浅析建筑工程深基坑支护施工技术

石宏胜

江西腾昌建筑工程有限公司安徽分公司 安徽 合肥 230000

如今，我国建筑业发展日渐迅速，城市国有土地资源可利用量快速减少，城市开发压力日益加剧，未来高层、超高层在建筑施工领域会越来越多，深基坑支护作业是当今建筑施工过程中重点管控的分项工程；其目的是在进行拟建建筑物建设过程中，确保周边相邻建筑物与周围市政配套管网的稳定性，确保周边土方的稳定性，规避基坑边坡出现滑坡等风险；起到支撑作用。

深基坑支护施工存在较大的施工难度；主要原由土方开挖后，支护结构需要承受较大的土侧压力与重力。在基坑施工过程中如若出现未按方案与图纸进行施工，极易出现深基坑支护结构破坏的情况，如边坡失稳，造成基坑塌方威胁临近建筑物及投入使用的配套工程，引发临近建筑物出现位移及结构性开裂；甚至引发地下工程安全事故，造成人员伤亡与人民财产损失。尤其是对于（超）高层建筑工程而言，深基坑支护工程结构安全稳固对高层建筑施工质量安全具有重要影响[2]。

1 深基坑支护施工技术的概念

进行深基坑支护目的是保障在后续地下工程施工过程中劳务工人生命财产安全，防治临近建筑物出现位移与结构性破坏；通过对深基坑边坡平侧面进行支撑、加固围护；一般为沿着基坑四周设置垂直或一定坡道的挡土围护结构。深基坑工程事故一旦发生，通常都会出现人员伤亡的现象，甚至存在群死群伤的风险，造成较严重的财产损失；为减少深基坑支护工程的事故发生频率，确保深基坑支护工程的安全性与经济性，深基坑施工前应由施工单位技术负责人编制专项施工方案并组织地质专家进行方案论证，施工方严格按照修改后的方案进行施工，严禁违章施工[3]。深基坑支护结构一般是在待建建筑物四周一定距离内；且在土方开挖面以下插入设计深度的桩、钢筋锚杆或者混凝土墙体形成的围护结构；深基坑支护形式有土钉墙、排桩支护、桩锚、排桩悬臂、地下连续墙支护、土钉墙+喷浆锚固支护，逆作拱墙、原状土方放坡等。基坑围护结构可以减小与控制基坑外土体挤压围护结构产生的侧向位移与水平位移。深基坑支护形式在实际运用中多采用土钉墙+喷浆锚固支护、地下连续混凝土/排桩支护；土钉墙一般采用螺纹钢筋作为锚杆，地下连续墙/排桩支护多采用钢筋混凝土结构进行支护；并在基坑围护结构侧壁设置泄水口（内敷漏水网）。深基坑支护结构（如支撑、围护桩、土钉墙）的受力和变形是逐步变化的；从基坑围护结构的受力情况与施工经验分析，支护结构位移主要是围护桩、墙的水平位移与竖向位移；另外可能有由于基坑降水不及时造成的基坑土体出现变形隆起；围护结构外土壤内的地下水无法有效排除，造成的围护结构外的土体沉降变形，增大土的侧压力与加大土的容重；基坑围护结构投入使用过程中基坑边缘堆载与行车靠近基坑边缘，增大围护结构的侧向压力。由于国内城市化进程迅速，我国大中型城市内可供使用的建筑用地开始陆续不足，为了节省建筑用地与提高土地价值；大多数城区新兴建筑物多采用（超）高层建筑、配套地下车库开发模式；这无形中对（超）高层建筑地下工程施工技术、质量与管理提出更高要求；因而为满足建筑业发展需求；我国目前需大力发展深基坑施工技术，以保证高层建筑基础施工结构稳定与提高施工安全度；逐渐成熟的深基坑施工技术是我们高层建筑施工的保障措施。

另外，经过多年的深基坑支护结构的实践应用与改进，深基坑支护结构的施工技术知识已逐渐丰富；并获得较多实践依据，深基坑施工技术也得到不小的完善，逐渐形成一套强有力的深基坑支护体系。在不同的施工情况下，我们已能根据不同的地形、地势和经济条件的要求与限制，选择最优的支护结构形式，确保支护结构安全与经济性。在深基坑工程施工时，建设方组织地勘单位进行施工前地貌勘探、聘请有执照的基坑支护设计单位进行基坑支护工程前期设计，邀请承建方、监理单位进行基坑支护施工图的联合会审、施工单位编制深基坑专项施工方案与组织地质结构专家联合论证；在施工过程中施工单位督促基坑支护单位做好自检，项目部详细检查，监理单位终检等。这不仅保障了深基坑工程的安全施工，可以有效防治施工中出现邻近建筑物倒塌、基坑土体崩塌等问题，保障基坑内施工人员的生命安全。大力发展深基坑支护技术可以更高效保障超高层建筑基础工程施工质量与安全；使得我国建筑业迈向更成熟的发展阶段，强化我国基建能力。

