論深基坑支護工程施工的若干方法
1.引言
深基坑的開挖與支護，是一項系統(tǒng)工程，涉及工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、工程結(jié)構(gòu)、施工工藝和工程管理。它是集土力學、水力學和結(jié)構(gòu)力學于一體的綜合性學科。目前，關于基坑支護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性分析，多采用定值法，即用抗力效應與荷載效應兩者的比值作為穩(wěn)定系數(shù)來評價基坑支護的穩(wěn)定性。
2.深基坑支護的方法
基坑工程主要包括基坑支護體系設計與施工和土方開挖，是一項綜合性很強的系統(tǒng)工程。它要求巖土工程和結(jié)構(gòu)工程技術(shù)人員密切配合。基坑支護體系是臨時結(jié)構(gòu)，在地下工程施工完成后就不再需要。
一般高層建筑的深基坑開挖支護工程，會采用的幾種措施主要是：
2.1懸臂式支護結(jié)構(gòu)
擋土結(jié)構(gòu)的使用是在現(xiàn)場不允許基坑維持其天然坡度的情況下用于保持基坑開挖穩(wěn)定的構(gòu)筑物，懸臂式擋土結(jié)構(gòu)可能是地下連續(xù)墻、木樁、鋼筋混凝土樁、鋼板樁等。
2.2錨桿擋墻支護結(jié)構(gòu)
錨桿式擋土墻，指的是由鋼筋混凝土板和錨桿組成，依靠錨固在巖土層內(nèi)的錨桿的水平拉力以承受土體側(cè)壓力的擋土墻。為便于立柱和擋板安裝，大多采用豎直墻面。立柱間距2.5-3.5m，每根立柱視其高布置2-3根錨桿，錨桿的位置應盡量使立柱受彎分布均勻。錨桿一般水平向下傾斜10°-45°，并使錨桿長度盡可能短。錨桿的有效錨固長度在巖層中一般不小于4m，在穩(wěn)定土層內(nèi)，應有9-10m。錨孔內(nèi)灌以膨脹水泥砂漿；錨孔口與墻面間一段錨桿采用瀝青包扎防銹。擋墻分級設置時，每級高度不大于6m，兩級之間留有1-2m的平臺，以利施工操作和安全。
2.3混合支護結(jié)構(gòu)
這是由擋墻和固定擋墻就位的組合擋土結(jié)構(gòu)體系，擋墻可以是板樁（鋼、混凝土、木），有擋板或無擋板的立柱（或樁），鋼筋混凝土灌注樁和地下連續(xù)墻等。而固定擋墻就位（支點）主要有撐梁支撐、斜撐或錨桿等。
2.4地下連續(xù)墻支護結(jié)構(gòu)
地下連續(xù)墻施工震動小、噪聲低，墻體剛度大，防滲性能好，對周圍地基無擾動，可以組成具有很大承載力的任意多邊形連續(xù)墻代替樁基礎、沉井基礎或沉箱基礎。對土壤的適應范圍很廣，在軟弱的沖積層、中硬地層、密實的砂礫層以及巖石的地基中都可施工。初期用于壩體防滲，水庫地下截流，后發(fā)展為擋土墻、地下結(jié)構(gòu)的一部分或全部。房屋的深層地下室、地下停車場、地下街、地下鐵道、地下倉庫、礦井等均可應用。
3.施工階段的控制要點
目前，建筑結(jié)構(gòu)主體越高，基坑的深度也越來越深，在基坑施工中，要求也就越來越多，這樣也就使得施工中要面臨的問題也越來越多，為了更好的保證施工的質(zhì)量，我們建議：
3.1堅持分層分段開挖與支護的原則
邊坡破壞有一個從局部開始，逐漸擴大的過程。首先產(chǎn)生局部破壞的部位為突破點。當某部位土體應力達到或超過其強度時，突破點開始破壞，并引起周圍土體力學性質(zhì)的變化和臨近部位應力的升值，使破壞面擴大。邊坡開挖后，破壞了原自然土體的三向受力狀態(tài)，在開挖面附近產(chǎn)生一個高能區(qū)。其中一部分能量傳給周圍土體，一部就成為使土體變形的動力。對近于直立的邊坡，若一次開挖深度太大，積聚的能量就很大，有可能成為破壞的突破點而產(chǎn)生塌方。所以施工中必須控制開挖面的長度與深度，并進行快速支護，使支護盡早發(fā)揮效能，達到控制和消滅破壞突破點的目的。分層分段開挖并支護有利于邊坡能量的釋放。前期開挖掘?qū)佣蔚哪芰坑幸徊糠滞ㄟ^錨體傳到土層較深部位，有一部分受已施工面板影響留在坡面淺層部位。當下一層段開挖后，就被后期開挖段吸收并釋放。因此分層分段開挖并支護的施工方法也是一個能量釋放的過程，最后總的開挖能量留在坡面的較少，對整個破面穩(wěn)定是有利的。
