基坑支护技术在建筑工程中的应用

王文锋

(山西二建集团有限公司，山西 太原 030001)

建筑工程中常需要基坑开挖技术夯实建筑施工基础，施工作业期间为保证现场安全，借助基坑支护技术能创造有利的施工保护条件，就此消除施工风险。对此，项目经理、技术员、设计人员需结合工程建设需求科学制定基坑支护方案，便于在可靠的基坑支护结构保障下促进建筑工程顺利竣工。

1 建筑工程中常用基坑支护技术要点

1.1 土钉挂网锚喷支护

建筑工程中应用基坑支护技术，实则为了提高基坑施工安全水平。其中适用于复杂建筑工程的常用技术以土钉挂网锚喷支护技术为主，尤其在12m基坑深度以下非软弱地基支护条件下具有较强可行性。需注意的是：建筑工程地基内分布大量粉细砂岩、淤泥以及高含水量岩土成分，则不推荐应用此技术。考虑到该技术具有易于堆放、易于操作且灵活性强、可靠性突出优势，故而在建筑工程中常运用此技术增强建筑现场基坑侧壁结构稳定性。而且该技术在成本方面基本上可减少50%施工费用。关于该技术的实践应用，我国内蒙古自治区182m南北宽，400m东西长且1326.730m～1335.252m标高范围内建筑工程曾应用此技术进行基坑支护作业，刚好符合实际施工条件。

1.2 预应力锚索排桩支护

预应力锚索排桩支护技术主要是以联合支护思想，同时应用排桩支护和预应力锚索支护技术，多适用于建筑工程深基坑支护现场。通常情况下，此技术导向下要求施工员按照1m或1.5m间距均匀排列支护桩，并设置50mm厚度主筋保护层，起到防护作用。在施工期间关于预应力锚索的安装操作，受力分布特征合理控制钢绞线连接强度，多高于1860MPa，其中使用的锚垫板、平滑套管等配件也要结合基坑支护方案进行配套设计。此外，于此技术应用期间施工员还要注重灌浆压力(>2.5MPa)、混凝土厚度(>10cm)及固结强度(>70%设计强度)等标准。例如在上海地区某41m深基坑工程中，因其工况复杂且具备严苛支护要求，故而采用此技术实现对地下缆线、周边设施的充分保护。

1.3 重力式挡土墙支护

重力式挡土墙支护技术属于挡土墙范畴，即利用墙身重量体现稳定阻隔作用，一般包含墙背、墙面等组成部分。此项基坑支护技术在严寒地带建筑工程中有一定适用性，要求以混合片石材料的混合料至少有25%的含石率，并且在以浆砌片石砌筑挡土墙时也要选用30MPa以上抗压强度片石，搭配泥浆(M10)材料巩固基坑支护效果。一般情况下，要求重力式挡土墙墙背坡度多在1∶0.3以内，其墙面坡度多比1∶0.35高。施工员应用此技术时还需加强排水沟、泄水孔等施工部位的妥善管理，便于基坑支护周边积水得到快速疏散。所谓挡土墙基坑支护技术除了重力式挡土墙外还包含悬臂式挡土墙，其墙顶至少形成20cm的宽度，具体所选挡土墙类型应视工况而定。

1.4 护坡桩支护技术

护坡桩支护技术主要是在基坑周边以桩体排列分布形式，起到防护作用，其中形成的护坡桩孔洞至少有0.8m的直径，并且利用C25等级以上的混凝土材料有序搭接护壁，其搭接长度多超过50mm。若建筑工程基坑形成的孔深高于5m，此时施工员在基坑支护作业中还需利用送风装置改善施工环境，同时在施工期间针对10%总桩数桩体材料予以检验(>5根)，且后续安装的钢筋笼偏差值也应在±10mm左右，箍筋间隔偏差值±20mm，最终在基坑支护技术指引下实现基坑开挖、回填等施工内容的安全落实，保障建筑工程施工质量[1]。

