建筑施工中深基坑支护的施工技术与管理

汤兵

(福建望城建设工程有限公司)

0 引言

在现代高层建筑施工中，深基坑的支护工作是不可或缺的一环，它关系到工程的安全性。然而，因地下水位往往较高，极容易引发基坑崩塌和滑坡等地质灾害，给基坑开挖带来了很大的困难。为此，下文提出开展深基坑支护技术与管理方面的研究，以期能为深基坑支护施工的技术和管理实践提供一些借鉴，从而提高施工质量和安全管理水平，促进建筑工业的可持续发展。

1 建筑工程施工概况

云霄县江辉路威惠庙片区棚户区改造项目位于云霄县云陵镇威惠庙周边，项目紧邻民房、学校。项目总建筑面积63541.10 平方米，设区内建有道路、绿化、给排水、强弱电、电梯等配套基础设施。工程施工范围包含但不限于本项目1#～9#楼主体结构、3#～9#楼地下室、基坑支护及水电安装等。地下室埋深约5.5m。

2 建筑工程中深基坑支护施工概述

深基坑工程在建筑工程项目施工中变得日益普遍，它通常是指建筑工程项目的基坑开挖深度超过5m（含5m)或开挖深度虽未超过5m,但地质条件、周围环境、地下管线复杂，或影响毗邻建筑（构筑）物安全的基坑（槽）的土方开挖、支护、降水工程。在建设工程项目中，尽管深基坑支护具有比较显著的价值，但其施工难度大，在施工的过程中，容易因支护结构变形和沉降而导致基坑坍塌。要想有效地解决这一难题，施工单位就必须对深基坑进行合理的支撑，通过支护系统来提升其稳定性和可靠性，从而降低其在施工过程中所面临的变形乃至垮塌风险。

水文地质条件、地下水位变化、周围环境、基坑顶部堆载往往对支护结构的影响比较明显，技术人员需要制定有效的管理方案，才能更好的对影响基坑安全的危险因素进行防治，真正的将支护结构的功能发挥出来。对于深基坑支护施工工作，首先要具有很强的针对性，施工人员要着重对项目所处地区的具体情况进行调研，特别是与之有关的地质条件，更要受到技术人员的关注，这样才能在掌握相应的地质条件的基础上，选择与之相适应的支护方法，促进其达到良好的稳定状态，以免由于支护方法与项目所处地区的具体情况不一致，而对最后的深基坑结构的支护效果产生不利的影响。其次，在工程施工过程中，施工人员要注重结合现场具体条件，对影响安全与质量的危险源进行识别与评价，并采取措施，降底危险水平，使得工程施工处于可控状态，尤其要注意对各类动态因素的预防与控制，以提升工程施工质量，避免工程施工过程中出现严重的安全问题。另外，由于地质水文条件及建筑物周边与地下环境的复杂性，导致深基坑支护的施工难度也相对较大，所以，施工单位一定要注重对其进行精细的管理，进而促进深基坑支护施工的规范化和提高其安全可靠性。尤其是将多种不同的深基坑支护方式相结合时，更要对深基坑支护结构进行严格的位移监测，做好降排水工作、严控地面堆载，确保支护结构安全，为后续土方开挖施工提供有利条件。

3 深基坑支护施工技术

3.1 施工前准备

为了保证工程的正常进行，施工人员必须做好施工前期准备工作。工程建设前期的准备工作主要有：一是要对工程项目进行实地考察、工程地质调查。主要调查工程地质条件、地下水位、周边建筑物及地下管线的情况。二是制定施工计划。三是结合工程实际，编制合理的施工组织方案，提出相应的工程施工管理措施。施工组织方案主要包含了施工组织，人员配置，设备配置，材料供给等内容。在深基坑支护工程中，由于其危险性很大，必须制订出相应的安全防护措施和应急救援措施，以确保施工人员的安全及工程安全。此外，深基坑支护工程的质量对建筑的安全性和使用年限有很大影响，因此必须制订出详尽的质量管理方案，其中包含质量检查与监测方案，以及施工过程中的纪录与验收标准。

