岩土工程中深基坑的支护问题及对策探微

李斯

摘    要：岩土工程施工中，经常会开挖深基坑，深基坑能否保持稳定直接影响施工安全，在实际工程中，应根据地质和地层条件，制定有效的支护措施，同时根据支护存在的问题，采取有效解决对策。

关键词：岩土工程;深基坑支护

1  深基坑工程的重要性

近年来，由于深基坑设计与施工原因而产生的安全事故层出不穷，更有甚者，在建设方严格控制工程造价的前提下，设计单位采用的支护方案安全系数偏低，支护结构受力处于极限状态，容易导致基坑边坡失稳而波及周边建筑[1]。除此之外，由于地质条件的多样性，导致以往成功的深基坑支护方案对于新工程来说没有针对性，不符合现场实际情况而无法借鉴。因此，要不断研究和学习深基坑支护的新技术、新方法，以确保深基坑施工的安全。

2  深基坑支护方案

以深基坑周围自然环境情况为依据，将整平后地面标高确定为3.50m、5.50m和4.00m，而基坑底部标高在-6.000m～1.300m范围内，实际开挖深度在2.20m～10.50m范围内。结合基坑的开挖施工深度、现有放坡空间及地层条件，把整个基坑分成13个不同的单元。基坑支护方法主要为在放坡基础上设置土钉墙，部分基坑单元设置桩锚体系与双排桩。

基坑边坡表面按1.5m的横、纵向间隔级距离布置土钉，然后按照1：1～1：0.5的坡率进行放坡。边坡表面挂设钢筋网，并喷射强度等级为C20的混凝土进行护面，其厚度按80mm严格控制。对于桩锚支护方案，其对应的基坑单元为3#单元，挖深6.4m，没有放坡的施工空间，故采用这一方法，桩体直径和间距分别为800mm、1.2m，布置一道锚杆;对于双排桩支护方案，其对应的基坑单元为13#单元，挖深9.5m，同样没有放坡的施工空间且受地下水影响，故采用这一方法。现围绕本工程实际情况，对其深基坑支护过程中的主要问题和解决对策进行如下分析。

3  深基坑支护主要问题与解决对策

3.1  地下水的控制

因拟建场地以北和以西均为人工水系，相距最近处只有6m，同时①层土为大量的建筑垃圾，还夹有大块碎石，具有很强的渗透性，使得地下水始终处在随时补给的实际状态，单一采用降水方案无法达到预期控制效果，应在降水的基础上进行止水帷幕施工，同时在基坑中布置降水井，于开挖施工前做好预降水。以土层性质为依据，设计将止水帷幕确定为高压旋喷桩，桩径和桩间距分别按1200mm、1000mm控制，单位长度桩体的水泥用量应达到550kg以上，且桩端必须进入到持力层至少1.0m，利用三重管法进行施工。结合施工现场的实际反馈信息，在与人工水系相距较近的部位，产生较为严重的漏浆现象，但不返浆，而其它部位的实际施工状况尚好。通过与工程各参与方的积极协商，采用在漏浆处减慢提升速度与降低喷射压力，同时向浆液中适量添加水玻璃的方法来解决漏浆。从实践效果来看，以上堵漏措施合理可行，对基坑进行开挖以后，经检查未发现渗漏点。

3.2  旋喷桩施工引孔

在施作旋喷桩时，一般按以下工序进行：钻孔→放入喷射管→注浆→提升喷射管→将桩机移到下一个桩位开始施工。因填土的成分十分复杂，以建筑垃圾居多，还夹有很多的大块碎石，成孔之后容易发生塌孔。对此，以地层的特点为依据，在施工中引用中风压潜孔钻机偏心潜孔锤套管跟进方法，将孔径确定为100mm，在取出套管以前，放入软管;把套管取出后，软管保留在原位，同时使软管所处深度不小于填土层，以充分发挥保护孔壁的作用，之后再将喷浆管放入，因软管外壁较薄容易脆断，所以在喷浆时必须对压力进行严格控制，如果压力过小，将无法达到应有效果，而当压力过大时，会使软管破裂。

