房建工程中深基坑开挖与支护施工技术的实践探讨

阳征林

(贵州熠星建筑工程管理有限公司，贵州 贵阳 550000)

当前在经济快速发展与社会快速进步的推动下，促使城市建设规模日益上升，城市的隧道、地下建筑以及高层建筑等不断增加。为了使地上空间有效节约，以及节省土地的需求也在持续上升，因此，在建筑工程中，深基坑施工在经济与技术等方面的作用非常重要。

对于支护施工，其涵盖的学科较多，并且存在一些不确定因素。在工程实践中一般借助经验判断、测量测定与理论导向相结合的方法开展设计和施工活动。若是能够对支护设计、施工以及测量等进行深入探讨，同时对相关案例应用中不同土质情况以及施工的成功经验进行总结，并提出相应的支护技术优化措施与改进建议，能够充分提高施工质量[1]。

1 深基坑支护类型

1.1 钢板桩支护

其通常采用带有钳口或是锁口热轧型制作而成，通过对钢板桩进行互相连接即能够将钢板桩墙制作出来，在挡水以及挡土方面有着广泛应用，当前直腹型、Z型以及U型较为常用，由于其施工工艺较为简单，因此在深基坑支护中有着广泛的应用。

在进行钢板桩施工过程中，可能会使相邻地基产生变形以及振动噪音问题，周边环境会被破坏，因此，在建筑密度以及人口密集的地区，会受到严重限制。并且钢板桩有着较大的柔性，若是锚拉或是支撑体系的设置缺少合理性，则会产生较大的变形，因此，若是支护深度在7m以上的情况下，则需要慎重考虑该方法的应用。另外，由于完成地下室施工之后，必须将钢板桩拔出，在拔出过程中，需要考虑对周边地表土以及地基土的影响[2]。

1.2 锚喷网支护

当前，在深基坑支护项目中，锚喷网有着广泛的应用，其是钢筋网、锚杆以及喷射混凝土的联合的简称，属于世界前沿支护技术，在跨度较大的地下工程、较高的岩土质边坡，尤其是不良地质情况下，其应用效果十分明显。锚喷网主要将一定长度的锚杆合理分布在岩土体内，和岩土体共同作用进行变为复合体，对岩土强度较差问题加以优化，同时将锚拉作用充分发挥出来，保证岩土体结构强度的潜力能够有效发挥，促使边坡更加稳定。在边坡面进行钢筋网喷射混凝土设置，能够对坡面进行充分约束，有效防止其出现变形问题，促使坡面变为一个整体。施工流程是，进行石方开挖与修坡作业、钻孔作业、安装锚杆、压力注浆、进行钢筋网挂设、钢筋焊接、喷射混凝土，最后进行下层开挖施工。若是土层缺少稳定性，则需要在完成开挖修坡施工后，需要进行增加第一次喷射混凝土[3]。

为了保证支护效果良好、促使土体强度得到有效强化，在施工过程中需要紧跟开挖的步伐，并且做到随时开挖随时进行支护，结合实际地质条件，合理确定开挖深度，通常在2m左右。该支护结构的特点为，安全性高、结构简单以及承载力高，在不同的土层中均有着良好的应用效果，有着较强的适应性。施工机械简单、噪音小、污染低以及施工灵活，不会对周边环境造成严重影响。能够与土方开挖施工同时开展，不会影响工期，同时由于其不需进行打桩施工，因此其成本低廉。

通过一些工程实践已经证明，与传统现浇混凝土衬砌支护相比喷锚支护有明显的优势，由于喷锚支护能够对土体变形进行有效控制，因此，能够避免土方坍塌和坠落问题，使土体自承效能得到充分发挥，因此，锚喷结构的受力较为合理。其可以有效节约劳动力、混凝土以及木材等资源，促进施工效率，减少工程造价。同时，锚喷支护可以对土体及时进行支护以及加固，和土体之间进行紧密贴合并将其张性裂缝封闭，使土体结构面得到充分加固，提高土体整体性、强度以及自承能力等。在出现变形现象时，其能够对土体应力进行调整，进而控制变形现象进一步发展，防止出现土体坍塌问题。

