深基坑施工新技术应用

深基坑施工新技术应用

章旭  毕晓波

中建八局浙江建设有限公司  310000

【文章摘要】：建筑施工技术是建筑施工行业发展的原动力，近年来，随着我国科学技术飞速发展、建筑产业规模和素质不断提升，新技术的应用在建筑工程中也起到越来越重要的作用。施工企业要抓住机遇，必须依靠科学管理，全面推进技术创新，积极启用科学成果到工程施工的各方各面。本文以深基坑施工新技术为研究对象，针对目前深基坑工程中普遍存在的问题，探索科学有效的施工新技术，旨在为深基坑类建筑工程的发展提供参考。

【关键词】：建筑工程;施工技术;新技术;深基坑

引言

随着我国社会经济的迅速发展，我国建筑规模稳步增长，水平也在水涨船高，特别是一些单项技术已赢得海外认可。但是客观分析我国现阶段的建筑行业水平，目前的施工技术依然相对滞后。究其原因，是因为建筑行业作为传统劳动密集型产业，其经济增长方式相对粗放，施工方式难以进行根本变革。为此，要提高我国建筑工程水平必须推进建筑工程科技化，积极进行科技创新和专利发明的应用，并辅以科学的管理体系。本文通过研究目前难题众多的深基坑领域，针对深基坑工程中普遍存在的问题，针对性创新预研新技术，攻克传统施工技术瓶颈，从而体现新技术在建筑工程施工中的运用和显著成效。

1  深基坑施工概况

在现代商业综合体建设中一体化布局是最显著特点，其与城市轨道交通规划紧密联系，因而大量新建建筑物深基坑工程将不可避免的位于地铁车站和隧道附近，所以施工中将面临大面积、多区块开挖以及安全要求高的难题。

近代新建建筑的基坑总体呈现出四个显著特点：

①基坑的尺寸和规模越来越大；

②基坑的开挖深度越来越深；

③基坑与周边地上、地下建（构）筑物的距离逐渐减小；

④基坑工程的施工场地环境越来越密集。

另外，许多基坑群有着临近地铁线路等地下结构的特殊性，因此，在施工过程中，一方面需在确保基坑安全施工的同时，经济有效地控制由于基坑开挖卸荷过程导致的基坑周边土体位移场和应力场的改变，保护临近地上、地下建（构）筑物的安全；另一方面还需要控制临近的地下空间开发与利用对新建基坑的影响，保护基坑围护结构自身的安全。

2  深基坑施工新技术

为攻克深基坑技术难题，现针对深基坑技术新特点，有目标有计划地研究总结深基坑相关施工技术，预研新型技术，为建筑行业的发展添砖加瓦，贡献力量。

1、时空效应理论在深基坑工程中的应用技术：

深基坑开挖支护施工中体现的时间效应影响，反映在深基坑的开挖支护施工不同的工况中，基坑支护结构与周围土体呈现出各种和时间有关的工作状态和工程问题。深基坑施工涉及的时间因素由以下几部分组成:基坑开挖所用时间、无/无支撑暴露时间、坑底暴露时间等。以上时间因素表现为不同的施工工况，各部分时间的长短，都对基坑支护结构和地表变形有很大的影响。深基坑每一工况开挖完毕后，基坑周边地表土体的沉降会随时间缓慢的增加，一般呈现抛物线型关系，深基坑周边地表沉降和水平位移示意图如下：

图1  基坑周边地表沉降和水平位移示意

He为基坑开挖深度;Hd为嵌固深度;δvm为深基坑周边地表最大沉降量;δhm为基坑最大水平位移;Lh为最大水平位移对应深度;Lv为最大沉降点墙后水平距离;x0为基坑开挖地表沉降影响范围;r为沉降曲线计算影响半径;H为围护结构深度;Δδ2为地连墙顶倾斜水平位移。