3.3  地面开裂

支护桩施工中，经现场检查发现，与桩外侧相距5m左右的位置产生开裂，缝宽可以达到15mm左右，部分围墙的错断超过20mm。此时桩身施工大致完成，通过技术人员研究，确定其开裂原因主要为填土受水流冲刷作用，大量细颗粒被水流带走，产生空隙通道和空洞，而且施工采用冲孔法，振动较大，使地面产生裂缝。然而，因桩身的施工已经完成，并且支护单元为单排锚杆，同时锚固段处在岩石层，所以现有裂缝并不能对结构整体安全性造成太大影响。因此只需要进行简单的封堵即可。之后从相关监测资料可以看出，经封堵处理后的裂缝，无明显发展迹象，说明封堵效果良好。

3.4  水流倒灌

如前所述，拟建场地以北和以西均为人工水系，且填土层的厚度相对较大，其成分也十分复杂，桩锚施工中，锚杆可能从止水层中穿过直接进入到填土层当中，因填土具有渗水性，且水流持续补给，所以可能使水系中水倒灌进基坑。因受到渗透力持续作用，在填土中含有的细颗粒将被携带走，导致锚杆孔洞越来越大，使止水措施失去效果，引发支护安全事故。针对这一问题，决定在支护单元增设一排锚杆，同时把锚杆的实际标高控制在1.000m左右;而基坑中13#單元设置双排桩，其直径、间距和排距分别按600mm、1.0m、1.8m严格控制，要求嵌固深度达到4.0m以上，同时在1.500m的标高处增设锚杆，使锚杆都处于水系平面以上，以此从本质上防止水流倒灌。

3.5  土钉和锚杆孔成孔难度大

因填土层十分复杂，当传统工艺难以奏效时，可采用击入式注浆花管土钉，其管径为48mm，管壁厚度为3mm，按300mm的间隔距离布置。花管的周围应设置直径为10mm的小孔，用倒刺进行保护，防止被堵，采用冲击的方法将其打入。注浆时，将压力控制在0.5MPa，单位长度桩体的水泥用量应达到50kg以上。考虑到锚杆孔的深度可以达到18m左右，要穿过厚度为7.5m的填土层，此层基本上和水系相贯通，利用回转钻进难以进行，对此应改用上述提到的中风压潜孔钻机偏心潜孔锤套管跟进方法，但实际效果也不够理想，即钻进时如果遇到块石，将发生很大的漂移，导致钻杆和套管的轴线产生很大偏离，当深度达到一定值后，将使钻杆被卡死。对此，利用可实现自钻功能的中空注浆锚杆开展钻孔试验，通过试验可知：首个钻孔利用形状为三角形的钻头进行直接成孔，其直径为127mm，在钻进到5.7m后突遇大块碎石，此时无法继续钻进;第二个钻孔仍使用形状为三角形的钻头进行直接成孔，其直径为127mm，对回填土段进行钻进时，单位长度造孔所需时间在2min左右;依然对首个钻孔利用形状为圆形的钻头进行直接成孔，其直径为110mm，对回填土段进行钻进时，单位长度造孔所需时间在5min左右，顺利从坚硬石层中穿过。可见，尽管三角形钻头具有很高的效率，但很难从坚硬地层中穿过，所以当存在坚硬岩石层时，应优先考虑圆形钻头。

4  结语

综上所述，本工程基坑支护情况较为复杂，在实际工作中，应对所有存在的问题进行认真分析，并准确把握各项地质情况，同时制定合理有效的措施，保证基坑支护施工顺利完成。

参考文献：

[1] 刘忠.岩土工程中基坑支护工程存在的问题及对策[J].工程技术研究，2018（12）：205～206.

[2] 徐李鑫，马丽.岩土工程中深基坑支护问题及对策[J].价值工程，2018（25）：212～213.

[3] 肖亚鸣.基于岩土工程中的深基坑支护设计问题和对策探讨[J].低碳世界，2016（31）：107～108.