2 深基坑土方开挖施工技术

2.1 放坡技术

放坡技术通常涵盖以下情况，首先，深基坑深度相对较浅，可以借助挖掘机开展开挖作业，同时结合具体高度进行一次性即可完成开挖作业。其次，深基坑具有较高地下水位，此时需要采用运土车辆和反铲挖土机，通过协调作业可以有效开展施工活动。再次，若是深基坑土质较硬，并且地下水位较低，则应该科学设置坡度，保证运输车辆可以在底部开展运输工作，另外，还应该保证基坑边缘具有良好稳定性，为运输工作效率和安全性提供保障[4]。

2.2 直立壁无支撑技术

该技术的挡土性能与防水性能较为突出，另外，在基坑深度为5m情况下，也具有良好应用效果，借助重力式挡土墙，为基坑施工活动有序开展提供保障。同时，若是地下水位较高，禁止采用铲挖机开展基坑施工，防止边坡浸水，增加施工隐患。

2.3 直立壁内支撑施工

该技术在基坑深度大时，同时比挖土机挖掘深度大的情况下，可以选择此种施工技术，通过分层挖掘方式能够建立良好支撑面，同时基于此开展内支撑处理，在满足相关规范要求后，开展下阶段挖掘作业，进而能够充分提高支护体系健全性。

2.4 直立壁拉锚技术

若是基坑深度很大，会选择该技术开展开挖作业，另外还需要基坑下方的空间充足，为施工活动提供良好保障。该技术涵盖以下方式，即分区段挖掘与分层级挖掘，同时开展施工活动时，可以引入拉锚施工技术。应用该技术过程中，需要确保施工质量和施工进度，对锚杆位置的要求较为严格，需要和分区开挖、分层开挖范围相同[5]。

3 深基坑开挖与支护施工技术的实践

3.1 工程概况

A工程为一栋大厦，位于S市D区南四环西路，总建筑面积为达到125799m2，其中地下面积达到36955m2，建筑高度为102.9m，采用方形布置平面。地下层数为4层，其基坑底的最深相对标高为-21.3m，运用钢筋混凝土筏板基础，C塔楼和裙楼运用钢筋混凝土框架/剪力墙的结构，地下和群楼混凝土梁内进行无粘结预应力筋设置。

根据相关勘测报告，将F河洪冲积扇区作为拟建场区，地面标高达到47.51m。根据拟建产区的地质土层的岩性、年代以及成因类型等，并按照工程特性将其划为14个大层，粉质黏土黏质粉土层为其地基的重要持力层，A工程地基承载力的标准值使130KPa。

3.2 深基坑支护方案

A工程具有现场环境复杂、场地狭小以及工期短等特点，与常规施工工期相比较低。若是采用放坡开挖的方法，则会由于场地小、基坑深的影响，对基坑稳定性造成严重影响，而采用护坡柱方式进行施工，则会推迟基坑开挖的时间，对总体控制造成影响。结合地质资料、周边建筑物以及其他实际情况，A工程将采用挡土墙、锚杆、混凝土灌注桩以及锚喷护壁联合结构进行支护施工作业，其设计根据相关规范方法展开计算，同时对具体支护方案加以确定。借助此方案展开支护施工作业，能够在开挖的过程中进行支护作业，不会对工程进度造成影响，并且没有回填量，能够有效缩短工期、节约成本[6]。

3.3 深基坑支护施工技术

3.3.1 锚喷护壁

其原理是借助沿途介质自承能力，利用锚杆和周围土体之间的黏聚力以及摩擦力等，使深部土体与外部土体能够紧密地连接在一起，其中喷射混凝土面板能够对锚杆的应力分布进行合理调节，同时具备一定防水能力，采用借助水平压力灌浆技术进行喷锚网施工，能够使地面承载力得到充分强化。喷锚网方法不会单独占用工期，其与土方开挖作业能够同时开展。

1)施工工艺。首先进行施工准备工作，采购合格的施工材料，之后进行支架安装、将坡面危石清理干净。之后开展钻孔、注浆作业，在机械设备安装完毕之后，对锚杆进行旋作安装注浆，在这一过程中可以通过进行钢筋网制作，并在此环节中进行安装，同时进行伸缩缝分隔条安装作业，并准备混凝土、安装混凝土喷射机，进行混凝土喷射作业。最后开展养护工作，将分隔条取出[7]。

