深基坑支護與土方開挖現場管理分析
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［摘要］建筑工程是我國基礎設施建設的主要內容，建筑工程中的基礎工程是建筑物的根本，隨著我國科學技術的進步，建筑工程的施工技術也在發生創新，尤其是復雜的地基工程受到了人們的諸多關注。從實際出發，以某工程實例作為研究對象，對建筑工程中土方開挖的現場管理以及深基坑支護等內容進行了重點的探討。
我國經濟實力的發展推動著社會的前進，城市化進程也在不斷地加快，城市化的建筑物越來越密集，建筑用地越來越緊張，施工的環境與以前相比發生了巨大的變化，而且隨著高層建筑與超限高層建筑數量的增多，利用地下空間進行建筑的案例也越來越多，尤其是位于城市中心地段，施工場地的周圍環境比較復雜，基坑施工的深度也在不斷增加，而且不同地質條件下的深基坑施工技術也存在著較大的差異，其支護種類與技術也做出了相應的調整。所以，從這個角度來看，深基坑支護及土方的開挖工作已經成為了當前建筑工程的重點，需重點關注。
1工程概況
1.1總體概況
該工程位于河北張家口市某開發商開發區域內，地上建筑面積共計22300m2，地下建筑面積預計達到7893.49m2，地上建筑20層，地下3層。建筑高度共計80.13m，該工程的主要結構體系為框架剪力墻結構，在基坑設計中，該區域基坑的主要部位在原有擋土墻圍護的坑內，在這個方位開始進行基坑的開挖，并且在現場形成了坑中坑的情況，基坑的總體面積約為1500m2，周長約為165m，開挖的深度約為6.8m，開挖周圍的土質主要為粘性土質。縱觀該基坑周圍的情況，可以看出該基坑的東側距離擋土墻比較近，約為8m左右，基坑的南側距離擋土墻約16m左右。東側的擋土墻外側有行車道路，施工環境相對比較復雜。該地區的地質情況綜合分析：該基坑的主要土質為殘積礫質粘性土，厚度約在1~20m之間，該區域的主要地下水類型為風化帶孔隙裂隙水，水分主要埋藏在風化巖的裂隙與孔隙之中。但是從孔隙的總體情況來看，孔隙和裂隙的發育程度不均勻，其透水性并不是很強，從總體上來說水量比較匱乏，該地下水的積累主要是依靠大氣降水的補給，其水位的標高為8.350~11.890m，根據當地的水文地質統計資料來看，地下水位的變動幅度大約為1m。該工程的基坑支護主要采用了鉆孔灌注樁+預應力錨桿與放坡噴錨2種技術相結合的方式進行。該方法的選擇主要是考慮了土方開挖以及邊坡的穩定性，最終的施工效果良好。
1.2工程影響情況分析
首先，該工程受到地下水的影響，面對這樣的情況地基基礎設計的等級應為甲級，其樁基的安全等級也應為甲級，地下室的防水等級為一級，抗滲等級為P6。綜合分析該區域的地下水條件、水量大小以及水理的性質，所以該地下區域的水類型主要為第四系孔隙潛水，而且該區域的北側與地表水相互聯系，同時水位受到氣候的影響比較明顯，在開挖前應充分做好止水的措施。在地下水的控制施工中，主要是采用了液氮冷凍法進行，該區域的冷凍土層比較淺而且該區域的自然環境相對比較高，冷凍處理的話連續性比較差。如果采用注漿法，其水層的分布錯綜復雜，造成水頭的壓力較大，所以地下水控制起來難度比較大。但是如果采用預排法進行施工，可有效地減少基地土層的隆起，使該工程能避免地下水的影響，還能有效地減少土方開挖的數量，其效果比較顯著。
2深基坑支護技術分析與土方開挖的現場管理探討
2.1土釘支護技藝探討
在具體的施工過程中，為保證深基坑支護施工具有更強的穩定性和整體性特點，可以根據施工的實際情況使土體和土釘之間摩擦力增大，這樣可以使基坑的邊坡得到很好的鞏固。土釘支護加固技術在實際工程中有著比較廣泛的應用，且技術也相對比較成熟，在該技術中拉力和彎矩之間能相互作用，這樣可以充分利用拉力和土釘強度之間的作用力，可以進一步加固土釘支護的強度。但是在使用該技術的過程中需要注意以下幾方面的內容，首先，要結合基坑支護的實際情況，必須要求施工過程中能有著足夠的拉拔力來支撐土釘，并且在運用該技術時還需要關注注漿量的大小。其次，在施工工作開展之前，要精確測量每一個土釘支護的深度，并且還要測量出孔深，從而為后續的施工發揮輔助作用。而且在施工的過程中，技術人員一定要控制好外加劑的種類以及數量，要利用自然重力來實現注漿過程，對于某些地區應酌情開展補漿的施工作業。
2.2土層錨桿支護技藝分析
該技術主要應用于土層開挖至錨桿設計深度時，該技術的應用也應從工程的實際背景出發，結合深基坑支護的施工進度并且在地下墻連續墻施工以及鋼筋混凝土樁施工完畢之后應用，在應用該技術前應先進行成孔工作，在目前的技術領域中，可以選擇使用沖擊式的鉆孔，這樣可以實現一步式的成孔施工。接著需要進行安防拉桿工作，在該工作開展之前應先做好除銹工作，將其表面的油脂處理完畢。然后即可開展灌漿施工，灌漿施工是深基坑施工技藝中最為關鍵的一環，在該施工環節中一般需要使用硅酸鹽水泥，因為在大多數的深基坑支護過程中地下水的酸堿性一般呈現弱酸性，所以在材料的選擇上要使用純水泥或者防酸的水泥。除此之外，水泥的配合比也應滿足實際工程的需要，其水泥的流動情況也需要符合泵送的需求。