据此，要想促使上述几项基坑支护技术得到有效应用，充分发挥实践优势，还需立足现有应用阻碍梳理优化思路。

2 基坑支护技术在建筑工程中应用阻碍

建筑工程中应用基坑支护技术时，往往受多项因素影响支护效果，理应突破现有阻碍顺利开展施工项目，具体包括：1)结构不匹配，根据上述研究发现常用基坑支护技术的适用范围不同，如若在建筑工程施工中选择的支护结构与现场条件不符，则难以体现支护优势；2)不合理参数，在技术员指导施工员确定好基坑支护技术类别，并准备好支护材料，合理搭建支护结构后，还需反复校对支护参数，包括支护压力等，一旦缺乏合理参数，容易出现无效支护后果；3)流程不精细，基坑支护本身具有规范化施工步骤，每项流程关系紧密，一旦缺少精细化管理，将难以达到预期支护效果；4)粗放式管理，基坑支护作用需要进行严格监测，包括监督支护质量、安装水平等，当项目经理等负责人未对现场支护事项进行有效监测，易产生支护隐患。

综括而言：为保障建筑工程基坑施工安全，需充分结合现有基坑支护技术应用阻碍予以针对性改进，以便基坑支护技术成为建筑工程高质量竣工的重要保障。

3 基坑支护技术在建筑工程中应用优化路径

3.1 优选支护结构材料

建筑工程中关于基坑支护技术的有效应用，需结合工况选择适合的支护结构和支护材料，在客观评估各基坑支护技术可行性后，需做好准备事项。

以某15m以上基坑深度，14m宽度的建筑地下室工程为例，具有370m高程指标，且工程地质成分以淤泥、湿陷性黄土为主，未见裂缝现象，同时地下区间内有711.145m长度，为保证该工程取得满意的基坑支护施工效果，在基坑支护作业前，特意准备了2根合乎现场支护要求的支护桩，以护坡桩支护技术为优选，并按照双排桩体分布设计方式对土体压力予以评估，同时根据相关要求匹配复合支护结构，而且在基坑开挖作业环节，将开挖面控制在1/3部分，促使支护结构顺利分布于基坑周边区域内。通常在应用基坑支护技术时还需对建筑工程性质予以分析，从学者陈洪波[2]既有研究成果中知晓：高水位建筑工程中需要事先搭建好灌注桩、泥浆护壁结构材料。若在山区建筑工程内则优选悬臂式挡土墙等支护结构，并且技术员还要同设计人员进行共联管理，从现场地勘报告、调研记录中出具完善的基坑支护设计方案，督促施工员严格按照确定好的支护结构标准完成安装、搭建施工任务。考虑到建筑工程基坑深度与支护难度有正相关关系，因而施工员在深基坑工程中需做好防护工作，每一项支护结构材料的配置都要合乎现场施工要求，以免现场混乱引发施工隐患，常以“支护材料进场清单”进行总结，多包含锚索、钢筋等材料尺寸、制作方式、进场数量等细节。

3.2 标准化控制支护参数

基坑支护技术实践应用环节，还需要依据标准化支护参数进行合理设计，以便发挥出显著支护功能。一般情况下，为促使建筑工程基坑具有良好稳定性，于支护作业中需先行利用下列公式确定支护压力范围(P)，之后经过与基坑侧壁稳定性系数(G)的相互对照判定基坑支护技术实效性。

(1)

(2)

式中K、Y、Z分别表示静止土体压力、土壤重度及厚度；S、D分别表示基坑稳定差、综合稳定权重。

只有P值与支护结构刚度相一致，才能支撑基坑侧壁压力，在制定施工方案时，将该计算结果列为参考值进行优化设计。于参数控制阶段有关人员需要针对地质条件予以科学分析，汇总土层分布特征后给出标准化参数值。而在G值分析环节，往往该数据越接近1，代表基坑支护稳定性越好，无论是选择哪一种基坑支护技术，都要充分了解侧壁稳定性情况，保证各参数协调分布。

除支护压力参数外，还要结合工况控制坡面、桩径等相关参数，以上文提及的内蒙古自治区建筑工程为例，在其应用土钉挂网锚喷支护技术时，于坡面上专门铺设了10cm厚度的混凝土面层，搭配8HPB300钢筋材料建立相对稳固的防护坡面。在土钉支护中钻进100mm直径土钉孔洞时，宜联合200mm宽度钢筋网形成土钉支护钢筋网片。安装土钉结构时，需要将钢筋截面夹角控制在120°，保持1 500mm间距，按照2m排列支架[3]。而在排桩支护步骤中，将桩间距、桩径参数分别设计为1.6m、800mm左右，设置14m有效桩长，与混凝土(C30)材料建立排桩支护结构，并在螺旋箍筋等配件下建立完整支护面。基坑支护参数作为基坑支护技术实际应用核心内容，务必进行精细化设计，甚至对钢筋笼、冠梁等结构制作参数也需给出标准参考范围。正是因为该项目给出了详细的参数值，才促使工程基坑施工现场得到了可靠的安全保障。故此需重视基坑支护技术参数的合理优化。