2)质量控制措施。①制锚，采用规格为Φ22m的钢筋，搭接焊长度不低于50cm；②开挖，在开挖作业的同时开展支护作业，分段、分层地开挖；③钻孔，借助空气冲击方法实现钻孔，其孔径需要在14cm以上，将深度误差控制在20cm以内，若是孔位存在障碍物，则可以进行合理的变动；④注浆，水灰比为1∶0.45，将注浆压力保持在0.5Mpa以上，并将42.5#硅酸盐作为水泥的主要材料；⑤编网和焊接，网筋Φ6@300×300，另外加网孔的间距是50×50的钢丝网，搭接焊长度在10cm以上，焊点数量保持3点以上；⑥喷射混凝土护面，采用42.5#水泥、碎石以及中砂，其水、石、砂、水泥的配合比为0.4∶2∶2∶1，混凝土强度规格为C20，混凝土土层厚度是5cm，并且需要每天浇3次水进行养护，时间为一周；⑦开挖下层，下层开挖时间主要和上层喷射混凝土强度以及地质条件等有着紧密关联，通常在上层喷射混凝土完成30h之后开展下层开挖作业。

3.3.2 混凝土灌注桩

1)施工工艺。在钻孔之前，需要对场地平整度进行处理、进行排水沟挖设以及建设泥浆池等准备工作。在钻孔过程中，首先进行水泵设备以及桩架安装工作，在桩位位置进行孔口埋设作业，以达到科学定位、存储泥浆以及保护孔口的目的，在完成桩架安装之后，采用钻机开展钻孔作业。在这一过程中需要向孔洞灌注泥浆，并保证泥浆液面始终超出地下水位1.0m，进而达到降低钻进阻力、携渣、护壁以及润滑钻头等目的。在钻孔深度符合设计要求之后，需要进行清孔处理，A工程借助原土造浆，在清孔时，需要连续注入清水，在残余泥块达到泥浆状态之后，手触泥浆并没有颗粒感即说明清孔作业已经完成。然后吊放钢筋笼并进行水下浇筑混凝土作业[8]。

2)质量控制。保证桩中心和护筒中心偏差在50mm之内，埋深在1m以上。泥浆比重在1.15左右，沉渣厚度保持在150mm以下，采用潜水泵将孔内泥浆排放到贮浆槽中进行沉淀处理，导管底与孔底间距保持30～50cm，导管埋置在混凝土中的距离至少保持1.0m高度。

3.3.3 砖砌挡土墙

1)施工工艺。首先进行超平放线，之后进行试摆砖、立皮数杆，同时进行组砌和清理作业，并安装构造柱模板与浇筑混凝土，最后安装圈梁以及压梁模板、绑扎钢筋、浇混凝土。

2)质量控制。保证材料质量满足规范要求，砂浆饱满、厚度匀称，内外搭砌，保证墙面垂直。竖向与水平方向的灰缝宽度需要保持在10mm左右，其水平砂浆饱满度应该在80%以上，竖向砂浆应该为饱满状态[9]。

3.3.4 锚杆支护

土层锚杆又被称为土锚杆，其属于在地面、深开挖的挡土墙等或是未开挖的立壁土层钻孔，在达到设计深度的端部并形成柱状，将钢绞线、钢丝束、钢筋或钢管等抗拉材料填入其中，并将化学浆液或是水泥浆等灌入其中，使其和土层结合为锚杆[10]。

1)施工准备。①采购具有试验报告和出厂合格证的钢筋，规格为Φ22m，采购42.5#硅酸盐水泥以及粒径在2mm以下的中细砂，施工用水的pH值<4；②钻孔机应该具有钻头以及套管；③开挖边坡时，根据锚杆实际尺寸选择钻杆开展钻孔以及灌浆等，同时进行抗拔试验，对锚杆质量进行检验；④开展技术交底工作，对孔深以及孔距等施工规范要求进行明确；⑤开展施工放线作业，对锚杆孔、桩基线等加以确定。

2)施工工艺。首先进行土方开挖，测量以及放线定位，之后安装钻机并对孔位进行校正，调整角度并将水源打开开展钻孔施工，将内钻杆提出进行冲洗，满足设计深度之后，对内钻杆进行反复提起，将钢筋放入采用压力灌浆方式进行灌浆处理，对裸露主筋进行防锈处理，安装横梁上锚具，最后锁定锚头。