2.3護坡樁施工技藝分析
護坡樁的施工也是地下深基坑施工過程中比較關鍵的環節，其質量的好壞直接影響到整個工程質量的高低。在整個施工過程中，護坡樁施工能使水泥漿液直接上升到深基坑支護的標注位置，然后工作人員則需要根據施工進度的安排及設計深度的特點來選擇使用螺旋鉆井機進行打孔處理，打完孔之后從孔下到上面進行水泥的漿液處理，但是該過程需要在施工開始之前確定打孔的位置。在處理完畢之后，工作人員將鉆桿提出來，并且再使用骨料以及鋼筋籠回填，并且等所有工作驗收完畢之后，才使用高壓的補漿處理，并且要分階段、分層次地進行。
2.4土方開挖的總體措施分析
土方開挖之前應做好一定的前期準備工作，需要支撐體系以及水泥的強度達到0.8MPa后才能進行土方開挖。土方開挖工作應與圖紙設計的內容一致，其順序、施工次序以及施工方法應保持一致。并且還要遵循大基坑、小開挖的原則，嚴禁超標開挖。根據行業內的標準，開挖工作應分層分時段進行，每一層的開挖深度應不大于1.5m。每個基坑在開挖時應先淺后深，當開挖工作完畢之后要對土進行及時地清理，防止堆積的土塊影響邊坡支護的效果，并且要及時打設墊層。出土口的設計應按照加固的原則進一步強化。在挖土時還需要對挖土機械設備做好管理與控制，嚴禁挖土機械設備損傷周圍的圍護結構，從而引發不必要的事故。
2.5土方開挖的現場管理策略分析
在施工的過程中，由于基坑所面臨的施工環境以及地質條件存在極大的差異性，因此施工環節也需要適當地進行調整與優化。在某些施工環節中基坑頂部水平位移比較大或者深層土體的位移比較大，那么在開挖的過程中速率就相對比較快，為防止水層的快速變化，可在開挖的過程中在坑底填土、坑底墊袋以及打設混凝土板帶等，如果冠梁頂的水平位移相對比較大而且速率非常快，那么可以選擇在該部位設置鋼管承或者斜承等。在開挖的過程中，工作人員應密切地注意邊坡的相關監測數據，如果在開挖的過程中發現了坡面的位移以及沉陷情況，應立即停止施工并且使用松木樁來加固坡腳，如果情況嚴重，在加固坡腳的基礎上還應使用土釘來加固坡面，如果條件允許還可以使用鋼筋混凝土面層來代替，從而提升其堅固性與穩定性。在開挖的過程中，難免需要面對基坑的滲水部位，面對基坑滲水的情況應采用坑外截流的方式或者高壓注漿的方式來阻止水流的外滲，如果滲水現象相對比較嚴重，為避免對開挖工作的影響，工作人員可以在坑外打設松木樁或者在坑內安裝擋土墻來預防。此外，施工現場一定準備充足的備用材料，例如鋼管、土釘以及草包等常用物品，如果監測數據發出警報，應迅速地撤離基坑內的全部工作人員，對于一些必要的設施也應迅速地撤離，但是如果時間來不及，可將3臺或3臺以上的PC200應急挖掘機留下。在支承結構混凝土施工工作開始之前，應早于2d通知單位的現場管理人員對各方面的內容進行驗收，并且還要根據工程的設計情況以及監測點埋設進行交底，要根據行業內的要求了解監測點的埋設方法以及注意點的情況，并且將這些參數記錄在案，以備查閱。對于工程中設置的專業監測點應指派專人進行保護，對于容易被破壞的監測點可以進行封閉保護。在工程隊的項目部門應指派專人進行監測點的巡視和保護，并且對于基坑的施工要高度重視，并且將監測數據記錄在案及時上報。此外，工程的管理人員還需要進行2次/d的基坑周邊形變監測，如果發生異常應立即停工檢查。除此之外，開挖技術的應用應根據深基坑的深度進行綜合性的選擇，如果深度比較淺可以選擇使用一般的挖土機，并且可以實現一次性挖掘。如果地下水水位比較高，那么就必須使用運土車輛與反鏟挖土機結合挖土，在使用過程中要保證兩者緊密配合，以實現效果。如果開挖地下的土層比較堅硬，而且水位也比較低，這時應填出一定的坡度，保證運輸車輛可以在坑的底部進行運輸，但是需要注意的是，基坑的邊緣必須具有很強的穩定性，避免坍塌現象的發生。
3結束語
隨著建筑行業技術的革新與進步，建筑工藝發生了翻天覆地的變化，在目前經濟發展如此迅速的今天，建筑工程必須滿足現代化建設的需求才能得到認可。從目前的施工情況來看，由于土地資源的稀缺性，越來越多的開發商開始向著地下開發，從而提高土地的利用率。目前的施工技藝已經能實現地下的施工，但是技術細節依然存在著不完善之處。深基坑支護技術與土方開挖技術是地下施工過程中2種非常關鍵的技術，但是就目前的施工效果來看，這2個層面依然還存在著一些不足之處，嚴重影響著建筑物的質量與使用效率。本文從實際出發，結合某工程的實踐內容，對深基坑的支護技術已經土方開發的現場管理內容進行了重點的研究與闡述，希望能進一步補充實踐中的不足之處。
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作者：韓秀茂 單位：中基發展建設工程有限責任公司