3.2 施工流程和步骤

首先，在工程开始之前，施工人员必须对工程进行全面的调查与分析，根据设计图纸、基坑安全等级、周边环境及水文地质情况编制出具体的施工计划与施工组织方案、基坑监测方案、安全生产应急预案等。施工方案应包括基坑支护施工方案、降排水、截水方案、土方开挖方案。其次，进行基坑支护结构施工，对基坑周边进行安全防护，通过设立警告标识、配备专职安全员及相应的保护设施、划分作业范围、划分出入口等来保证基坑施工的安全。支护结构施工完成并进行相关检测合格后，进行土方开挖，遵循开槽支撑、先撑后挖、分层开挖、严禁超越的原则。另外，需对支护结构、地下水位、及周边环境进行必要的监测与保护。

3.3 施工安全措施

深基坑支护是一种高危险性工作，容易发生坍塌、中毒、触电、机械伤害等类型安全事故，特别突出的是基坑坍塌。施工单位必须建立完整的安全管理体系，包括深基坑施工的安全管理规定及作业程序，组织对建筑工人进行安全教育及安全技术交底，增强建筑工人的安全素质及技术水平；在基坑周边设立显著的警告标识，做好临边防护；对排桩等悬壁式支护结构，桩顶水平位移超过设计值时，应采取加设支撑或锚杆等方法进行处理，支护结构发生深层滑动时，应及时浇筑垫层或加厚垫层，必要时可采用配筋垫层；对于流砂应增加坑内降水措施或加快垫层施工、加厚垫层处理，对于基坑开挖过程中，出现管涌，可在支护墙前增设钢板桩，在钢板桩与支护墙间进行注浆。做好工程机械及器具的保养工作，保证工程机械的运转及安全，防止工程机械伤害。要对深基坑施工进行日常巡查、专项检查、定期安全检查，并对影响安全的关键指标进行及时的监测与处置，确保基坑的安全与稳定。

4 建筑工程施工中深基坑支护的施工技术管理方法

4.1 加强施工技术管理

施工单位要按照相关法律、法规、规范，编制分项工程施工操作工艺流程、工序质量控制要点，使技术工作能够流程化、规范化，有法可依；同时，对工程技术工作实行全面的监管，重视施工前的材料质量控制、施工过程中的检查、技术间歇、检验批、分项分部验收、及施工完成后的终验。

4.2 加强施工人员培训

施工单位要加大对深基坑支护施工班组、技术人员的培训力度，建立专业技术培训、安全培训、技能教学培训等制度，让施工人员对施工技术、质量标准、技术条件等有较好的了解。除此之外，施工单位所有人员必须持证上岗、坚持继续教育并定期考核。施工企业可以定期邀请行业专家对本单位管理与技术人员进行培训。施工技能岗位培训有助于施工人员知识更新及加强对于施工方法、施工工艺以及施工技术的了解，以适应新的经济形势下建筑业发展要求。

4.3 加强材料质量控制

首先，要加强对建筑材料的检测、管理、供应等方面的工作，确保建筑材料的质量。对于建筑工程的施工材料，应实行专人采购、专人管理，其次，在施工过程中，要对施工材料进行合理的堆放、定期检查，避免材料因堆放不合理而产生不利内应力与变形，定期检查可避免水泥等材料过期或受潮，从而影响到建筑工程的质量。其次，采用目测与试验相结合的方法，对大直径钢筋焊接接头的焊接质量进行科学检测，其中主要是检测焊接接头中存在的偏斜角、裂纹、凹陷等缺陷，以及焊接样本的检验。此外，施工人员应该对混凝土中的水分、泥沙、石等进行合理的配比，并对各种量具和测量表进行认真的校对，以确保它们的准确性和完整性。

4.4 加强机械设备养护

在深基坑支护施工中，要加强对旋挖机、深层搅拌机等各类机械设备进行维修、养护，并指定专业的技术人员对机械设备进行管理和使用，建立机械设备使用登记制度、维修保养工作流程。设备运行部门要了解机械设备运行原理、努力达到会维护、检修的目标。如果机器设备出现故障，由指定技术人员对机器设备进行维修。除此之外，施工单位还需要在施工现场建立试验室，并配备专门的专业技术人员，这样才能在短时间之内，进行各类机械设备现场测试，并将机械设备仪器仪表误差控制在允许范围之内。

