建筑工程中深基坑支护施工相关技术的应用

宋栋雷 山东金世纪建筑安装工程有限公司

崔德博 冠县新永兴置业有限公司

1 前言

建筑工程中深基坑支护技术不同于其他工程技术，其适用范围广且风险低，现如今被广泛运用在工程建设中。以往的工程挖掘都是直接或是放坡挖掘，对城市施工会无形增加很多施工难度，造成深基坑技术难以实施。深基坑支护技术会对于整体施工质量造成影响，甚至会影响整体施工进度，并且跟施工的经济效益产生一定的关联。

2 深基坑支护工程概述

2.1 深基坑支护工程的概念

深基坑支护技术与开挖深度有关，所有的建筑工程都会有基础开挖施工内容，但只有地质条件较差、地下施工环境复杂，或深度高达5m及以上的工程项目，才需要考虑基坑维稳措施。面对上述情形，施工人员应在基坑四周设置垂直挡土围护结构，再以桩、墙、支撑等形式，有效抵挡基坑内外部的土体压力，从而达到合理传递和分散压力的目的，以保证基坑及周边设施、建构筑物等安全。虽然只是一种临时围护结构，但其建造方式和工艺分类却十分丰富。目前，我国建筑工程中应用较多的有重力式挡墙、锚杆支护以及各种桩支护形式。在实际应用过程中，施工人员需要考虑不同工程项目所处施工区域的地质环境、地面现状和地下管线布设等条件，并结合基坑深度、支护结构的安全等级设定、支护方案的可行性及经济性等因素，确定最佳支护施工方案。

2.2 市政工程深基坑施工的特点

由于深基坑一般较深、施工条件复杂、施工难度较大，如市政工程的基坑一般为长方形，与管道走向一致，且附近地下管线较多，深度相对于工业及民用建筑而言较浅。

由于不同基坑所处的市政、地质环境不同，所采用的施工技术也不相同，即便是同一地区的基坑地质情况也不尽相同，不同的市政深基坑具有不同的特点。另外，与永久性支护系统相比，临时组建的深基坑支护系统在耐用性、稳固性等方面存在诸多安全隐患。

3 深基坑支护施工存在的主要问题

3.1 降水排水处理不当

降水排水是城市市政工程及深基坑支护工作面临的首要问题。在深基坑施工中，降水排水处理技术至关重要，一旦使用不当，将会对深基坑支护挡土结构造成严重的破坏，使其难以支撑，大大降低地表承载力，甚至带来诸多安全问题，严重影响后续施工进度。目前，市政工程深基坑支护技术一般采用轻型，或喷射井点等方法进行降水处理，但这种旧的操作方法存在很多问题，比如降水速度过快会造成地面沉降，严重破坏环境和水质。

3.2 缺乏整体性

在建筑工程施工中具有较强的整体性，如果支护工程在整体性上欠缺考虑，就可能在实际中产生交接失误等问题，对施工质量和效率产生不利影响。整体性是有效落实深基坑支护稳定性的关键保障指标，对于施工要求来说，要统筹考虑其基本参数和力学性能等方面，在能够合理化开展整体工作的前提下，有效优化工程局部细节。

3.3 结构设计缺乏合理性

在设计工程建筑深基坑支护结构时，设计结果会受到许多因素的影响。在通常情况下，工程设计人员会采用平衡理论设计深基坑支护结构。这一理论虽然在安全上符合工程施工的要求，但是建筑工程施工的复杂性，会导致支护结构出现弊端。

在实际建筑施工设计中，深坑地基施工是动态的工程结构，随着工程的不断推进，其结构会不断发生变化，并且土层的变化会导致周边土质发生滑坡或者坍塌事故。因此，不合理的设计方案会为工程建设埋下严重的安全隐患。

3.4 基坑开挖缺失空间变化因素

很多基坑开挖完成后，土坡位移都是处于中间位置，两端相对较少，导致深基坑边坡稳定性不足，长边居中位置容易发生松动。因此在基坑开挖中，要充分考虑空间变化，但是其支护结构往往按照平面进行设计，只适用于细长条基坑，在长形以及方形基坑中无法有效应用。基于此，在实际开挖中要在平面参考的基础上加入空间因素，为其质量提供可靠保障。