基坑周边地表的沉降量主要由以下两部分构成:（1）由于基坑开挖土体卸载,荷载减小而形成支护结构两侧存在一定压力差，导致支护结构发生一定的水平位移和变形，进而导致了支护结构外一定范围内地面的沉陷，这是基坑周边土体产生的主要变形;（2）由于土体的流变性（如蠕变、应力松弛等)引起的土体变形，蠕变引起的基坑变形发生在以下工况:

①整个深基坑开挖时间内;

②有/无支撑暴露时间内;

③坑底暴露时间内。

针对临近地铁和老旧城市管网等特殊区域的深基坑，为控制地表沉降和水平位移，采用下列施工工艺新技术：

（1）临近地铁超深基坑群分坑交叉施工高效建造技术：

针对紧邻地铁隧道沿线划分不同分坑区域，并对开挖时间与地铁隧道施工先后顺序进行排布，对比分析紧邻地铁隧道基坑的施工过程对在施/已完工地铁隧道的影响，基于地铁隧道变形评估结果，对基坑施工分坑时序以及支撑施工方案进行相应的调整，进而实现紧邻地铁隧道的超深基坑微变形绿色高效施工。

（2）紧邻老旧污水干线的超长基坑分时分区绿色高效施工工艺：

对临近污水干线的基坑，采用放坡开挖工艺实现分坑分时开挖与回筑，省去硬隔离工序，有效地利用未开挖区域土体的自身强度对围护结构的变形提供一定的抗力，稳定周围地层，进而减少临时支护结构（硬隔离）的使用量，实现超长深基坑的绿色高效施工；同时开展超长基坑内支撑分区不同步拆撑技术，有效支撑使用量，节约施工成本。

2、基于物联网技术的深基坑降排水自动控制系统应用技术：

深基坑降水向来是深基坑领域不可避免的难题，对基坑降水常采用智能监测、利用水泵24小时排水的超降排水法，建立基于物联网技术的深基坑降排水自动控制系统，实时监控坑内水位变化，自动控制水泵启停，确保基坑内水位在安全高度，尽可能减小基坑总涌水量，保护地下水和周围环境，降低自动排水施工难度，为施工安全提供保证；同时有利于规范深基坑工程的信息化施工，降低基坑现场巡视人员劳动强度，保障人身安全，提高工程经济效益和环保效益。

3、城市复杂环境下超深基坑群的施工全周期风险控制技术应用：

（1）紧邻地铁既有支护结构缺陷处理技术研究

针对临近地铁的深基坑工程，往往会存在新旧地下连续墙不能有效连接等问题，可以结合工程具体情况，采用钻孔灌注桩、MJS工法桩、混凝土板撑和应急降水井等综合技术，实现新旧地下连续墙有效连接。

（2）复杂地质环境下地下障碍物高效探测/处理施工工艺

针对深基坑工程地下可能存在抛石、水泥搅拌桩、大型平板式基础等老基础的情境，可采用雷达+瞬态面波法、钎探等工艺对障碍进行详勘，针对性选择清障机械，在控制施工成本前提下实现高效施工。

结语

深基坑工程引起周围地表沉降是不可避免的，但其影响程度可以控制。实际工程中，通过实施深基坑施工新技术，采取相应工程措施，有效控制地表沉降和基坑水平位移等变形，是未来深基坑工程开展的基础。本文提出的深基坑施工新技术，对指导工程施工具有重要意义。

文献参考：

[1]  魏宜达 深基坑支护领域施工新技术应用和发展探析[J]住宅与房地产 2019(6): 189

[2]  杜红燕 地铁施工中深基坑支护新技术浅析[J] 山西建筑 2018,44(8): 46-47

[3]  樊金彩 现代施工中的深基坑支护新技术应用研究[J] 科学技术创新 2017(21): 194-195

[4]  王玉梅 深基坑施工新技术在建筑工程中的应用探讨[J]低碳世界 2017(20): 166.

[5]  徐炜 深基坑施工新技术在建筑工程中的应用探讨[J] 建材与装饰 2016(28) : 26-27

作者简介：章旭 男 1998.9.25 汉族 浙江湖州 本科学士 助理工程师 土木工程