建筑工程中深基坑支护施工技术的应用

肖星建

中国电建集团江西省水电工程局有限公司 江西 南昌 330096

引言

深基坑支护施工是建筑工程中一项重要的环节，其质量直接关系到整个项目的安全、效率和质量。为了实现这一目标，工程团队在施工前期必须充分掌握现场情况，深入剖析各种可能的影响因素，精心进行施工准备。这其中包括研读图纸、了解现场和地基情况，硬化地质、完善排水系统，并在此基础上制定切实可行的施工方案，同时还需清理好施工现场，为后续工作打下坚实的基础。在这一阶段，选择适宜的支护方案和施工方法，以及制定科学的施工组织设计，进行精确的调查测量和监测，是保证施工顺利进行的关键所在。

1 深基坑支护施工技术概述

深基坑支护施工技术，集成了加固、支撑、排水等措施，维护了基坑的稳定性和安全性，从而保障了基坑施工的顺利进行。这一技术的发展历程，可大致划分为传统阶段、新型阶段和先进阶段，彰显了其在满足施工需求、提升施工效率和保障经济性方面的逐渐进步。在传统阶段，深基坑支护施工技术主要侧重于提供稳定的支撑，以减少基坑变形和塌方的风险。然而，随着技术的进步，新型阶段的支护技术开始考虑更多的地质需求，根据基坑深度、地质情况和其他综合因素，选择最适当的支护方式[1]。

2 深基坑支护施工技术在建筑工程中的具体应用

2.1 锚杆支护与土层锚杆施工

在处理建筑工程中的深基坑支护问题时，锚杆支护与土层锚杆施工技术充分展示了其在复杂地质环境和高难度工程中的显著优势。锚杆支护技术作为一种独特且有效的方法，已成为保障基坑稳定性的重要工具。该技术通过将钢杆或钢索设定为锚杆，嵌入土壤或岩石之中，借助预应力将锚杆与地基材料紧密结合，形成稳定的支撑力，从而有效地防止基坑的变形或塌方。这种技术的优势不仅体现在其强大的支撑力上，还包括施工速度快、经济性好以及对多种地质条件的适应能力，使其在各种不同环境下都能够有效发挥作用。更重要的是，锚杆支护技术可以根据地质条件的具体情况进行调整，如钢杆或钢索的种类、长度、直径等参数的选择，以及预应力的设定，都需要基于对地质条件的深入理解和精确掌握，这使得锚杆支护技术具有很高的灵活性和适应性[2]。

而对于面对更为复杂地质条件的基坑支护工作，土层锚杆施工技术则表现出了无与伦比的优势。此技术通过利用土层内部的钢筋或钢索作为锚杆，同样是借助预应力将锚杆与土壤或岩石紧密结合，形成稳定的支撑力，从而在复杂地质条件下提供可靠的支护。然而，土层锚杆施工的技术难度较高，工程人员需要对地质条件有深入的理解和严密的控制，如地质层面的硬度、湿度、厚度等因素都需要考虑在内。在施工过程中，对材料的选择和施工方法的优化也显得至关重要，以确保施工的安全性和效率。例如，选择适合土层硬度的钢筋或钢索，优化预应力的设定，以及合理的施工顺序和步骤等，都是确保土层锚杆施工技术能够充分发挥其优越性的关键。

2.2 灌注桩技术

深层灌注桩技术是一种通过特定的工程手段——成孔、灌注固化材料并进行加固措施来提升地基的承载能力和稳定性的方法。这种技术具体可细分为粉喷桩、深层夯扩桩和钻孔灌注桩三种形式，每种形式都在特定的环境和条件下各显其能。例如，粉喷桩主要用于饱和软黏土的加固，它通过搅拌土层并添加固化剂来改善土的性质，进而提高地基的稳定性。另一种技术——深层夯扩桩，是通过使用夯击全钢套管在地基上进行挤压成孔，然后灌注混凝土以形成扩大头，从而提高地基的承载能力[3]。