2 高层建筑工程深基坑支护施工技术流程分析

2.1 地基勘探

根据场外的坐标控制点在土地规划范围图上进行勘探点的标识；提取勘探点坐标，并对勘探点进行标号；在施工现场使用RTK标记出勘探点，确保能提取场区内原地貌的土层原样，查明钻深范围内地下水的赋存情况；初步勘察时勘探点平面位置允许偏差±0.5m，高程允许偏差10cm；详勘时，平面位置允许偏差±0.25m，高程允许偏差±5cm。开钻前应根据勘探点布置图进行勘探点复核；因现场条件限制，勘探设备无法到达的，需临时变更勘探点位，将实际钻探位置标记在平面图上，注明与原探点的偏差尺寸，方位和地面高差；地勘勘探孔径应根据钻探目的和钻进工艺确定，采取原状土样的钻孔，孔径不得小于91mm；仅需鉴别地层的钻孔，孔径不得小于36mm。

钻井过程中遇到地下水时，应当即停止钻进，使用工具量测初见水位，为获得单个含水层中的静止水位，对砂类土停钻时间不少于30min；对粉土不少于1h；对粘性土不少于24h，并应在全部钻孔结束后，在12h内量测各孔的静止水位，水位允许偏差为±10mm[4]；钻孔成果中的平面图除表示实际完成钻探点位之外，也要提供各点的坐标、土层分布深度、地下水位深度，采用黄海高程系标示。

2.2 测量放线

根据规划部门提供的测量控制基准点与建设单位提供工程规划图，组织测量小组建立项目施工控制坐标网；并在项目现场进行控制点的测量放样与保护，坐标控制点由建设单位邀请当地测绘院测放在临近永久道路地面上，不少于3个控制点，并移交给施工单位；施工单位技术人员根据移交坐标点数据使用GPS/全站仪复核场外的控制点，误差控制在±10mm内；复核无误后根据测量控制点往场内引测场区坐标控制点；场区控制点放在场区基坑外围；并采用钢筋混凝土桩进行标识与定型护栏进行围护。施工单位技术人员根据单体楼栋的设计图纸与规划图确定基坑开挖线和控制点坐标，并在CAD图内进行基坑开挖线的描画与坐标点提取；由项目测量人员用全站仪测量控制点位置，使用钢筋头进行临时标识，拉好施工线后施撒白灰进行开挖线的标识；在基坑降水达标后根据土方开挖交底进行基坑土方开挖工作；开挖时确保基坑平面位置准确。根据建设单位提供周围配套附近管线进行准确标识，并在上面覆土范围进行钢筋桩配彩旗进行标识，对于需要改迁的管线，及时沟通建设单位进行迁改；对待建建筑周围现有管线喷红色漆进行标识，避免施工时损坏。施工方完成测量放线后及时上报监理工程师检验，有条件的邀请规划局进行复核，经复核确认无误后方可作为后序施工的定位依据。

2.3 深基坑土钉墙支护技术

土钉墙支护技术主要是采用土钉加混凝土加固基坑，以此保证基坑支护结构的质量，有效提高基坑结构的安全稳定性。土钉墙支护技术的主要施工步骤为，首先进行基坑边缘土方平整，然后进行基坑降水至开挖面下0.5-1.0m后，进行深基坑开挖，土方开挖多余土方应及时进行外运，严禁场区内堆载。基坑开挖到第一道土钉施工标高下0.5m后，安排机械设备对基坑边坡进行修整及划坡，然后根据深基坑支护方案对基坑边坡墙面进行放线测量，根据测量的结果确定土钉位置，施工人员采用钢筋桩标记土钉位置，然后使用螺旋钻孔机进行土钉钻孔，根据图纸设计深度进行钻孔，略微深0.2m；以确保土钉成孔达到设计的深度，有效地减少土钉钻孔塌孔引发的土钉深度不足所带来的安全隐患，保障基坑施工人员的生命安全。

当钻孔工作进行时，为了能够提高施工的质量，需安排专人及时的记录土孔的编号，一边记录一边复核钻孔深度；对于深度达标的土孔；可以将符合设计要求的土钉打入到土孔中，当全部土钉都根据设计要求插入一定深度后，可以对其进行灌浆操作。注浆材料采用PO42.5级水泥，水泥浆水灰比宜为0.4-0.6，土钉注浆料拌合均匀，注浆液使用控制在2h内，严禁使用初凝后的浆料；注浆压力为0.4-0.6Mpa，使水泥浆液从孔底逐渐上冒，孔口泛出水泥净浆后，拔出浆管，每拔1.0m均进行补浆；待首层土钉凝固后进行面层钢筋网绑扎，相邻施工段钢筋网进行有效搭接；并在墙面上进行泄水孔管道预埋并保护；然可进行喷浆锚固后；进行下一层土钉位置开挖施工。采用深基坑土钉墙支护技术施工成本相对较低，施工操作流程相对简单，因此能有效提高施工的效率，加快完善基坑支护结构，减少对周围环境的破坏。