4.5 合理应用信息技术

为提高施工安全，施工单位应合理利用信息技术。利用信息技术可对支护结构水平位移、竖向沉降、锚杆轴力、地下水位变化等进行全面的监控，对基坑周边环境进行实时录像。在工程建设过程中，支护结构的内力会不断改变，周边结构也会受到地下水的影响。因此，施工人员应对监控的结果与参数的变化情况进行综合分析，对不利的变形与地下水位变化，应及时采取措施，使深基坑的施工工作有序、安全。除此之外，在招聘深基坑支护施工技术员的时候，还应该提升技术录用的标准，选择有经验的技术员，这样才能提升对信息技术的应用水平，并且要对监控中的影像进行密切关注，以便对系统的反应进行准确的记录。

4.6 合理选择深基坑支护形式

在进行深基坑支护时，可以采用的支护方法有很多，深基坑支护必须要结合实际情况，选用合适的支护形式。在不同的建设项目中，拟建建筑的周边环境、水文地质条件是不同的，需要根据不现的环境条件、水文地质条件、基坑深度采取不同的支护方法。目前常用的主要是排桩、地下连续墙、重力式水泥土墙、逆作拱墙、土钉墙等支护方式，只有支撑方式与场地实际情况相适应，才能保证深基坑支护，经济、适用、安全。支护型结构具有更广泛的应用面，对于某些需要采取降水或止水帷幕的基坑，可以采用排桩支护，通常由支护桩、支撑（或土层锚杆）及防渗帷幕等组成。适用于安全等级为一级、二级、三级基坑，云霄县江辉路威惠庙片区棚户区改造项目采取的便是排桩加土层锚杆的支护方式。地下连续墙支护施工振动小、噪音低防渗性好，可同时用作主体地下结构的外墙，对于周边环境条件复杂的项目具有很强的适用性。对于某些二、三级基坑，可采用重力式水泥土挡墙（高压旋喷桩墙、深层搅拌水泥土桩墙）等做支护，依靠自重与刚度保护坑壁。

4.7 规范深基坑支护施工工序

在深基坑支护作业中，涉及很多施工步骤，因此，在进行深基坑支护时，施工单位应制定出合理步骤，这样才能保证深基坑支护工作的安全和质量，从而保证工程的顺利进行。在制定深基坑支护施工专项技术方案之后，应组织专家对专项方案进行论证，施工人员必须严格执行论证合格后的技术方案，不能任意更改。项目实施过程中，施工单位技术负责人还应当定期巡查深基坑专项方案的实施情况，同时，现场还应委托有资质的第三方机构对支护结构进行监测，确保支护结构竖向位移、水平位移、锚杆轴力等符合要求。在各种深基坑支护工程中，所面对的地质、水文条件各不相同，因此，在选择施工技术时，必须先对其进行地质调查，将所有的自然地理资料综合起来，再根据这些资料来选择施工技术。在深基坑支护作业中，开挖是最关键的一环，开挖包括分区、分块与对称开挖等，开挖方法的选取要与整体工序安排中的前后顺序协调，这样才能确保开挖方法的合理性。在进行挖掘工作之前，现场的工作人员必须根据深基坑支护施工总体方案中所确定的挖掘范围，制订出一套挖掘的分层方案，但是在挖掘过程中，还必须根据场地的具体条件来进行，这样才能保证施工质量与安全。

4.8 做好基坑降水、排水及截水工作

在深基坑建设中，水位变化会引起支护结构内力的变化，有的场地存在着较高的地下水位，在施工过程中，由于水位变化的原因，使得支护结构内力与变形在开挖过程中会发生较大的变化，从而降低了支护结构在开挖过程中的稳定性。地下水位较高影响基坑开挖时，可通过在深基坑现场设立降水井排水，降低地下水位。井点降水法是一种广泛用于深基坑降水方法，在基坑土方开挖前，用真空（轻型）井点、喷射井点、管井深入含水层内，不断抽取地下水的方式使地下水位降至基坑底以下，同时土体会固结，利于土方开挖施工，它可以有效降低地下水位，从而避免了基坑积水及对支护结构造成的不良影响，从而提高了支护结构的稳定性和安全性。截水水可采用注浆、旋喷桩、深层搅拌水泥土桩挡墙做截水帷幕。

5 结语

综上所述，深基坑支护施工受水文地质条件、地下水位变化、基坑周边环境、地下管线、坑顶堆载等多种因素影响，为确保深基坑支护安全，施工单位需要根据实际情况，制定出一套经济、可行、安全的支护、降排水、截水、土方开挖施工与管理方案，并加强对其进行全程的技术管理，同时，应对支护结构、地下水位、周边环境进行必要的监测，从而确保深基坑施工安全与工程质量。