建筑工程施工中深基坑支护的施工技术

尹学亮

上海市工程设备监理有限公司 上海 200120

本文首先对深基坑支护施工进行简要的概述，然后列举建筑项目施工中深基坑支护技术常用类型，最后结合某建筑工程深基坑支护施工为案例提出支护桩、土钉、锚喷施工中所需要注意的问题。

1 深基坑支护施工特点概述

随着建筑楼层的逐渐增加，为确保建筑结构的稳固性，在建筑项目施工中深基坑技术得到广泛的应用。深基坑支护施工主要包括三方面特点：深度大；容易受到外部环境的影响；要求严格。为提升土地的利用率，建筑结构和地基所受负荷逐渐增加，对建筑稳定性、安全性造成严重的影响。深基坑支护能够为地下施工环境以及深基坑周边环境的安全提供保障，降低施工过程中安全事故发生的概率。对深基坑进行支护，是在建筑工程施工过程中必不可少的技术手段。随着深基坑支护技术的不断应用和发展，相关规范、标准也逐渐完善，在实际施工中需要结合具体项目具体情况明确控制基坑深度。因为深基坑施工中容易受外部自然因素的影响，因此，在深基坑支护施工作业开展前需要做好水文地质勘探工作，全面分析确定最佳支护方式，确保施工质量。另外，在建筑项目深基坑支护施工中存在大量的不稳定因素，为确保施工质量，有效把握不稳定因素，需要结合以往施工经验和现建项目情况制定应对措施，以免对基坑的稳固性产生影响。通常情况下，深基坑支护施工需要临时性防护，部分施工单位没有加以足够的重视，在实际施工中所投入的人力资源、物力资源、财力资源较少，未制定应急预案，存在一定的施工安全隐患，对建筑项目施工安全性和进度产生影响。

2 建筑项目施工中深基坑支护技术常用类型

2.1 搅拌支护

在建筑项目中深基坑支护搅拌技术应用较为广泛，该技术的应用是将水泥等固化剂和软土混合，用搅拌方式促使这些内容物彼此间产生物理、化学反应，形成均匀结构混合物，提升支护结构稳定性和硬度，能够避免基坑出现变形、坍塌等情况，防止出现水土流失情况。另外，该技术的应用能够避免地下水、地表水渗透，有效在深基坑中降低施工人员排水时的工作难度，减少施工作业中存在的安全隐患。工程开展初期，施工单位需要对基坑开挖作业加以充分的重视，保证在复杂的施工环境中基坑深度达到设计要求和标准要求，为后续施工作业的开展奠定基础。施工时，施工人员需要注重环境保护工作，对挖出的土方进行及时的运输清除，避免扬尘造成大气污染。针对不同的土质情况，搅拌技术具备着不同的施工方法，可以被应用于各种地区的施工现场内，发展前景较好。

2.2 钢板桩技术

钢板桩技术有无锚版桩和有锚版桩两个类型，其中有锚版桩更适宜被应用于深基坑的支护中。对于该支护技术的应用首先需要明确钢板材料，保证钢板由锁口热轧轻钢制成，并将钢板装配连接起来，形成耐用坚固的钢板墙，在深基坑施工中达到防水挡土作用，对深基坑加以加固处理。常用的钢板装配方式有单独打入、双层围檁和屏风式三种。应用该技术主要是应用钢板等高硬度材料，因此对于变形要求比较低，在深基坑施工中具有良好应用效率，同时具有施工灵活、成本低、材料重复使用等优点[1]。

2.3 土层锚杆

施工人员在未开挖基坑土墙上钻孔，把钢筋、钢丝束以及钢绞线等依次放入孔中，之后灌注泥浆。待孔中泥浆硬化之后，形成地脚螺栓。把锚一端固定于基坑土层内，另一端和周围构筑物、建筑物连接，并施加一定的预应力。在深基坑支护施工中，锚杆体、基坑结构承受风荷载与水土压力，可以有效保持好构筑物的稳定，并且具有占地面积小、制作工期短、造价低廉等优点。对于该技术的应用需要严格按照施工规范与技术要求，结合项目实际情况确定施工参数。例如锚杆的上排、下排间距需要大于3m，锚杆的倾斜角需要控制在10°至45°之间，锚杆的覆土厚度需要大于4m，锚杆的长度需要大于5m。这种技术主要应用于施工条件较好的基坑中，防止周围发生滑坡或者坍塌。

2.4 土钉墙技术

该技术的应用指的是把大量的土钉钉进土结构内，进行钢筋网铺设作业，向其钢筋网的表面喷射混凝土，构成厚度适中的面板。当混凝土硬化之后，形成由土钉、钢筋网以及混凝土材料所形成的支护结构，抵抗墙后土所产生压力，保证深基坑施工中结构稳定稳固。该技术多用于边坡加固中，适用在含有大量水分粘性土、粉细砂类型地基中。深基坑后续施工时，土钉墙内土钉和周围土层产生相互挤压作用力，提升土体的强度，有效约束土层的稳定性。另外，土钉墙能够承受较大的荷载力，避免出现突然坍塌情况，提升边坡塑性的变形速度，克制变形。

