力比较难以实现，在实际基础支护工程中要综合考虑工程地和水文情况、基坑开挖深度、周边环境，等影响因素制定支护方法。

三、深基坑支护的几种型式及特点

基坑支护形式多种多样，在具体工程中采用哪种形式，还要根据工程地质以及周围的环境条件来决定，根据基坑的支护方式，可以将支护结构分为以下三类，悬臂式支护结构、混合支护结构以及重力式挡土墙结构。其中悬臂式支护结构是依靠基坑提供的土压力来保持平衡的一种结构：混合式支护结构适用于开挖深度较大、边坡变形也较大的基坑，它是在悬臂式支护结构的基础之上增加了相应的锚杆等支撑：重力式挡土墙是依靠其自身重量来维持支护的结构。根据基坑的支护型式，基坑又可分为支挡型及加固型两类，具体如下：

1、支挡型支护方式。1）地下连续墙地下连续墙适用于各种深度的基坑开挖，是一种较经济的基坑支护方式，它对周围建筑的影响较小且对各类地质条件均适用，同时，地下连续墙作为支护结构还具有一定的抗弯刚度及防水性。当前地下连续墙已被广泛的应用于各类建筑的基坑支护，同时，其自身的形式也在不断的变化，由已前的单一定型发展为现在的折板及二型等。2）桩排支挡结构①连续桩排。对于工程地质为软土的基坑，由于无法形成土拱边坡，因而在进行基坑支护时必需采用密集桩排，并在领桩之间使用素混凝土将钻孔桩搭连起来，从而形成类似挡土墙的连续墙。⑦双排桩。当工程地质较软亦或基坑深度较深时，采用单排桩的侧向刚度可能无法满足基坑变形要求。此时就必须采用盖梁式的双排桩进行支护，双排桩具有较大的侧向刚度，可以有效的阻止基坑边坡的变形。③稀疏桩排。这种是最简单的桩排方式，适用于工程地质较好的情况。

2、固型支护方式。1）网状树根桩加固法将基坑边坡土体与树根桩结合在一起，形成复合桩体，使其具有整体稳定性，以抵抗土的侧向压力。保证边坡的稳定。2）水泥搅拌加固法此种加固方法的优点在于：对周边环境无污染、造价经济、施工简便等。它是利用一定强度的水泥搅拌桩搭接组成结构体系，加固了坡边土体，保持其稳定性。3）高压旋喷桩加固法与水泥搅拌桩相比，高压旋喷桩的强高要提高了好几倍，它的水泥含量较高，较适于地基过软的基坑处理。

四、深基坑支护施工技术的具体要求

1、依据深基坑的支护方式来确定深基坑支护施工技术的要求。深基坑的支护方式一般分为悬臂式、混合式和重力式挡土墙三种。而根据这三种方式的各自特点，不难得出这样的结论：悬臂式支护结构主要是适用于土质条件较好和基坑深度小整体条件较好的基坑，这是因为悬臂式支护结构主要是依靠嵌入基坑底部的岩土来支撑地面的重量；而混合式的支护结构则适用于规模较大而变形较小的基坑，当然这也是由于混合式支护结构的实际条件决定的，混合式支护结构是在悬臂式结构的基础之上增加了锚杆支撑，其稳定性得到了更大程度的加强；重力式挡土墙结构是依靠自身的重量来保证结构的平衡性，从而确保支护结构在侧向的土压力下还可以保持稳定。为此，在施工的工程中，必须先确定施工的地质条件，从而选择出适合的深基坑支护方式，保证建筑物质量的同时，也确保施工的安全。

2、施工过程中具体的质量要求。基坑是建筑物的基础，在施工之前不仅要明确施工环境选择正确的深基坑种类，而在施工的过程中，更是必须要明确其质量要求。首先，基坑必须分层分段开挖，这是因为开挖期间的天气是一个很不确定的因素，一旦出现连续的雨天，就必须调整开挖的深度限制，为此，基坑必须要进行逐层开挖，并对其进行逐层的支护，这样才可以满足施工的具体要求。另一方面，基坑在开挖的过程中不免会使用到各种各样的精密仪器进行辅助，如经纬仪，水准仪，钢卷尺等等，为了将施工测量中的失误降到最低，这就需要工作人员确保仪器的精密性，进行定期的检测，当然施工人员也应该自觉践行自己的职责，认真对待自己的工作，避免失误的出现。当然，基坑开挖过程中的检测与监控也必须及时进行，为了保证工程的顺利进行，必须要对边坡的支护结构进行系统检测，必要可以利用信息技术辅助，及时掌握到施工的变化及支护结构的稳定状况，将出现失误的机会降到最低，保证施工的安全进行以及建筑的质量。

