基坑支护施工技术在建筑土木工程中的应用探究

陈英

0 引言

基坑支护施工面临的地质条件、水文情况、地下管道都比较复杂，施工难度比较大，因此需要加强基坑支护技术在建筑土木工程中的应用，针对岩层特点、基坑深度等情况进行具体化的分析，提升施工质量，为建筑工程施工质量打下基础。

1 工程概况

该工程建筑面积达到149 500m2，属于超深、超大型基坑支护施工，基坑平均深埋26m，局部深埋32.56m。对该工程进行分析，该工程周围都有大型建筑，且土质结构比较复杂，岩层、土质情况比较复杂，该工程上层土质为粘土，深度为1.5～2.5m之间，粘土下是碎石层，深度大约在2.8～3.8m。同时该施工场地含有丰富的地下水，地下水的性质为酸性，对钢筋混凝土结构有一定的腐蚀性。

2 基坑支护施工技术在建筑土木工程中的应用

随着建筑行业的发展，基坑支护施工技术不断被开发，在建筑工程地基施工中得到了广泛运用，包括混凝土桩墙支护技术、土钉墙支护技术、排桩和地下连续墙支护技术、深层搅拌水泥土桩支护技术等，有效保证了施工质量。不同的技术有不同的应用条件，因此在基坑支护技术应用过程中，需要根据地质条件、环境条件以及基坑深度等因素进行合理的选择应用，按照施工流程（如图1 所示）进行合理的施工，从而保证施工质量符合建筑设计要求。

2.1 基坑支护技术

基坑支护技术在建筑土木工程中应用比较广泛，有着巨大的作用，为地基提供了较大的防护作用，保证了建筑地基边坡的安全性和稳定性，能够有效应对自然灾害，避免出现地基滑坡、位移、塌陷等问题，最大程度保证了建筑质量。在基坑支护施工技术应用过程中，施工人员需要对技术进行深入了解，坚持以下原则，充分发挥基坑支护技术的作用，保证施工质量。

（1）在施工过程中，基坑支护技术要保证符合相关技术标准，应对突发事件的考验，增加地基的承受力，从而最大可能地保证施工质量和施工安全[1]。为了提升土地资源的利用率，需要保证基坑开挖的深度，根据建筑高度的要求合理控制基坑开挖深度，保证地基的承载能力。

（2）要提升基坑支护技术的安全可靠性，用更加合理的基坑支护技术保证施工质量，防止因技术问题影响施工的进度、安全和质量，同时有效把控成本，提升工程的经济效益。

（3）对基坑开挖作业区域进行严格的划分，根据技能的环境差异进行具体分析，制定合理的施工方案；同时要减少周围环境的影响，避免发生安全事故，对基坑支护施工提出了更高的要求。

2.2 混凝土桩墙支护技术

混凝土桩墙支护技术是地基钻管完成后，进行混凝土灌注，制作混凝土桩，在应用该技术时，孔深和孔径是影响施工质量的重要指标。在施工过程中需要根据设计要求施工，首先要对场地进行平整，保证场地的清洁，然后经过防撞位置测定、护筒埋设、钻孔作业、清孔作业、钢筋笼安装、二次清孔作业、混凝土灌注作业完成混凝土桩浇筑。在应用混凝土桩墙支护技术时，需要确定孔桩的分布位置，保证其合理性；在钻孔作业时，要把握好钻孔速度，同时做好清孔工作，控制孔底沉渣的厚度；在钢筋笼安装结束后要进行二次清孔，保证孔的清洁度。

2.3 土钉墙支护技术的分析

土钉墙支护技术是基坑支护中常见的方式，其结构比较简单，操作比较便捷，具有较好的性价比。在操作时，一般只需要对加固土体、混凝土面板和密集处土钉进行合理运用，即可达到很好的支护效果。该技术一般适用于地下水以上的粘性土和砂土，因此，实际施工过程中，需要做好基坑的排水系统，保证地下水顺利排除；同时要加强对水泥浆的稀疏度以及灌注度的把控，保证能够对支护墙进行有效的保护。在基坑支护中，土钉墙支护技术应用比较广泛，需要加强技术工艺的把控，充分发挥出土钉墙支护技术的作用。

2.4 排桩和地下连续墙支护

在基坑支护施工过程中，施工场地周围的环境比较复杂，应用排桩和地下连续墙支护技术可以控制支护效果，缓解支护变形，降低渗水情况。该技术具有很好的防渗透性，刚度比较大，主要由防渗帷幕、支撑和围护墙组成，具有较强的承载力，能够充分发挥排桩和地下连续墙的支撑作用，减少工程渗漏情况。在具体施工中，可以根据实际需求控制墙体的长度，将其作为永久性建筑重要组成部分。但是该技术不适用于含水量丰富的细砂层和卵石层，施工过程中需要根据实际需求进行合理的选择。排桩和地下连续墙支护技术在高层建筑中应用比较广泛，有效保证基础施工的质量，在施工中，需要根据建筑的实际特点进行具体的实施，保证技术应用效果。