这些技术中，钻孔灌注桩的使用可谓是技术的核心。这是一种在成孔后灌注混凝土，并设置钢筋笼的地基处理方法，它在深基坑支护中发挥了至关重要的作用。在施工过程中，必须严格遵循国家的规定流程，特别是在加固桩间土体时，以确保坑壁的稳定性。此外，钻孔灌注桩技术还有一个重要的应用——结合预应力锚索使用，这种组合可以有效地降低基坑的坍塌风险，施工简单、成本较低，为整个工程提供了安全保障。另一项需要特别注意的技术难点是钻孔灌注桩加止水帷幕的施工，其关键在于止水帷幕的建立，通常采用旋喷桩形成。这需要精确控制地下水和支护结构的位置和竖直度，同时还要确保孔的深度和垂直度，以确保水帷幕的有效性。这种技术对于防止地下水渗透进基坑，保障基坑施工的安全性起到了关键作用。

2.3 土钉墙与桩墙的应用

在建筑工程中，深基坑支护技术的选择是至关重要的。其中，土钉墙和桩墙作为两种被广泛应用的支护系统，各自在特定的地质环境和工程条件下表现出各自的优势。土钉墙是一种适用于软弱土层的支护系统，因其施工简便和成本效益优良，在诸多工程项目中得到了广泛采用。在施工过程中，正确的设计和安装土钉以引导土体产生微小的变形，便是保证基坑稳定性的关键。这一过程中，土钉的长度、角度和分布等因素均需要通过精确计算才能得以确定，以使得土钉能在最佳的深度和方向工作，提升土体的稳定性。通过在土钉墙表面施加混凝土喷射层，不仅能增强土钉墙的稳定性，也能提升其耐久性。值得注意的是，尽管土钉墙在5～15m深的基坑中经济效益最为显著，它亦可与其他技术结合使用，以增强整个工程的安全性和效率。然而，需要强调的是，土钉墙在水分较多或特殊土层中的应用效果可能会受限。

另一方面，桩墙作为一种应对各种地质条件的深基坑支护技术，其施工流程涵盖了钻孔、设定钢筋笼、灌注混凝土及固化等多个步骤，这些步骤都需要精确的操作和高精度的设备来完成。在选择桩墙类型，如连续墙、充填墙或混凝土管桩墙时，工程师需根据地质条件、基坑深度和设计需求进行决策。这种技术主要依赖结构本身的承压能力，因此在施工过程中，配备防水帷幕和实施化学减压措施的重要性不容忽视。尽管桩墙技术的施工过程相对复杂，成本也相对较高，但其在维护基坑稳定和安全方面的重要性不容小觑。

2.4 深层搅拌桩技术

深层搅拌桩支护技术通过将特殊的固化剂与现有的土层进行混合，以达到提升土体强度，实现基坑稳定和防水的目标。其显著的优势在于适用范围广泛，可应用于地质条件较差的情况，同时工作过程中噪音低、震动幅度小，以及操作相对便捷。具体来说，这项技术的核心环节在于使用专门设计的搅拌设备，将固化剂强行搅入土层中，形成坚实的混合体，从而显著增强土层的稳定性。对于软弱的土层，深层搅拌桩技术的应用尤其有效，其施工过程既快速又无震动，几乎无环境污染。

深层搅拌桩技术的施工流程涉及多个关键步骤，从测量定位到最后的移位，每一个环节都需要严格遵守操作规程。首先，精准的测量和定位是至关重要的，这决定了搅拌桩的位置和深度，这是后续施工的基础。随后，施工过程进入下沉搅拌阶段，搅拌设备将固化剂注入土层，同时进行强制搅拌，使土体和固化剂混合成一个坚实的结构体。接下来是提升搅拌阶段，搅拌设备在上升过程中继续进行搅拌，确保固化剂在土层中的均匀分布。这个阶段可能需要进行复搅，以进一步确保混合体的均匀性和强度。最后，将设备进行移位，开始对下一个位置的施工。整个流程的执行需要精确的控制和技术操作，同时，每个步骤之间的衔接也要尽可能流畅自然，以此确保深层搅拌桩技术能够在各种地质条件下实现最佳的支护效果。

