矿山岩土工程基础施工中深基坑支护技术研究

车朵花

（江西省地质工程（集团）公司，江西 南昌 330001）

保证深基坑结构稳定性是提高岩体工程质量的关键施工环节。一旦在施工中基坑出现质量问题，便会在一定程度上诱发工程出现质量安全事故，例如，岩体坍塌、土层滑坡等。尽管目前施工方已针对施工中现存问题，设计完善的基坑支护施工方案，但在实际施工作业时，由于工程影响因素较多，导致支护技术在应用中仍存在较多不足[1]。相比常规的建筑工程，岩土工程的空间结构较复杂，倘若没有做好基坑空间的规划设计，会增加连锁反应的发生概率。即基坑内部与边缘出现裂纹，裂纹会持续扩大，进而造成基坑边缘失稳，此时一旦出现基坑上层结构受力不均匀的问题，便会造成结构塌陷，此种由于细小问题造成的基坑安全事故，便属于结构连锁效应。除此之外，在进行基坑支护作业时，施工方会先使用机械设备进行现场作业，再用人工的方式进行现场整平，但由于机械设备管理不到位或人工作业流程不规范，容易导致边坡表面出现不平整现象。

1 矿山岩土工程基础施工中深基坑支护技术研究

1.1 深基坑支护结构选择与支护工艺流程设计

为确保设计的支护施工方案符合工程设计需求，在相关工作前先选择支护结构，并根据对应的支护结构进行支护工艺流程设计。

在进行支护结构的选择后，根据工程结构、地质环境、工期需求等内容对支护结构进行设计，在确定时，应通过结构承载或受力具有传递性的方式，实现将上层结构传递的压力转变为受弯拉力，以此种方式达到降低土层位移、提高结构稳定性的作用。

根据我国市政工程施工单位最新发布的支护施工标准，采用加权计算的方式进行支护结构参数设计，设定支护体系与基坑的内部摩擦角度为4.0°，土压力根据支撑桩结构的插入深度计算[2]。掌握工程施工相关参数后，进行施工流程设计，具体步骤为：确定基坑支护桩→实施土方开挖→环梁施工作业→养护→对称开挖，继续下深→安装下层支撑体系→垫层施工→底层养护→回填浇筑→超出结构模板。按照上述步骤，完成深基坑支护结构施工工艺流程的设计。

1.2 深基坑支护布置

完成上述设计后，布置深基坑支护体系。其中竖向支护以单排φ800mm@1.0×103mm灌注桩作为支撑，长度控制在21.0m～23.0m范围内，主筋使用17φ21的方式进行均匀配筋，对应的箍筋使用φ8.0@350，桩身结构对应的混凝土强度为C20。

下层支撑采用双层支撑方案，上层支护体系以钢筋、混凝土环梁作为支撑，下层支护体系选择大斜角度钢结构桁架为内支撑、混凝土排桩为外支撑，以此种联合支撑方式进行结构支撑体系设计[3]。除此之外，可在支护结构中预留一个500.0mm的替代支撑层，确保后续拆除支撑结构后，基坑仍保留较强的稳定性。

1.3 混凝土浇筑与支撑拆除

在完成基坑支护布置后，需要对支护结构进行对应的浇筑处理，浇筑时选择高性能混凝土材料作为支撑。

在对混凝土材料浇筑时，首先需要对其供应运输提出严格要求，对于水泥、砂、石、外加剂等材料严格选择，并根据现场岩土工程施工工况采取措施，防止混凝土碱集料反应，在搅拌过程中使用生活饮用水。将混凝土材料运送到施工现场后，浇筑时应当保证浇筑高度小于1.5m，若在特殊情况下浇筑高度无法满足上述要求时，则可选择采用溜管深入的方式控制浇筑高度[4]。在浇筑的同时，采用插入式振捣棒对混凝土振捣，并按照图1顺序移动，防止出现浇筑遗漏的问题出现，确保浇筑的均匀性和密实性。