3)质量控制。①保证钻孔位置的正确性，需要对锚孔位置进行适时调整，保证其合理受力；②在钻进后需要将内钻杆反复提起，并对沉渣进行清洗，待满足要求之后进行下节钻杆作业；③在安放锚杆前，需要对其性能进行全面检测，若是任何一项指标没有满足要求，均需要更换；④在使用注浆管前，需要对其堵塞、裂缝问题加以检查，并保证接口位置的牢固性；⑤安排专业人员制作拉杆，在完成钻孔施工之后，需要及时进行拉杆安设作业；⑥需要认真对待灌浆作业，认真执行记录工作，将水泥浆作为灌浆材料，水灰比是 0.45，并且需要保证水泥浆抗压强度在25Mpa以上，塑性流动的时间应该小于22s，需要在40min内完成浇注作业；⑦在注浆作业前，借助水进行引路以及湿润处理，在注浆完成之后，需要进行一周以上的自然养护[11]。

3.4 土方开挖

3.4.1 施工技术

A项目的基坑开挖量大，因为土方累计量在36万m3以上。开挖主要涵盖三个阶段，均投入2台挖掘机开展开挖作业，同时采用人工方式进行清底处理。机械开挖严格遵循逐轴平行开挖、由里向外方式进行，各轴挖掘机同步推进，挖土及时装车，在达到基坑底部上的0.25m标高部位，采用人工方式开展修正作业。放坡系数取0.3，进行二级放坡，选择护坡桩进行直壁开挖作业[12]。

3.4.2 土方开挖质量隐患与防治措施

1)边坡开挖。由于开挖深度较大，并且放坡不足，在地下水与地表水作用下，边坡荷载大、土质差以及土层湿化之后承重性能受到影响。对此，提前设计开挖范围、顺序、路线，科学设置集水井、排水沟的流向与位置，保证不会发生乱挖、超挖问题。对斜坡地段进行挖方过程中，若是出现斜坡的，采用分层开挖、自上向下，避免因为基坑坡脚受到破坏，而出现滑坡问题。对地面排水进行科学安排，避免周边地表水流向基坑，保证地基不会受到影响。在坡顶发生堆载现象情况，确保堆放物与边坡之间距离在3m以上。

2)滑坡。由于边坡坡度不合理，倾角较大，并且土地因为地表水浸入与自重影响，会导致剪切应力增加，对土体内聚力产生影响，造成土体失稳。对此，要求施工人员对坡度进行合理确定，设置配套设施、排水措施，对滑坡因素进行有效控制。禁止在坡顶3m范围内堆放材料，在坡脚位置取土。在发现裂缝之后，及时进行处理。

3.5 工程优化措施与应用效果

通过对A工的分析，借助喷射混凝土、钢丝网、锚杆以及混凝土灌注桩结合的方式，能够使边壁墙体本身的自稳能力得到充分利用，促使结构的受力状态达到最佳，结合检测数据能够对支护参数进行随时调整，其灵活性的特点十分突出，尤其在施工现场环境十分复杂时，由于其所需场地小、设备简单，因此其优越性较为明显。可以采取以下措施进行优化[13]。

结合地质情况合理确定机械钻孔或是人工凿孔的方式，根据实际孔位布置，开展测量划线工作，将正确孔位标出，之后设计孔长、孔径以及俯角等再开展钻孔作业。另外在安装锚杆过程中，需要根据各排锚杆的直径以及长度进行锚杆加工，为了保证锚杆始终位于孔中心处，需要焊接居中支架，间距为1.6m左右，在孔内放入锚杆。最后为注浆环节，将水泥砂浆注入孔内，比例为1∶1，注浆压力控制在0.4Mpa以上，保证孔壁与锚杆之间能够注满砂浆，将早强减水剂与膨胀剂混入砂浆之中，借助由里向外的方式进行注浆，并在孔底0.5m左右的位置插入注浆管，在孔口处必须进行止浆布绑扎处理，保证浆液不会溢出。

4 结语

本文结合A工程实例，对基于施工现场较为狭窄情况下的支护技术应用进行对比分析，A工程采用的是挡土墙、锚喷护壁、钻孔混凝土灌注桩以及锚杆相结合的支护体系。其能够使边壁墙体本身的自稳能力得到充分利用，促使结构的受力状态达到最佳，结合检测数据能够对支护参数进行随时调整，其灵活性的特点十分突出，尤其在施工现场环境十分复杂时，由于其所需场地小、设备简单，因此其优越性较为明显，并提出土方开挖和修坡同时开展以及动态监测实施信息化施工等优化所示与促进策略。