4 深基坑支护的主要技术

4.1 土层锚杆施工技术

实施土层锚杆施工作业期间，应当依照实际情况对孔的位置以及间距进行合理设计，制订较为完善的设计方案，确保设计无误差后再展开施工，落实规范性的施工流程。具体包括以下几点。

一是测量和定位。工作人员深入内部探究施工场地情况，按照标准要求精准检验和确定锚杆的具体位置，将各项点位的测量误差控制在合理范围内。有关安全和质量管理层组织专业性强，并且经验丰富的人员再次检验测量定位作业，避免倾角、标高以及位置出现不良问题。

二是完成测量定位作业后，再实施钻孔作业。在钻孔期间，一旦受到硬质材料的影响，钻孔作业将会受到阻碍。面对此种现象，应该马上停止钻进作业，禁止强行钻进，检验钻孔位置，研究受到阻碍的根本来源，进而采取合理的钻进方式，或者更换钻头等方式彻底解决问题，避免钻具受损致设备性能降低。

三是做好灌浆工作。要想提升锚杆的稳固性，需要保持灌浆的固定性，在该项阶段内，合理设计灌浆材料的各项比例，控制实际的搅拌时间，并且检查灌浆前期阶段作业，将杂物彻底清除干净，以此促使灌浆作业稳定开展。

4.2 混凝土灌注桩施工技术

深基坑支护技术中，混凝土灌注桩施工技术是普遍应用的一项技术，因此加大对其的研究力度极为关键。相关人员应当掌握各项要点，确定规范的施工操作流程。在灌注混凝土期间，需要按照以下流程开展施工作业。

一是钻孔前期结合柱列间隔进行排序处理，检查无误差以后，展开混凝土灌注桩施工。虽然混凝土灌注桩施工操作极为便利，但对技术水平有很高的要求，能够增强地基承载性能，为施工作业良好开展奠定坚实基础。

二是在施工期间，还需要改进和完善护坡施工，施工人员必须具备较强的技能，从而保障施工作业的稳定开展。

4.3 钢板桩支护施工技术

顾名思义，钢板桩支护施工技术的主要材料为钢板，施工人员在施工前应选择外观和性能合适的Z形、U形等钢材，采用振动捶打、静压等方式，使其深入基坑四周土体，然后采用合适的加固和连接方式，将每一块钢板进行拼接，形成独立的钢板墙，利用钢板的支撑力达到挡土支护的效果。

由此可见，该支护技术的工艺原理简单易懂，施工方式较为简单，比较适用于软土地基的施工，但需要考虑钢板桩的柔韧性。此外，该施工方式对周边环境有着一定要求，只适用于深度小于8m的基坑。

4.4 地下连续墙施工

地下连续墙防水支护主要原理，是在防水泥浆对地下基坑的围墙护壁侵蚀作用下，利用特定的多层挖槽保护设备对其进行多层挖槽，通过多层浇筑钢筋混凝土层的形成，使其具有一定的防水保护性能和浇筑强度比同等级的单层钢筋混凝土强。

在实际建筑施工中，地下基坑连续墙体的支护基层结构，多数应用于一些施工环境条件较复杂，以及地下基坑基层开挖施工深度一般在10m以上的建筑工程中。在所有的深开挖基坑基层支护系统结构中，地下施工连续墙基层支护系统是结构最强的一种类型，适用于各种对地下施工环境条件质量要求较高以及各种软弱混凝土层中。

由于地下连续墙施工噪声低，整个施工过程对居民生活影响不大；支撑墙的支撑刚度大，几乎不会发生墙体倒塌施工事故。它是深基坑工程的主要支护结构；地下连续墙可直接用于坚硬砂砾土层和软弱冲击性地层的支护，对墙体环境变化条件和墙体地质物理条件要求不高；在墙体施工过程使用中，可以直接采用半逆方向施法和逆方向施法，作为永久支护结构，具有较高的安全性、稳定使用性能和可观经济效益。