五、基坑支护施工技术要点及注意事项

现在以某工程为例，说明深基坑支护施工中的要点，该工程为办公楼，拟定建筑为地下一层，地上十六层，建筑面积6.28万平方米，采取结构体系为框架剪力墙结构，设防烈度七度，基础采取桩基承台式，桩基为预应力混凝土，桩长二十八米，地质为后填土，地下层高4．2米，基坑深3.5米，地下水位在平面以下1.2―1.7米之间。

1、施工要点基坑分两次开挖，直到达到设计标高，采用支护方式为水泥搅拌桩重力式挡土墙进行支护。

2、施工要求在进行施工之前，必须先准备施工材料，采用普通硅酸盐水泥作为加固材料，水灰比要保证控制在0.5左右。搅拌桩的直径应小于0.5米，桩距初步取.04米，桩间搭接0.1米，相邻桩不设施工缝。

3、施工方法当搅拌机就位后，即可进行下沉作业，下沉至设计深度时，启动水泥浆泵将水泥浆喷入地基，在提升时，要注意防止出现断浆现象，在进行上下重复搅拌时，每次应提升至地面，然后再次下沉，基坑开挖时，要根据设计图纸，绘制好基坑平面图，开挖要按照先浅后深、先边后中的原则进行，开挖机械达不到的部位则采用人工开挖并对开挖后基底土方采用人工修整，±方运输采用不少于十部自卸汽车完成，土方在开挖时必须要控制深度，相关人员应负责跟踪测量，及时反馈开挖深度，另外，为避免碰撞水泥搅拌桩，近桩范围内的土方应采用人工进行挖掘。为防止地下水渗入基坑，应在基坑边坡顶0.6米处，沿基坑设立排水沟，其净宽必须满足相关技术要注，在此取为0.3米，沟底及沟壁应采用一定强度的混凝土垫层，在此取为C10混凝土。由于基坑深度跨过地下水层，故应在地下层增设降水井，位置设立于地下层集水井处，具体做法为：在集水井下方挖孔并放入一定尺寸的正方形钢筋笼，在此取尺寸为0.8米，然后再在其内放入一个尺寸较小的钢筋笼，此处取0.5米，二者空隙采用碎石进行填充，并采取适当钢筋做为钢筋笼的竖筋，并在降水井处设置自动抽水泵，最终用法兰盘封闭降水井。

六、增强支护结构的材料

钢筋混凝土结构的主要材料是由钢筋和混凝土组成，钢筋和混凝同工作重要的前提是两者之间能可靠的粘结和锚固，而钢筋混凝土构件之间能可靠传力，也离不开构件间钢筋的锚固机制形成。为了确保钢筋混凝土结构的可靠性，保证混凝土结构中钢筋的锚固质量显得尤为重要。施工中正确选用钢筋锚固形式，保证锚固钢筋的加工质量和正确安装，做好锚固区域混凝土的浇筑质量等，制定钢筋锚固的施工技术措施是非常重要的。

对于混凝土结构，针对构件之间的相互支撑关系，理清构件之间的传力途径，分析构件是否考虑抗震，确定节点类型和做法，然后结合设计图纸和设计意图，正确选用钢筋的锚固形式，是采用直锚、弯钩锚固还是机械锚固形式。比如对于框架梁，分清是楼层框架梁还是屋面框架梁，是考虑抗震还是非抗震，是楼层端节点还是顶层端节点，然后根据设计和施工实际情况，选用正确的锚固形式。

根据钢筋配料单，进行锚固钢筋的加工，对于直锚钢筋，需要保证钢筋伸入锚固区域的长度，对于弯钩锚固形式，要保证弯钩加工的技术要求，如对于末端135°弯钩，要求弯钩内径4 d，弯钩直段长度达到5 d。对于机械锚固形式，包括螺栓锚头和焊接锚板两种，要求螺栓锚头和焊接钢板锚头的承压面积不应小于锚固钢筋截面面积的4倍。焊接钢板锚头的焊接质量，焊接钢板的尺寸和钢板厚度应符合要求。新规GB50011―2010从耐久性角度考虑，以最外层钢筋的外缘计算混凝土保护层厚度，即保护层比原规范实际厚度加大了，也更合理了，在钢筋加工时需要考虑。

七：结束语

建筑工程中深基坑支护技术可以直接影响到整个建筑工程的质量。在深基坑支护过程中需要注意的是：在搅拌机就位后，就可以进行下沉操作，下沉至设计规范的深度时，就要开启水泥浆泵使水泥浆喷入地基；在提升桩时，要防止出现断浆现象；在重复操作过程中，要严格按照设计规范来进行。同时，一定要注意要按照流程进行，各个工作流程要相互协调配合。

参考文献：

[1]陆佰鑫.浅析建筑工程中的深基坑支护施工技术[J].科技资讯，2011，15:72

[2]龙亚德.建筑工程中深基坑支护技术的应用[J].四川建材，2008，3：243-244