深基坑支护技术在岩土工程施工中的应用

刘海华

当前，深基坑支护技术在岩土工程施工中已经得到较为广泛的应用，由于深基坑支护技术的类型多种多样，不同类型的支护技术有着不同特点和优缺点，施工单位需要深入了解不同深基坑支护技术的特点，立足于实际情况提出科学、可行的施工方案，从而保证岩土工程施工的质量。

一、几种常见的岩土工程深基坑支护技术

1.锚杆支护技术

锚杆作为深地基锚杆支护技术应用中的重要工具，通过锚杆的另一侧与支护构件相连接，能够提升整体支护水准，同时其另一侧嵌入构造稳固的岩石体中，再进行合理的施工作业，就能够获得理想的深基坑支护效果。锚杆支护技术的应用原理为：借助于锚杆对基底的深处潜能加以受拉力调节，以更好地稳定岩土工程。该技术具有操作简便、作业难度系数不高等优点，但在实际的施工过程中，要想更好地满足岩土工程支护施工要求，还需有机融合其他科学技术。

2.深层搅拌桩支护技术

深层搅拌桩支护技术的应用原理为：利用混凝土和硅灰等物料所具备的热凝固特性，合理使用搅拌机装置，充分拌和软泥和固化剂，在热固化的作用下于底层上建立桩，从而促使软土地基具备更优的稳固性。在实际的使用过程中，针对水深小于7米的二级或是三级地基，可以利用深层搅拌桩支护技术来对地基边缘至红线的距离加以重新组织，让混凝土具备良好的抗渗性能。

3.挡墙＋内撑支护技术

如果基坑的深度较大，悬臂式挡墙的强度和变形不能满足岩土工程建设的要求，且无法保证坑外锚拉具备良好的可靠性时，需要在基坑内采用内撑支护，具体涉及到以下两种支护类型：一是，钢管内支撑。通常选择直径为609毫米的钢管进行支撑，结合不同的荷载来明确壁厚大小，钢管支撑可分为对撑与角撑，如果对撑的间距比较大，应当将腹杆设置成桁架式支撑，如图1所示。二是，钢筋混凝土内支撑。这类支撑形式具有刚度大与变形小的优势，还可以对挡墙与四周地面的变形情况加以科学控制，且能够随挖土逐层就地现浇，同时依据基坑形状来改变支撑形式，如果深基坑施工对周围环境有着较高的要求，可首选钢筋混凝土内支撑形式。针对平面尺寸大的内支撑，必须在交点处设置立柱，最好选择格构式立柱，能够在极大程度上减少底板穿筋的不良影响。

图1 钢管内支撑示意图

4.地下连续墙施工技术

地下连续墙作为基坑的支护结构，在深基坑支护施工中发挥着重要的作用，具体包括：（1）地下连续墙的墙体刚度较大，具备良好的整体性，能够有效避免其结构和地基发生较大的变形情况，因此，地下连续墙在大面积、有地下水的超深支护结构中起着很好的效果。（2）地下连续墙适用于各种地质环境，特别是对于风化岩层或是砂石地层的施工而言，钢板桩难以在岩土工程施工中得到较好应用时，可选择连续墙支护方式。地下连续墙施工技术的工艺流程包括：导墙制作→泥浆制备→成槽施工与混凝土水下浇筑（见图2）→连续墙砼浇筑→接头施工等。

图2 成槽施工与混凝土水下浇筑

二、影响岩土工程深基坑支护施工的相关因素

1.土方开挖施工不合理

在岩土工程深基坑支护施工中，时常发生超量挖土、支护不及时、未按时完工等问题，这就导致支护结构挖土深度越来越深，不断增大侧面压力，致使形状改变程度越来越严重，还会不断增大沉降范围等问题，从而造成基坑失稳，严重破坏支护结构。在土方开挖过程中，由于速度太快，使得土体内部的压力被迅速释放，在很大程度上改变了土体的平衡状态，通常挖土机选用反铲挖土机，一次挖土深度控制在4至5米之间，尤其是在软土或是砂土条件下进行土方开挖操作时，极易发生位移或是滑动问题。

2.基坑边坡坍塌和边坡修理不合理

影响岩土工程深基坑支护施工质量的关键因素涉及到项目设计不科学、施工过程不符合设计方案。以深层搅拌桩支护施工为例，施工单位在具体施工过程中没有严格按照设计规范和要求开展，这就容易引发基坑边坡坍塌问题。对于高支模工程施工，由于施工单位自身的管理不到位，施工人员的操作不规范等问题，将会导致机械开挖以后大大降低斜坡的平滑性和整齐性，加上人工检修时由于受到多重因素的限制而无法进行深层次发掘，从而在挡土基坑支护后容易发生开挖不够、开挖过多等问题。

3.施工过程不标准

支护结构是深基坑支护施工的必要环节，要求必须严格依据相关规章制度与设计方案要求进行，然而在现实操作中，很多施工单位并未合理运用施工技术，施工工艺的精准度不足，有的施工人员甚至随意变更设计方案。以锚杆支护施工为例，时常出现孔的直径和深度不达标准的问题，这就会导致注浆效果不充分，大大降低锚杆所具备的锚固力，且其抗拔力也相较于施工方案规定的拉力值显著更低，最终严重影响基坑支护的整体安全性。

4.施工现场周围环境的影响

在岩土工程深基坑支护施工中，当施工现场周边的管线、道路、建筑物等发生变化时，往往会干扰到支护土体，此时如果施工人员依然按照原状土性质开展操作，必然会威胁到整个支护结构的安全性。另外，地表水与地下水的变化也会在很大程度上冲击到支护体系的安全性，而随着地层深度的不断增加，将会逐步减小基础土体的粘附性，并导致土壤的抗剪能力降低，最终导致边坡失稳滑塌。

