工程建设中基坑支护技术及质量控制研究

孙 鹤

（安徽省地矿局321地质队铜陵工程勘察院，安徽 铜陵 244000）

随着我国工业化和城镇化的不断深入发展，土地资源的稀缺性和竞争性越来越强，高层建筑能够很好地满足人们的住房需要，尤其是在大城市中，高层建筑十分常见，这就对施工技术提出了更高的要求，尤其是基坑技术的质量控制，因为基护技术水平的高低将会对工程建筑的质量产生的影响，一旦在施工过程中有所偏颇会带来严重的后果，所以，提高建设工程的基坑支护结构的质量对于整个施工过程有着重大的意义[1]。

1 工程建设中影响基坑支护技术的主要因素

1.1 缺乏完善的规章制度

建筑工程的施工需要不断地完善建筑工程的管理制度，完善的工程管理制度是保障施工顺利完成的前提，反之则会出现各种工程质量的问题，施工人员对施工管理制度的不重视是管理制度不完善的原因之一，如果施工过程中频繁出现违反施工制度的操作，或者擅自更改施工方案，将会对整个工程的质量及安全带来严重的后果，此外，在基坑支护的施工中资金投入力度不足，这一问题存在于许多的建筑工程中[2]。

1.2 支护结构设计不符合实际受力情况

支护结构设计的计算方式基于极限平衡理论，这是一种静态的设计，在实际过程中支护结构的受力并不这么简单，实际受力情况十分的多变、复杂，该理论不能与建筑工程的实际受力情况完全一致。经大量的实践证明，按照极限平衡理论设计后，支护的安全系数从理论上看是安全合理的，但在施工建设中多次遭到破坏，反而很多计算地不那么准确地结构，安全系数虽然得不到保障，但是在具体的应用过程中能够获得较好的效果。工程建设过程中的受力状况实际上是一个动态变化的过程，在投入施工后，随着时间的变化，土体的强度会有所下降，甚至可能有变形的情况产生。

1.3 基坑土体取样不完全

在进行基坑结构设计之前需要对地基土体样本进行分析，一方面是明确土地物理力学指标，另一方面可以保证指标的科学性和准确性。为设计科学合理的基坑支护提供有力的原始信息，按照国家要求在基坑比较深的区域中应进行钻探取样，但为了减少不必要的工作量，钻孔不能太多。因此，一般来说，勘探人员会随机在最深处选择几个空，由于工程建设过程中地质结构的复杂性和易变性，随机的钻孔取样无法对基坑地层进行全面勘察，收集到的数据偶然性较大，无法真实反映土层的情况，这不仅会给施工工作带来不便，而且还会潜藏一定的安全隐患。

1.4 未合理应用信息化技术手段

施工过程中未采用科学、合理的方法收集施工信息、资料是基坑设计易遭到破坏的原因之一，因此对工程建设中所涉及的信息、资料进行整理，经过数据分析处理之后可以获得相关的有效信息，这对基坑建设具有重要的意义，在我国的大多数的工程建设，信息技术的应用未达到理想的程度，主要的原因有：相关技术人员的专业能力有限，不擅长信息技术的应用；信息的反馈时间较长，使得出现的问题无法及时反馈[3]。

2 工程建设中基坑支护质量控制要点

2.1 深层搅拌桩支护技术

深层搅拌桩支护技术的应用能够提高基坑结构的安全性和稳定性，这是一种重力支护结构，其应用效果比较显著，加入固化剂后可以实现充分搅合，这不仅使基坑的总承载能力大幅度提升，而且还能提高基坑的稳定性能。需要注意的是，在施工过程中使用深层搅拌桩技术需要保证固化剂应用的合理性，要使软土和固化剂之间充分反应，这样既可以减少不必要的财政支出，又能达到挡土防渗的最佳效果。由于这项技术的墙体厚度较突出，对周围环境的要求较高，并不是所有工程结构都适合使用。采取“一次喷浆、二次搅拌”的模式，可以在软土或者是淤泥质土中表现最佳效果，呈现出更好的承载力[4]。

2.2 土层锚杆支护

土层锚杆支护技术能够提高建筑物的稳定性，维护支护主体的强度。是一项具备高技术标准的施工技术。施工人员需要在施工过程中认真关注必要的施工点才能确保土层锚杆支护的质量。例如：在进行施工前，需要对土体进行全方位测量以明确钻孔的位置和深度。前期准备工作可以有效地降低施工操作的误差，进而降低对后续建设工作的影响，如在施工过程中遇到障碍，应立即停止，在排除障碍物之后继续工作。钻孔注浆的方式能起到保护支护主体的作用，这就要求施工人员在灌浆时要严格地按照标准配置浆体。采用土层锚杆支护技术进行施工时施工的工序是核心，从而才能确保主体的各项性能。