2.5 深层搅拌水泥土桩支护

深层搅拌水泥土桩利用特定的能进入土层深处的搅拌机设备，将喷射的水泥浆利用固化剂和地基土搅拌形成水泥土桩，硬化后形成水泥土挡墙[2]。在实际应用过程中，可以设计多排桩连接成为水泥土挡墙；同时可以设计成为格栅式，从而提升其强度和厚度。深层搅拌水泥土桩支护技术应用比较灵活，可以根据工程的实际需求进行调整，从而根据工程的实际需求对支护墙体的厚度和强度进行调整，以保证工程质量为前提，尽可能降低施工量，节约施工成本。

2.6 钢板桩支护技术

钢板桩有槽钢板桩和扎锁口板钢板桩两种。一般槽钢板桩用于深度低于4m 的基坑施工；扎锁口板钢板桩一般应用于基坑深度在7～10m 的工程中。扎锁口板钢板桩在深基坑施工中应用较多，扎锁口板钢板桩是基坑支护中广泛使用的材料，钢板桩表面一般有槽口，可以适用于软土层。在土方开挖前将钢板注入基坑边缘，并做好各钢板之间的连接，从而确保钢板有良好的挡土、防水效果。在土方开挖施工中，分层进行土方开挖；施工完成后可以回收钢板。钢板桩支护技术具有较高的性价比，能够实现土层和水的隔绝处理，操作比较简单，具有较好的防水性能，但是需要适应现场的施工环境。

3 注意事项

3.1 加强勘察和设计工作

在基坑支护施工过程中，需要面对复杂的地质条件，基坑施工时面临着复杂的环境，土壤的性质、地下水的走向、土层和石层的稳定性以及地下复杂的管道都是影响基坑施工的重要因素，其施工难度远远大于地面工程，存在着较大的安全隐患。因此，在实际基坑支护工程开始前，需要做好前期准备工作，对施工区域的地质和环境因素进行勘察，根据工程的特点以及施工勘察的情况，选择最佳的支护方式。基坑支护方式的选择需要尽量避免对周围环境、居民生活造成影响，在施工过程中要尽量使用绿色环保材料，及时清理建筑垃圾，避免对环境造成损害，影响居民正常生活。在基坑支护工程设计过程中，要保证上层建筑结构的荷载能力需求以及地下主体结构的安全，因此，要进行合理的设计优化，控制基坑深度、合理的选择基坑支护方式。

3.2 控制施工要点

在施工过程中，需要根据场地勘察结果以及设计图纸合理制定施工方案，然后严格落实施工方案，强化技术交底工作，让施工人员能够把控施工设计的核心理念和关键技术指标。在进行施工之前，需要做好准备工作，对场地进行平整，选择合理的施工设备，准备施工材料，满足施工要求。要加强对于施工技术的控制，当设备就位后，可以开始施工作业，在施工作业过程中，要加强对施工情况的判断，及时跟踪测量，实时掌握施工进度，避免在施工过程中，未按照要求进行对施工质量造成影响。

3.3 及时处理突发事件

基坑支护施工由于地理环境比较复杂，在施工过程中可能会出现突发事件。例如施工过程中的地下水渗透、支护流程出现问题、防护措施不到位等，都可能引发安全事故，严重影响基坑施工。当地下水渗透严重时，需要及时查找漏水原因，堵截漏水口；同时基坑施工中可能会出现地坑隆起等情况，需要及时调整挖土顺序，采取不连续等方式进行承台的开挖，合理地使用配筋垫层进行坑底敷设，然后用砂包增强承压力，从而保证施工质量。基坑施工过程中的突发事件有很多，需要施工人员及管理人员具有过硬的专业技能和施工经验，根据施工实际情况合理选择，及时制定应对措施，保证施工工作顺利开展，提升施工质量。

4 基坑支护施工技术存在的问题

4.1 基坑支护技术形式多样

随着建筑行业的发展，土木工程基坑支护技术类型多种多样，按照支护形式、支护方式可以划分为多种类型，从而适应不同的地质、水文条件及项目需求，保证施工质量。在实际施工过程中，需要施工单位充分结合项目的实际特点和需求，合理地采用基坑支护技术，最大化发挥支护效果，为土木建筑工程提供安全保障。虽然多种多样的基坑支护技术为建筑土木工程质量提供了保证，但是从另一个角度来说，给设计人员提出了更高的要求，需要更加科学、合理地选择施工技术。在施工过程中，由于对地质情况了解不够全面以及设计人员缺乏经验等问题，在面对多种多样的技术时，缺乏足够的判断能力，支护技术选择比较纠结，无法充分发挥其作用。

4.2 施工难度相对较大

我国幅员辽阔，各个地区的土地资源情况不一样，建筑面积也存在着差异。随着城镇化的发展，为了缓和城市发展和土地资源之间的矛盾，高层建筑越来越多，进一步提升了建筑工程基坑支护的难度，尤其是面对复杂的地质和水文条件。在基坑开挖过程中，基坑周边可能会出现滑坡等情况，需要利用有效的基坑支护措施，保证支护效果，避免给周边环境带来影响。传统的基坑支护施工只注重平面问题，忽略了周边的空间效应，因此，在新时期要合理应用基坑支护技术，降低对地下管道、周围环境的影响。