2.5 土方开挖支护方法

土方开挖支护技术在确保工程安全、质量、进度的同时，对环境影响的最小化是其核心目标。其适用策略需根据实际情况综合考量，包括土质条件、开挖深度、周围环境以及工程要求等因素。例如，面对稳定性较好的土层，放坡开挖是一种常见的选择，通过微调坡度，确保在开挖过程中的稳定性，同时减少对周围环境的冲击。然而，在面对较为软弱或松散的土层时，可能需要引入型钢水泥土搅拌墙这一更为复杂的支护方式。这种方法要求在开挖边缘设立一道由型钢、水泥及土壤混合组成的墙壁，以此稳固基坑，保证整个开挖过程的安全性。

深基坑开挖过程中，对粉尘污染的控制尤为重要，施工方需采用一系列手段以减小其对环境的影响。如采取边开挖边堆运的方法，将土壤分层、分区堆放，避免因大量土壤松动而引起的粉尘飞扬。另外，喷洒水雾以固定空气中的微粒，或在场地上铺设覆盖物以防止土壤直接暴露在空气中，都是有效的粉尘控制手段。在重点项目中，开挖速度和支护作业的协调显得尤为重要，开挖的进度直接影响后续的支护工作，以及整个工程的顺利进行。因此，在保证工程质量的同时，如何科学合理地安排各个工作环节，特别是开挖和支护的配合，是对工程管理者的重要考验。只有严格控制每个工序的质量，坚持精细化、规范化的施工，才能确保整个工程的质量和安全，从而实现工程目标的完满达成。

2.6 利用地下连续桩进行支护

地下连续墙技术因其在处理复杂、较差地质条件方面的独特优势，被广泛应用于众多工程项目。由于其刚度大、防渗性强以及耐久性高等特点，使得该技术能有效地支撑基坑结构，承受大量的土压力和水压力，同时尽可能地减少水的渗透，为施工环境提供安全保障。在施工过程中，地下连续墙技术以其低要求的施工环境，能够在密集建筑区进行施工，从而在城市建设中得到了广泛的应用。

地下连续墙的建设过程中需要经历多个阶段，包括开挖槽段、加筋、浇筑混凝土以及设置支撑结构等步骤。在开挖槽段的过程中，施工人员需要根据设计图纸和地质报告，精确地确定槽段的位置和深度。随后的加筋过程则需要将钢筋笼稳固地放入槽段中，以提供足够的抗弯和抗拉强度。在槽段中浇筑混凝土，构建连续墙的过程是十分关键的，这一步骤需要精确地控制混凝土的质量和浇筑速度，以确保连续墙的均匀性和强度。最后，根据实际工程需要，施工人员可能需要在连续墙上安装支撑结构，以进一步提高墙体的稳定性。在复杂施工条件下，地下连续墙技术能有效地截断地下水和侧压力，消除施工中的不良因素，提高施工质量。

3 建筑工程深基坑支护技术施工关键要点

随着施工的推进，人工和机械的优势必须充分发挥，以实现最佳的施工效果。在处理各种地质条件和小型基坑时，人工操作的灵活性和精细性是无可替代的，尽管这需要相应的高专业水平；反之，对于大型基坑，机械的高效率和稳定性则是首选。此外，严格按照设计要求进行施工，精确控制各项参数，严格的质量检验，是保证施工质量的关键。在这一环节，对于土质较差或深基坑的喷锚支护，需要严格控制喷射压力和厚度，以防止过挖或漏喷。在选择施工方式和方法时，地质条件、基坑尺寸、施工周期、人员设备、技术要求和经济效益等因素都需要加以综合考虑。

作为施工过程中应对突发情况的保障，制定完善的应急预案也是至关重要的。预案中需包括预防和应对措施，同时还需要充分考虑到基坑的具体情况、可能的风险和危险，具有实用性、及时性、有效性和灵活性。预案应涵盖风险分析与控制、应急组织与职责、应急资源与保障、应急响应与处置等内容，同时还应包括应急演练与培训，为可能出现的突发情况提供及时、有效的应对措施。

4 结束语

总的来说，通过全面深入地研究深基坑支护施工技术，可以更好地理解和掌握这一技术，为建筑工程提供坚实的地基。展望未来，随着科技的进步和建筑技术的发展，深基坑支护施工技术将会不断优化和改进，以应对更复杂、更挑战性的建筑需求。