为土体置入钢筋，是相对来说便捷的一种深基坑支护技术，也被形象的称为土钉技术。在土质相对坚硬的施工场地中，可以应用土钉技术，一方面能节省人力物力节约时间，另一方面不需要太多经验和专业性的实践，操作难度不大。土钉支护技术的步骤为在深基坑边缘位置铺放钢筋，使钢筋能够组成网状，再为其喷涂砼面层，使得钢筋组成的钢筋网能够和深基坑边缘的土方边坡合为一体，相互之间牢固的黏贴。使用这个方法有需要搭建止水帷幕的可能性。在钢筋与钢筋之间出现空隙时，就要利用起如水泥土搅拌桩等材料防止地下水渗漏，隔离基层内与基坑外的环境，使已经深基坑中已经被排净的地下水不会复流回基坑，保障施工过程中的安全性和稳定性。土钉支护技术适用于坡面斜度较大的墙面，是一种重力式的柔性支护结构，被应用于土质较好的建筑工程中[2]。

2.5 地下连续墙技术

在深基坑施工中经常出现基坑沉降问题，不仅对深基坑施工产生影响，同时对建筑物整体稳固性和使用年限造成严重的影响。因此，可通过该技术对沉降问题加以有效解决，并确保工程结构稳固性，避免受外部因素的影响导致土体出现坍塌情况。对于该技术的应用需要在施工作业正式开展之前，对施工现场水文地质情况加以全面勘察，如果施工现场的含水量比较大较适用该技术，在施工中需要优化处理导墙施工，并结合标段的不同需求合理配置泥浆，提升施工质量。其次，施工中需重视成槽、清槽环节，并结合作业条件设置施工工序，保证各施工作业有序开展。该技术具有良好的抗渗性能、强度高，并且在建筑群较为的密集的地区具有更加显著的优势。

在地下利用施工机械挖出沟槽，在沟槽内浇筑建筑材料，建成具有多种功能的地下墙体，这种支护方式被称为连续墙支护。连续墙支护用途非常广泛，可以被用做承重，也可以被用于临时性的挡土防渗水，是非常基础和经典的深基坑支护技术。关于浇筑连续墙的墙体材料，常用材料就有八种，像钢筋混凝土、三合土、塑性混凝土等等都是地下连续墙支护技术中最常用到的基础材料。使用地下连续墙支护技术，浇筑墙体的过程不繁琐，可用材料多样不复杂，是对深基坑进行支护的常用手段。并且在施工过程中，地下连续墙的墙体刚度极其卓越，能有效减少噪声和振动、防止深基坑内渗水和进土。综上所述，使用地下连续墙支护技术，不但能满足对于深基坑支护的所有要求，还能节省成本，节约建筑资源。同时，地下连续墙支护技术还具有灵活可控的优点，能够被浇筑成任意的多边形状，支护全类型的深基坑进行施工。并且地下连续墙支护技术对地基几乎没有要求，除了淤泥状的极软地基，各种软硬程度的地基都可以支撑好地下连续墙的建造，被广泛应用在各种建筑工程施工中。

2.6 灌注桩支护

混凝土灌注桩支护法，具有多种类别和施工方法，也是极其常见的一种深基坑支护技术。使用灌注桩支护技术，可以人工也可以借助机械，过程比较灵活。其原理是在施工现场的桩位上就地打上孔，而后朝着孔内浇筑混凝土形成灌注桩。灌注桩中可以放入钢筋笼也可以不放，根据施工的需要和安危程度来进行判断。要格外注意的是，混凝土灌注桩支护法需求的操作难度较大，关于灌注桩的质量检测也更加严格，在施工时必须严格按照施工标准行动，负责对混凝土灌注桩进行灌注的技术人员必须受到过专业的培训或者拥有相关经验方可操作。当地质较差或者地下水较多的时候，不宜应用该法。因为混凝土灌注桩支护法相对其他支护法来说较差的整体性，其应用范围和应用程度都受到了限制。虽然混凝土灌注支护法也得到了很大程度上的应用，但多半存在于我国土质较好的地区，并在土质较好的地区得到了支护范围方面的优化和发展。

2.7 关于SMW工法支护

使用钢管或者H型钢，插入水泥土桩，将水泥土桩防止渗水的功能和钢管或H型钢承重抗压的功能两相结合，做成多功能的支护墙。SMW工法又被称为劲性的水泥土桩法，需要对劲性水泥土进行搅拌。该法的显著优点是噪音小并且能适应松软的土质，可以被应用于非常深的基坑之内，和深基坑支护所需完美契合，并且具备着使用材料可回收的性质，能够有效节约成本，发展前景比较好，在需要安静施工环境并且不能对地基造成影响、尤其不能对地基造成破坏的市区建筑工程之中受到了广泛应用。