三、岩土工程施工中深基坑支护技术的具体应用

1.落实基坑开挖管理

深基坑开挖通常选用机械开挖方式，具体操作流程包括：（1）在正式开挖前，施工单位需要对基坑的支护方式加以科学规划，尽最大可能降低涌水量，提出可行、有效的开挖计划，配合专门的机械设备进行施工作业。（2）在施工过程中，施工人员必须对整个施工过程加以全面检测，综合、系统地规划施工深度与坑壁坡度，从而有效防止施工过度。如果基坑的土体比较软，建议选择均匀分层开挖，确保层高≤1米。如果基坑属于天然放坡，其开挖面的坡度是基坑开挖质量的控制要点。（3）在高支模开挖期间，如果土方回填开挖速度过快，必然会对砂土结构造成较大的威胁，引发一系列的安全风险，所以施工人员应当在保证工程进度的状况下，对开挖进度加以科学把控。同时，倘若基坑的深度不符合施工设计图纸的相关要求，施工人员需要结合岩土工程的实际状况，对基坑上方的开口线加以科学调整，以确保坑壁的坡度与岩土工程建设要求相一致。另外，为更好地保证岩土工程施工进度和基坑开挖质量，施工单位必须充分考虑施工现场的地质条件、水质条件等因素，全面勘察施工场地中的管线分布情况，并对这些影响因素加以科学分析和评估，严格检测现场环境，在确认各项指标均符合岩土工程基坑开挖要求的情况下，才能组织开展施工作业，以避免恶劣气候条件对工程施工的负面影响。

2.合理搭建坑壁结构

在开展岩土工程深基坑支护施工前，施工单位必须做好相应的准备工作，即结合深基坑支护技术的应用要求，对基坑坑壁的受力影响加以科学预估，提出综合性的施工计划，并结合基坑作业环境来对坑壁坚固等级加以合理设置。同时，充分考虑施工现场的周边环境因素、水文地质环境因素、挖掘参数等，有目的地选择坑壁结构形式。基于基坑的具体施工要求，若基坑上表面没有重要构筑物，那么基坑深度必须＜8米，倘若满足基坑放坡情况，建议选择坡率方式开展施工作业。而在具体施工过程，需要将施工坡率控制在施工设计方案允许范围内，结合施工技术要求和工程实际情况来对坡率值加以科学选择，从而有效保证坑壁结构的安全性与稳固性。

3.严格把控整个施工过程的质量

在深基坑支护中的支撑体系的施工质量直接关系到整个岩土工程的建设质量。基于此，在实际施工过程中，施工单位必须对整个深基坑支护施工过程进行全面监管，尤其是严格监控工程项目的特定体系与施工组织，借助于专业的观测装置来有效预防突发事件的发生，确保工程建设的安全性与高品质。同时，施工单位需要明确划分不同专业施工队伍的施工职责，制定清晰、合理的安全和质量责任制，在精准划分下确保制度能够顺利落到实处，让施工人员在制度的规范和约束下，严格按照施工方案和施工图纸开展施工作业，从而切实保障深基坑支护质量。由于岩土工程投入资金量庞大，在实际深基坑支护施工过程中必须强化各施工环节的管控力度，对施工材料、人员等物资加以科学管控，避免发生不必要的物资浪费。基于施工人员众多、物料量庞大的情况，施工单位应注重信息技术的应用，再配合先进性、综合性的监测方法，在施工现场设置实时监控的摄像头，安排专业技术人员对整个施工现场进行监控，有利于更好地把握岩土工程深基坑支护施工开展情况，进一步提高施工资源调配的有效性。

4.加强基坑形变监测

岩土工程建设具有较大的复杂性与技术性的特定，加上实际的基坑支护结构很可能发生各类形变问题，这些问题不仅会影响到整个工程项目的稳固性，还会威胁到施工人员的生命安全。所以，在具体施工中，施工单位必须加强基坑形变监测工作，监测内容涉及到基坑边坡、基坑周围及其地下水的变化状况。而为保证监测的有效性，可选择一些现代化的高科技监测技术与监测设备，精准地采集相关数据和信息，然后依据这些数据信息来更好地把握深基坑支护施工情况，及时发现实际施工中是否存在与设计方案要求不相符的偏差性问题，如果存在严重的偏差，必须及时采取有效措施进行处理。具体来说，若通过监测发现是在设计环节存在问题，应当在实际施工时依据工程项目的具体状况与各类影响因素，科学调整和优化各类参数，并及时针对存在错误的施工位置加以有效的弥补与修正。

5.有效控制地表水处理

在岩土工程深基坑支护施工之前，施工单位必须做好深基坑作业的地质环境勘察，明确地下管线分布状况，以免在土方开挖和支护操作时对地下管线造成破坏。同时在基坑施工中，需要利用混凝土对其周围进行防水封闭处理，并在施工现场设置相应的排水系统，保证施工用水、地表水、地下水等能够及时排出，从而有效避免地表水渗入到坑壁土质中而影响到深基坑支护效果。对于坑周围积水、降水沉砂池等，必须做好防水处理；对于坑壁结构，需要合理设置泄水孔，从而降低护壁内部的土体压力，将土体内部的含水率控制在允许范围内。

四、结语

综上所述，在实际的岩土工程深基坑支护施工过程中，很多施工单位往往存在土方开挖施工不合理、边坡修理不合理、施工过程不标准等问题，对此，施工单位需要结合岩土工程建设的具体要求和实地勘测结果，加强基坑开挖管理，并对各施工环节进行严格把控，加强基坑形变监测等，从而有效保证深基坑支护施工质量和效率。