完成对相关浇筑处理后，进行支护结构的拆除处理，支撑拆除工作是岩土工程施工中最重要的一项施工任务，在完成对混凝土的振捣浇筑后的8.0d～12.0d内，对混凝土结构强度进行测试，若强度已经达到要求，则可对支撑结构进行拆除；若强度仍未达到要求，则需要在一段时间后重新进行混凝土强度测试，直到强度达到标准后，对支撑进行拆除。在拆除的过程中还需要严格控制拆模力度，完成拆模任务后，要对拆下的支撑结构进行检查，若存在漏口则需要及时进行修理。

选择对称拆除法作为支撑，在进行内撑结构拆除时，应先在填土方位置设定一个厚度在450.0mm～550.0mm范围内的混凝土层，以此层替代支撑原始支撑结构。支撑结构优选C10混凝土，通过此种方式，确保相关施工材料符合质量标准，完成预设工作后，即可进行内支撑结构的拆除[5]。以此种方式，完成对深基坑结构的支护施工处理。

2 实例应用分析

上文基于理论层面，对基坑支护技术展开设计研究，考虑此项技术的实用性与有效性直接关系到岩土地质结构的稳定性，因此，需要将方法投入使用前，对施工方案进行实用性检验。

此次实例应用分析的试点场所为济南地区，此地区中大部分矿山岩土工程属于低山丘陵环境。施工区域的地理位置为：东经106°42′01″～106°44′45″，北纬22°54′30″～22°55′45″，矿区占地面积约为3.53km2。勘查区中心坐标：东经106°43′05″，北纬22°55′02″，交通比较方便。施工区域的基坑挖深为杂填土，顶部埋深在3.0m～6.0m之间，厚度在5.0m～10.0m之间，由于土层沉积年代较长，因此土层结构整体的可塑性较差，土层松软。为确保后续施工作业的有序实施，在开展施工作业前，调派技术人员，对施工区域进行现场勘查，勘查后得到深基坑区域的土层参数与对应土层的状态。相关数据如下表1所示。

在掌握支护施工区域的地质环境后，根据地质条件，设计标准化的作业工艺流程，并选择对应的支护结构类型，布设施工区域作业条件，完成施工后，进行支护结构的拆除。

施工前，采用地质勘查的方式，记录对应的基坑深度、施工区域土层厚度，完成施工后，由现场技术人员使用专业的地质监测设备，进行基坑是水平位移与相对水平位移的检测。前者可直接使用现场检测设备进行实验数据的记录，后者则需要在确定监测点后，通过监测点对地位移与支护基坑整体结构的对地位移之比进行计算。相对水平位移是用于评估整体结构位移量最有效指标，因此，需要在完成现场作业后，进行对应监测点实验结果的输出，通过此种方式，实现对本文支护技术的综合评价。

按照上文所述的方式进行深基坑现场施工作业，完成后，选择基坑内6个不同土层的支护点作为位移监测点。完成对监测数据的统计与整理后，导出数据，将对应的数据整理成表格，如下表2所示。

从上述表2所示的实验结果可以看出，不同监测点均存在一定程度的水平位移，但基于整体层面分析，水平位移量较低，相对水平位移<1.0%。即深基坑现场支护作业是一项综合型工程，施工行为与作业项目无法在真正意义上实现对所有外界干扰因素的排出，但显而易见的是，本文设计的施工技术在实际应用中，可将不同支护点的水平位移控制在10.0mm范围内，将相对水平位移控制在1.0%以内。以此种方式降低位移量，从而提高基坑结构整体的稳定性。

3 结语

在进行基坑支护工程质量验收工作时，第三方机构对于此方面工作没有一个统一的评价标准，导致工程安全事故发生的频率较高。为解决基坑施工作业中存在的问题，本文进行了支护技术的深入设计。完成设计后，选择的试点场所为济南地区，以实例应用的方式证明，设计的施工技术在实际应用中，可将不同支护点的水平位移控制在10.0mm范围内，将相对水平位移控制在1.0%以内。