3.3 细化基坑支护施工流程

基坑支护技术应用于建筑工程中，需要通过细致的施工流程提升支护有效性。以土钉挂网锚喷支护技术为例，施工员需按照下列步骤有序落实支护内容。

1)测量放线，基坑支护作业中技术员需先行根据图纸说明确定好成孔位置、开挖点等点位信息，并使用石灰标注法指引施工员遵照既有标志进行支护施工。

2)土方开挖，于此工程中采用分层开挖方式，对基坑周边不同支护区域进行差异化开挖，促使土方开挖作业后满足土钉安装要求。

3)清理布孔，施工员应对基坑支护作业面进行有效清理，多铺设3m厚度混凝土材料，达到基层加固目的。清孔后按照1.5×1.5m尺寸设计孔位，成孔环节按照15°角度、10cm直径参数规定布设土钉分布孔位[4]。

4)土钉安装，根据图纸尺寸说明制作土钉，将其安装于各标记点处。安装后需进行注浆施工，即施工员对准安装好土钉的孔位注入泥浆(底部相距20cm)，严格控制浆料注入深度。

5)网片铺设，结束注浆后需在表面以20cm间距铺设网片，并以图纸规定材质选择钢筋材料，注重该步骤网片分布垂直情况。

6)混凝土喷射，完成网片铺设任务则在整体支护结构上喷射100mm以上的混凝土(C20)，就此增强支护结构稳固度。

7)养护操作，面对喷射的混凝土材料，需利用洒水养护等手段保持1.2MPa强度标准。

细化支护施工流程时，还可根据全局施工动态确定其它支护技术施工内容，例如基坑开挖时应用挡土墙支护技术时，需相隔20cm进行开挖作业，土方建设第二阶段，应联合人工开挖工艺进行垫层施工、底板铺设施工作业。每一项施工步骤都要以技术应用规程实现规范化操作。其余支护技术流程优化内容不进行展开阐述，大概流程有一定相似性，但安装内容、支护结构搭建方法略有差异。

3.4 加强基坑支护监测管理

在优化基坑支护技术应用效果时，务必从基坑支护监测层面全方位掌握支护动态，进而知晓支护质量，也能有效应对支护风险。例如在使用挡土墙支护技术期间，将压顶厚度设计为15cm，搭配10cm厚度的混凝土材料，联合长宽均为20cm的钢筋网片，此时在基坑现场内需均衡设计监测点，便于在有效监测下预判基坑支护技术实践价值。

常见监测点位多包含以下几项：1)基坑支护结构外端，同孔位有100m距离的位置，多用于监测基坑地下水位变化情况；2)支护结构内部，同孔位同样保持100m距离，用于实现基坑回弹量动态监测；3)支护结构顶部，保有15m监测距离，主要用于监测支护结构水平向、垂直向位移量变化规律；4)临近基坑30m位置，支护桩孔位保持15m距离，重点监测基坑支护结构存在的下沉量指标。

在基坑支护施工前期和施工后期，理应持续监测开裂危害，一旦形成支护结构裂缝问题，需立即予以修复处理[5]。每一个监测点位的设计与控制，都要做好记录工作，通过预判基坑支护结构运行情况评估技术应用效果。特别是在5m深度以上基坑支护现场，周边土层结构往往在开挖技术下出现地基负荷升高现象，除设置监测点外，还可运用0.5精度，0.6mm测距精度标准全站仪设备，对水平位移量变化幅度予以监测。而在沉降量监测环节，可应用电子水准仪，并且可以考虑将测斜仪放到基坑支护结构内，按照0.5m的范围缓慢测量，若出现监测数据大幅度波动状况，需要施工员对异常原因加以检查，随即采用观察记录法校对监测数据准确度，确认无误后提出合理修复和防范措施。通过上述多项优化措施的落实，基坑支护技术将在建筑工程施工中取得显著防护加固效果。

4 结语

综上所述，基坑支护技术在建筑工程中常用土钉挂网锚喷支护、预应力锚索排桩支护、重力式挡土墙支护、护坡桩支护技术，为取得理想化基坑支护施工成果，理应立足现有阻碍确定优化方向，从支护结构材料、支护参数、施工流程以及监测管理等方面着手，深化基坑支护技术实践价值，确保建筑工程在基坑支护技术助力下建立安全高效施工环境，推动建筑工程践行高质量施工目标。