4.5 土钉支护施工技术

（1）土钉与挖土施工。通过土钉支护技术，利用土钉与土体之间的摩擦力，在基坑附近坡地对土层起到固定作用。施工单位在施工过程中，应确保土钉墙施工位置的科学性。由于拐角位置的土体缺乏稳固性，采用挖土施工法进行放样作业，可提高稳固性。施工单位也可采用分层法进行沟槽开挖，在深基坑施工中，施工单位应严格控制深基坑深度，分层开挖时，应先按分层的方式挖出沟槽，保证沟槽的宽度不超过6m，然后，遵循施工设计的规定，以免出现超挖情况。在土钉制作时，施工单位应选用合适的钢管，在管内打出梅花形的孔洞，孔洞间距不得小于300mm，且不大于500mm。（2）注浆。完成以上步骤后，施工单位要进行注浆和拔管，在口部通过高压注浆后完成封口作业。在施工过程中，施工单位要科学控制注浆设备的恒定压力和工作流量。（3）钢筋网制作。深基坑土层挖掘完成后，施工单位应对钢筋网进行喷射，保证喷射厚度不超过100mm。施工现场一旦出现涌水现象，施工单位必须及时注浆封堵，确保施工作业不受水流影响。

4.6 深层搅拌桩支护技术

深层搅拌桩体就是一种可以利用深层软化石灰，或者深层水泥等作为主要原料进行固化的软化泥土桩体性质，通过使用这种搅拌水泥桩的各种机器，将其与深层软化泥土中的一些强制性物质，进行多次搅拌或者混合固化到一起，直接形成深层软土桩体，使得深层软土中的强度、水稳性、整体性等各项软土性能指标都能够达到行业标准。

对深层轻质淤泥钢筋混凝土搅拌桩来说，其结构特点主要适宜于采用人工混合处理深层轻质淤泥、淤泥质土、粉土和其他土质含水量较高的各种轻质和强黏性钢筋混凝土作为地基，优点主要体现在：（1）其施工技术主要是将基础养护剂与原有地基软化黏土原位混合，最大限度地充分利用原位地基土；（2）在施工混合过程中，原有地基的软土不会被横向挤压，对周围恢复的旧建筑环境影响不大；（3）根据不同地块、不同建设项目的技术要求，选择各种养护剂；（4）由于施工搅拌过程中产生的气体振动小，无化学污染，可在附近居民区进行施工。

4.7 排桩支护技术

在深基坑支护工程施工期间，应用排桩支护技术产生的效果良好，其中，防渗帷幕结构和支护桩结构是重要组成部分，施工中务必强化该项技术的监督管理，规范性实施技术管理控制作业。例如，从深基坑结构周围领域内对钢筋混凝土灌注桩进行设计，当多个桩体形成排桩时，既有利于保持支护的整体性，又能改善挡土性能。

通常来讲，排桩技术的应用对生态环境产生的影响非常小，不会出现噪声污染现象，而且施工技术应用简便，在各项领域内都能应用广泛。因为排桩刚度特别高，各项桩体之间一般使用帽梁加固处理，这样可以有效避免地下水回流问题和沙粒回流问题。对此，企业应当提高对工程施工的重视程度，积极总结各项经验，充分发挥搅拌桩技术、旋喷桩技术，以及高压灌注技术的优势，以此实现预期的工作目标。

5 深基坑支护技术的改进措施

深基坑支护施工期间，应当掌握多项技术要点，使用分段施工的方式实施基坑施工作业来保护坡面。开挖到圈梁高度后，借助锚杆桩开展圈梁作业，使用分成挖除技术将基坑周围的土体彻底清除，同时利用人工开挖方式，在基坑见底的过程中，应用地板垫层浇筑法维护墙体，保持良好的施工设备性能，以免发生安全隐患。

由于施工阶段的地质和地理条件有着复杂性特征，面临着极高的施工难度和风险性，所以必须进一步加大施工现场检验力度，及时检验施工机械，在保持良好施工质量的基础上记录相关情况。

6 结束语

综上所述，建筑工程项目在运用深基坑支护施工技术过程中，需要全面分析该工程深基坑的整体结构，还要系统化勘查施工区域周边的具体环境，探究支护的实际需求与特征。尤其是针对有地下水的复杂地形区域，建筑工程企业更要挑选具有针对性的施工技术，从而进一步提升深基坑支护结构的稳定性、可靠度，以更好地保证后续施工运作的规范性。