2.3 建筑工程施工条件的勘察

工程建设的施工现场不同，则周边的环境及地质条件也不相同，因此施工的准备工作既包括对现场实际环境和地质条件的勘察，也包括急需支护项目的勘察，因此对周边环境的全方位勘察是十分必要的。可以根据统一地区的不同建筑工程中的地质条件、地下水位、地形地貌、周围的环境等条件进行全方面的考虑。从实际情况出发，制定相应的施工措施，能更好地为后续做好铺垫，另外，施工前的抗震性检测必不可少，需要对抗震性进行充分的考虑。

2.4 建立监测关键点

深基坑安全顺利的按计划进行，有必要施工离不开对地下水位、支护结构及周围环境的保护和监测。这就涉及到深基坑的监测关键点的监测，其中包括周围环境监测，例如临近建筑物和地下管线的沉降和倾斜等；基坑及支护结构监测，例如支护桩及基坑边坡顶部水平及竖向位移、维护桩及支撑内力等；施工作业环境监测，主要包括安全防护以及隔离措施等。另外，地下水很容易影响到深基坑支护，地下水的渗漏会使基护发生不同程度的沉降现象。可以依据工程建设中施工的实际情况，合理地采用人工降雨的方法帮助施工的进行，既很好地降低了地下水对基坑设计的影响，又对土壤环境的改善起到了有效地作用，使建筑工程如期顺利地进行。

3 提高基坑质量的有效措施

3.1 创新支护结构的计算方法

经过近十多年党的发展我国的基坑技术已积累了丰富的实践经验，为施工过程收集了一些重要的技术数据，为创新基坑结构的理论和方法打下了坚实的基础。但是目前为止国内外在基坑支护结构的方面没有一套精准的计算方法，都处于探索基坑支护结构的阶段，我国也缺乏统一的基坑支护结构设计标准。各种新型的基坑支护设计在一定程度上能够提高基坑结构的质量，例如钢筋混凝土的多孔板、双排桩技术、组合共帷幕、土钉旋喷土锚等，但是如何建立有效的基坑设计的计算模型，如何计算简图的方式和技巧，如何科学地选择基坑支护结构的设计方案是设计人员需要考虑的重要问题，传统的基坑支护设计的计算结构与实际受力悬殊较大，既没有安全性也没有经济性。因此基坑支护结构的设计应该创新传统的“结构荷载法”，而应彻底转变传统的设计观念，建立以施工监测为主导的信息反馈动态设计体系，这对设计人员的工作提出了较大的挑战。

3.2 采用变形控制的工程设计方法

极限平衡原理是设计人员常用的一种简便实用的设计方法，其计算结果对基坑支护结构的计算具重要的参考价值。但是，极限平衡理论在较深的基坑支护结构中就有着一定的局限性，这只能保障基坑支护的结构强度要求，对于刚性的要求，这一理论无法保障。在现实施工过程中，大多数的工程事故的发生就是因为支护结构产生过大的变形，支护结构的变形程度直接决定了施工的质量。因此，在进行工程建设时不仅要考虑到基坑支护的强度，还要考虑支护结构的刚度，这能合理科学地评价一个支护结构的设计方案，鉴于上述实际，在建立新的变形控制设计法时，应重点研究支护结构变形控制的标准、空间效应转化为平面应变和地面超载的确定及其对支护结构的影响等问题，使其变形的程度保持在一定范围中。

3.3 基坑支护施工采用信息化的管理

专业的技术人员的检测下，基坑支护中依靠的技术手段来进行质量管理，主要是信息化的管理，实时全面的检测基坑的深度、土层的以及地下水的变化等情况，结合设计方案的预期结构、相关的技术标准对实时监测各类数据的变化情况、频率和趋势，并进行仔细的分析，及时并正确的做出风险预警报告，另外，基坑支护结构施工完成后，对可能出现的超过预警值的位移或者是环境风险，在后期要进行预测分析，为确保工程质量，需及时的采取科学合理的措施进行解决。

3.4 大力开展支护结构的试验研究

大量的实践研究能很好地指导理论的形成，我国目前为止未在基坑支护结构上进行系统的研究，因此也就对基坑支护结构的理论必须建立在大量试验研究的基础上。即使在某些支护结构上取得了成功也无法明说成功的原因，而在某些支护工程上获得了失败，无法找出失败的由头。因此在基坑结构设计中及时积累技术资料十分必要，科学的测试数据的缺少也就导致无法进行科学分析，无法上升到理论的高度，支护结构的试验研究包括工程现场试验和实验室模拟试验，这些实验的进行将耗费部分资金，但整个基坑支护结构的工程建设斥资巨大，从长期来看，经过科学实验后的基坑结构设计具有一定得经济性。因此，大量的测试数据是非常必要的，可对同类工程的成功打好基础，为新的理论和方法提供可靠的原始资料。

4 结论

社会技术的不断变革要求技术人员对支护技术有所创兴，整个施工建设中基坑结构的质量控制至关重要，所以必须强化基坑支护计算管理水平，这就使得技术人员需要提升自身的专业知识水平，并且做好基坑设计的准备工作，基坑开挖效率的提升能更好地服务和指导工程建设，提高工程建设的质量，为我国建筑业的蓬勃发展打下坚实的基础。