4.3 安全隐患较多

基坑支护工程往往是在地下进行，在基坑施工过程中会对地质环境造成影响，如果未合理使用基坑支护技术，无法发挥应有的作用，可能留下众多的安全隐患，影响建筑土木工程结构稳定性，引发安全事故，甚至会引发社会问题。尤其是随着建筑行业的发展，对基坑的深度要求越来越大，有的建筑基坑深度已经达到40～50m。基坑深度越大，支护工作的难度越大，在实际施工中要更加重视基坑支护工作，避免发生坍塌等问题，既影响施工周期，同时产生较大的安全隐患。此外，基坑施工时面临着复杂的环境，土壤的性质、地下水的走向、土层和石层的稳定性以及地下复杂的管道都是影响基坑施工的重要因素，其施工难度远远大于地面施工，存在着较大的安全隐患。因此，需要加强施工现场管理，合理地使用基坑支护技术，保证施工效果，提升土木建筑的安全性。

5 基坑支护技术优化策略

5.1 重视施工设计

在建筑土木工程施工过程中，不同的支护方案有着不同的特点和支护效果，也存在一定的不足。因此，在设计基坑支护方案时，根据实际情况，结合建筑需求进行合理的设计；设计完成后需要经过专家的指导、论证，选择最佳支护方案，保证建筑土木工程的安全、稳定，从而为施工提供便利。

5.2 确定基坑支护安全等级

在基坑支护施工过程中，需要根据周围的环境情况、基坑支护深度、地下管线情况、地下水条件以及施工破坏程度等因素，科学的确定基坑支护的安全等级。因此，需要在施工前做好勘察工作，针对周围施工环境的复杂程度、管线、建筑、道路情况进行衡量，对其破坏程度进行等级划分，从而明确基坑支护的破坏后果。同时，在施工中根据地质条件，分析基坑支护的复杂程度，做好相应的应对措施，保证基坑支护施工工作的安全。

5.3 合理选择基坑支护方式

在土木建筑基坑支护施工过程中，有众多的技术类型以供选择，且不同的技术类型适合于不同的施工场景，为了保证施工质量，必须合理地选择基坑支护方式，从而使基坑支护作用达到最大。例如，针对地下水位比较高的区域，可以采用泥浆护壁成孔灌注桩技术；对于山区的桥梁工程，岩层的稳定性至关重要，可以选择悬臂式支护方式；对于平原地区房屋建筑，可以选择排桩式支护结构。在进行支护方式选择时，需要根据实际情况进行选择，需要对施工场地进行全面勘查后决定，切不可仅凭工作经验进行判断，必须以科学的数据报告为基础，合理地选择支护方式，保证施工质量。

5.4 加强基坑支护作业监测工作

在基坑支护作业过程中，必须加强支护作业监测，保证施工质量，及时发现存在的问题并进行处理，避免问题进一步扩张，造成最大的损失。在实际施工过程中，需要从以下方面注重强化施工质量：

（1）要加强土方开挖施工。在土方开挖时一般采用机械设备进行大面积开挖，在距离坑底30cm 的时候转为人工开挖，从而从开挖深度进行有效的控制，避免对基地造成不利影响。在基坑的侧壁和工程桩，需要加强防护工作，在机械作业时需要保持一定的距离；在距离低于10m 时需要采用人工开挖的方式，同时避免机械来回碾压，从而保证侧壁和工程桩不受影响。在施工过程中应该及时将土方转运出使用现场，严禁将土渣置于基坑四周，增加支护结构的压力，影响结构的稳定性。

（2）加强基坑排水施工。在施工过程中由于地下水渗漏和基坑积水，会影响支护装置的稳定性，因此需要对水进行排除，保证施工活动顺利开展。在排水时可以在坑底设置排水沟，将水引入集水井，同时可以和深降水井相结合进行排水。在排水时要避免淤泥对坑底造成堵塞，保证水的流通性。

（3）强调基坑施工监测。为了保证基坑施工质量，需要对基坑施工进行监测，对支护结构的稳定进行全方位的检测。在施工监测时要加强信息技术的应用，对潜在的施工风险进行预警。施工监测的项目有很多，例如基坑坡顶水平位移和垂直沉降，深层土地的位移、水位的变化等。在检测过程中需要注意检测仪器的安置点，一定要具有代表性，同时要做好设备的防护工作，及时做好数据，出现异常及时报告。

6 结论

基坑支护技术在建筑工程地基施工中被广泛应用，在实际施工过程中，需要根据工程的实际特点，落实基坑支护技术施工原则，合理地选择施工技术，加强勘察和设计工作，把控施工要点，及时处理突发事件，同时制定有效的基坑支护施工优化策略，确定基坑支护安全等级、优化设计基坑支护方案、加强基坑支护作业监测工作，从而保证基坑支护施工质量，为建筑土木工程施工奠定坚实的基础。