2.4 基坑支护结构监测

根据《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012、《建筑深基坑工程施工安全技术规范》JGJ311-2013、《建筑基坑工程监测技术标准》GB50497-2019规范，基坑工程监测内容如下：

2.4.1 周围环境的监测

在基坑开挖前，结合施工现场情况，按照深基坑方案在基坑开挖边线外0.5m左右位置设置观测点，单边监测点数量不少于3个，水平间距控制在20m内，并使用混凝土制作定型桩，并基坑上口1m范围内进行C15砼硬化；以便于后续施工中进行坡顶沉降、水平位移和裂缝的观测；邻近建筑物也进行沉降变形观测。

2.4.2 深层位移监测

主要监测基坑开挖过程中支护结构与土体随开挖加深的水平位移和垂直位移随时间的大小变化情况。

2.4.3 地下水位监测

主要监测基坑开挖过程中，基坑内地下水位的变化，周边水体补给渗流等情况。

2.4.4 基坑监测要求

在施工前，承建方先了解掌握监测对象基本情况。对基坑围护结构及周围环境的水平位移与沉降监测在基坑开挖土方之前就进行，由专人记录在案。

各监测点每日观测一次，如遇位移沉降及其速率超5mm/d时，则增加观测频次。

每天观测数据由专人填入基坑观测记录表内，并在当天及时记录电子版，并每周向建设单位汇报基坑位移数据。

每天观测到的数据应绘制成图表，一般3-5天提供一次。

在基坑施工过程中要特别加强雨天和雨后的监测，以及对各种可能危及支护安全的因素进行仔细观测，出现较大位移时，第一时间上报项目经理[5]。

沉降、支护边坡水平、竖向位移观测点每30m一个、设置坑外土体深层竖向位移点沿坑边布置；道路沉降观测点每15～25m设置一个；周边建筑物沉降观测点每10～15m设置一道、每边不少于两道。基坑外侧四周30m范围内围墙、地下管线、建筑物等沉降变形监测点根据现场实际情况，由监测单位制定详细的基坑监测方案；施工中要加强雷雨天与雨后观测点监测，以及对各种可能危及支护安全的水害来源进行仔细观测。

基坑支护工程施工使用期内，承建方安排专人每日定时进行基坑巡视检查（巡视内容参照《建筑基坑工程监测技术规范》；项目技术员每日收听气象预报，发现异常气候预报及时告知，项目做好预防暴雨、大风等恶劣天气的准备。

3 建筑工程深基坑支护施工管理的对策方案

3.1 做好与设计院的勘察设计沟通工作

根据建筑工程勘察设计的规范标准要求，准确地分析拟建物的勘察设计思路，明确基坑工程施工的标准和要求。施工单位需要由专人负责与设计单位对接，技术人员对现场做好必要的工程土质勘察。结合地质水文基本情况数据，采取合理地勘数据分析方法，确定前期勘察设计的技术工作内容。勘察过程中需要结合前期和后期的数据对比，分析基坑支护现场条件是否符合设计要求与前期地勘报告情况，选择的支护方案中各项基础条件是否符合地基基础设计规范，施工中是否会出现基坑设计变更因素。施工单位需要结合实际情况，制定合理的施工方案，明确施工要求和质量标准，方案编制完进行公司内审，然后邀请地质专家进行联合会审，根据专家论证结果进行方案修改，并详细绘制出施工部位各支护截面断面图；施工方应加大对基坑支护施工前的会审技术投入，确保施工前发现问题、规避问题，这是保障工程深基坑支护技术顺利实施的前提。

3.2 做好施工监督工作

深基坑支护的管理水平关系到基坑工程施工安全与质量；在基坑支护施工过程中，建设、监理单位要重视落实监督管理工作，严抓各分项工程施工隐蔽验收，督促施工单位按照深基坑平面图、支护断面图、施工技术要求进行深基坑支护施工；以保证深基坑支护工程能有效保障施工人员安全财产。

在施工过程中，技术人员要明确土方开挖与降水方案的主要内容，对现场一线人员与基坑管理人员进行技术交底，做到标准人人心中知，基坑要点与危险点人人知；实现对深基坑施工过程的把控，确保能及时发现施工过程中的问题并做出应对措施，从而提升施工的高效性，充分保证施工的质量安全。在建筑施工中应用深基坑支护技术的目的是充分保证高层建筑的施工质量安全，能有效减少高层建筑基坑工程安全问题发生概率；保障高层建筑基坑工程能顺利完成，保障劳动人民的生命安全。

4 结束语

深基坑支护施工技术一直是建筑工程行业发展进程中一技术难点[6]，此次针对传统技术的不足之处，结合有限元分析软件技术对传统施工技术进行了优化，对提高深基坑支护施工技术水平具有重要现实意义。