3.2深基坑工程的施工控制要點
深基坑工程包括挖土、擋土、圍護、防水等環(huán)節(jié)，是一項復雜的系統(tǒng)工程，任何一個環(huán)節(jié)的失誤都有可能導致施工失敗，甚至造成事故。施工單位要嚴格按照施工規(guī)程、經(jīng)批準的施工組織設計及相關的技術(shù)規(guī)范組織施工，對各施工要點要制定具體措施，并加強過程控制。如，確定土方開挖方案時，應對周圍建筑物、構(gòu)筑物進行拍照和錄像，對地質(zhì)勘測報告、周圍建筑物及地下設施情況等信息進行分析，對特殊土質(zhì)需精心組織施工，膨脹土地區(qū)不宜在雨季開挖，軟土地區(qū)分層開挖的深度不宜太大。若挖土高差太大或挖土進度過快，極易改變土體原來的平衡狀態(tài)，降低土體的抗剪強度，可導致土體快速滑移，這不利工程監(jiān)控，易造成坍塌事故。
總之，深基坑支護施工中，應加強過程控制。必須嚴格按照基坑支護設計、基坑支護施工組織設計、技術(shù)交底和相關規(guī)范等進行施工。施工中如出現(xiàn)異常情況，應由現(xiàn)場技術(shù)負責人根據(jù)情況的性質(zhì)和大小，向基坑支護設計人匯報，設計人應及時根據(jù)現(xiàn)場實際情況進行設計變更，將問題消滅在萌芽中。
3.3深基坑周圍土體止水效果的控制
在地下水位較高的地區(qū)，地下水對深基坑工程施工帶來的危險程度是相當高的。地下水的來源一般為上層滯水、潛水、承壓水、雨水及基坑周圍的滲漏管道水，由于水的來源復雜，枯水期和豐水期水位變化的影響，在制定止水方案時應從深基坑工程的防水、降水和排水3個方面考慮，根據(jù)地質(zhì)勘察部門提供的地質(zhì)資料，深入分析地下水的成因，了解深基坑周圍環(huán)境，對周邊有建筑基坑，宜采用以堵為主，抽水為輔，否則會導致基坑周圍土體與水體的流失，使建筑物不均勻沉陷，甚至發(fā)生坑底流沙、管涌等現(xiàn)象，增大了處理難度，拖延了工期，反之，以降水為主。
止水帷幕是高水位地區(qū)深基坑支護工程中常用的止水措施，其施工方法主要有高壓噴射注漿法、漿噴深層攪拌法、粉噴深層攪拌法和壓力注漿法等。采用漿噴深層攪拌法進行止水帷幕止水施工時，如果止水帷幕的攪拌樁成樁質(zhì)量不好，深基坑開挖后會出現(xiàn)滲水較多的現(xiàn)象。若此時再采用灌漿的方法進行處理，則延誤工期、增加造價。因此，在該類止水帷幕施工時要注意：①保證樁體質(zhì)量。確定合理的水泥漿摻加量，保證樁體攪拌均勻、樁長達到設計深度，避免樁頭出現(xiàn)攪而無漿的情況，特別是在土層情況變異較大的地區(qū)，因攪拌樁的樁徑不易控制，容易導致止水失效。②保證樁的搭接長度和密實度，杜絕空洞、蜂窩及樁頭開叉的現(xiàn)象。③不得隨意在基坑支護結(jié)構(gòu)上開口，否則會影響支護結(jié)構(gòu)的安全，也破壞了止水帷幕，導致地下水的滲入。
4.結(jié)語
綜上，對于深基坑支護設計和施工，必須加強管理，要做好深基坑支護設計和施工，需要做到：①設計應全面考慮深基坑支護的設計依據(jù)和條件，這是做好深基坑支護工程的前提條件。②深基坑支護應重視設計，加強對設計的全面管理。③基坑支護施工是工程得以安全、順利進行的保證,應加強施工過程控制。④水是深基坑支護的大敵，應重視對地下水的控制。同時作為寶貴的地下水資源，應限制盲目、過度的抽降。⑤努力做好深基坑支護設計和施工管理，減少甚至杜絕基坑工程事故、規(guī)范建筑施工過程。
總之，應根據(jù)特定的工程要求和條件進行綜合考慮，做出安全、可靠、經(jīng)濟的包括圍護結(jié)構(gòu)、支護體系、土方開挖、降水、地基加固、監(jiān)測和環(huán)保的整體施工方案。
(作者:王建宏/編審:王宏/責任人:余燕君)