3 深基坑支护施工技术在建筑项目中的实际应用

3.1 工程概括

该建筑项目位于车流量较大、地下管线错综复杂、商业集中地段。项目总面积约3000m2，建筑的主体长度设计为348m，宽度32m，设置有地下室，并穿街通过，街道宽度约43m。地下结构设计为框架结构，基坑的深度为14m，开槽范围45m*350m。支护主体是上部放坡、下部单排支护桩和预应力锚索组合支护结构，过街通道支护结构为复合土钉墙。地下水控制选择止水帷幕，降水为主、明排盲沟为辅。

3.2 支护桩作业

施工作业开展前需要对项目现场具体情况进行全面勘察，在支护桩施工中需要开展泥浆固壁、钻孔、灌注混凝土等作业。做好场地整平工作，设备当场等准备结束后进行放桩，并设置泥浆系统、蓄浆池。钻孔作业开展前对钢护筒规格合理选用，并且需要确保筒的内径比桩径大，范围为10cm至20cm。护筒的埋设高度超出地面约30cm，并使用粘性土固定桩位。护筒、桩位的重心误差不可大于50mm。之后展开钻孔作业。钻机就位前需要确保钻机底部的平整度、密实度，以免钻孔时出现误差偏大、沉降等情况。调整钻头位置，确保钻头与桩的中心重合，误差允许值为±1cm。对于钻机位置的设置应当结合施工现场具体情况，方便对钻出的土体进行及时清理。第三，施工现场所设置的沉淀池、泥浆系统需要和弃土区相邻，为泥浆的存储与巡回预留足够空间[4]。该项目中所选用的泥浆为膨润土，对膨润土、水的混合比例加以严格控制，范围为1：0.06-1：0.1，添加一定量的纯碱，调整泥浆pH值，保障黏度与胶体率，不同施工作业需要对泥浆性能加以精确控制，在泥浆制备前测试材料性能。混凝土浇筑作业中，泥浆含砂率＜2%，17pa·s＜黏度＜22pa·s。

最后，在钻孔施工中需要结合地层条件调整钻头转速与转矩。例如在黏土层钻孔中，因为阻力小，但是黏土层的吸附性强，为避免大量的黏土吸附在钻头上应当高速钻进，进土量＞斗容量60%。在碎石层钻孔作业中需要使用筒式钻头。同时钻进作业中需要适当添水，以免孔壁出现坍塌情况，钻孔结束清孔。

混凝土浇筑作业施工步骤为，导管埋设，导管规格为φ258mm，长度为4m，导管底部与钻孔的底部保持300mm-500mm的距离。灌注作业需要保证灌注充足，首次灌注导管埋深＞0.8m，对灌注速度加以严格控制，防止钢筋笼上浮、混凝土的密实度达不到标准要求。灌注中导管埋深需要控制在2m-6m，灌注标高＞桩顶+1m，确保施工作业质量。

3.3 土钉、锚喷作业

锚喷作业开展前同样需做好准备工作。施工中需要根据标准间距进行支架的焊接工作，避免对土钉的安装产生干扰，并合理设置土钉的位置，尽可能减小误差。其次，对土钉成孔、成孔角度、孔径严格控制，结合项目具体情况确定成孔位置，施工人员需根据设计图纸精准开展作业，保证钻孔孔径、孔深满足项目标准[3]。施工结束后需要对成孔质量进行检测，确保质量合格后进行土钉送入施工，将土钉插入规定深度。

3.4 质量控制

为确保深基坑施工质量，在施工中需要借助专业设备控制误差。例如，在土方施工中借助尺量、全站仪、拉线等方式控制长度和宽度误差，误差范围保持在－50mm至200mm间。借助水准仪检测坑底高程，允许误差为－50mm至0mm。通过人工观察，借助坡度尺等方式检验基坑边坡，确保误差控制在设计要求范围中。

4 总结

综上所述，当前多数建筑项目中都需要首先开展深基坑开挖作业，提升土地利用率，确保建筑项目稳固性。但是在深基坑施工中存在坍塌、变形情况，需要结合施工现场情况选用相应的支护技术。为了更有效的使用深基坑支护技术，相关工作单位和技术人员要注意对施工专业性方面的培训，不止要掌握理论知识，更要注重实践技巧，使得我国工程建设行业的整体质量能够得到提高。本文以某建筑项目深基坑支护施工案例进行分析，在支护作业中需要加强钻孔质量控制，控制泥浆质量。在土钉、锚喷作业中同样需要控制施工误差，为深基坑施工作业开展奠定基础，确保项目施工质量和结构稳固性。