深基坑支护施工技术

摘要：随着时代的发展与科技的进步，城市化进程越来越快，各种形式的商品房和民用建筑也越来越多，作为施工过程中不可或缺的深基坑支护技术已经受到建筑业的高度重视，尤其在高层建筑施工中起到举足轻重的作用。通过以往大量的实践结果表明，深基坑支护技术是否合理应用不仅直接关系着建筑的施工质量，而且在很大程度上决定了建筑成品的使用寿命。本文着重探讨该技术的实际应用，并以此来相互学习共同提高。

关键词：深基坑，支护，施工技术

前言

深基坑支护，主要是指为保证地下结构施工及基坑周边环境的安全，而对周边环境所采用的一种技术措施。事实表明，建筑工程施工过程中，深基坑工程施工事故经常发生，而事故一旦发生，就会造成一定程度上的人员伤害。究其原因，还是因为施工过程中没有采用相应的深基坑支护技术，由此可见，明确深基坑工程的技术要求，并对施工现场展开严格的安全检查工作尤为必要。

施工单位要严格按照合同标准来进行施工作业，主要是为了能够更好的进行施工操作，为工程项目改造建设做好充分的准备工作。图纸审核是施工操作的重要工作之一，从合同图纸对整个施工流程进行改造，这样才能很好的完成建设的目标，消除潜在性的质量问题。为了改变传统的施工模式存在的问题，因此要做好充分的管理准备，采取具有针对性的调控方案，发挥施工操作部门对建筑施工的控制作用，这样才能很好的完成施工操作目标。

在基坑工程中，支撑结构是承受围护墙所传递的土压力，水压力的结构体系。支撑系统按其材料可分为钢支撑、钢筋混凝土支撑，有时在同一个基坑中采用钢和钢筋混凝土的组合支撑。钢结构支撑具有自重小，安装和拆除都很方便，而且可以重复使用等优点。根据土方开挖进度，钢支撑可以做到随挖随撑，并可施加预应力，可以通过调整轴力而有效控制围护墙的变形，这对控制墙体变形是十分有利的。因此，在一般情况下，应优先采用钢支撑。但应通过合理设计、严格现场管理和提高施工技术水平等措施加以控制。现浇钢筋混凝土结构支撑具有较大的刚度，适用于各种复杂平面形状的基坑。工程实践表明，在钢结构支撑施工技术水平不高的情况下，钢筋混凝土支撑具有更高的可靠性。

1、深基坑支护的技术特点

深基坑支护的技术特点主要包括如下几个方面：

1.1施工条件复杂

发展至今，深基坑支护要面临的施工条件更为复杂，尤其是在经济较为发达的沿海地区，由于沿海地区的地形特殊，地质构造相对比较复杂，在深基坑支护技术的施工提出了更高的要求，特别是在深基坑的开挖过程中，经常会影响到建筑自身的安全性和稳定性，如果情况严重的话还会直接影响到周围的建筑，造成环境污染或者给周边建筑的安全构成威胁，这样一来会大大缩短建筑工程的使用寿命。除此之外，铺设管道的工作也绝非易事，这是因为一些陈旧老化的建筑物需要进行更换或者更新，这会涉及到大面积改造和成本的考虑，使得建筑的安全性和稳定性都会大打折扣。

1.2基坑深度越来越大

虽然我国国土资源丰富，但是由于人口基数庞大，外加很大一部分土地并不适合耕种或者居住，在这种情况下，我国政府经过研究决定需要大力开发地下建筑。鉴于此，我国的地下建筑工程正在朝着更大、更深和更加现代化的方向发展，这将会对城市的经济发展和城市空间的合理应用具有至关重要的作用。通过调查发现，在一些发达地区的地下深度建设已经达到了六层，基坑深度最深的甚至达到二十米以上，而且我们有充足的理由相信，随着时间的不断推移，未来的基坑深度会越来越深。

1.3支护方式多样化

我国深基坑支护技术经过这么多年的发展，现在已经较为成熟，深基坑支护技术施工方法种类很多，目前比较常用的主要有三种。第一种是悬臂式支护结构；第二种是重力式挡土结构；第三种是混合式支护结构。这些支护方式需要我们在实际施工过程中结合地质结构的不同加以选择，这样一来对保障建筑工程的安全性和稳定性比较有利，与此同时对地下建筑工程质量的进一步提升和扩大地下建筑空间起到一定的促进作用。

1.4容易诱发安全事故

从前面的阐述中我们可以清楚地看出，在進行深基坑施工的过程中，通常会受到人为或者非人为的因素会在一定程度上破坏施工地区以及周边的地质环境，容易引发相关的安全事故。尤其是在施工中由于支护工作并未严格按照设计标准来实行，或者受到一些外部因素的影響，这样会直接破坏建筑结构的稳定性。一旦事故发生必然带来诸多负面影响，最为直接的就是延长工期，从而带来人员损伤以及成本的增加，甚至引发一些工程纠纷，导致建筑施工企业产生社会压力和资金压力。

2、深基坑支护施工技术分析

2.1钢板桩支护施工技术

在钢板桩支护是施工中，主要是利用热轧型钢和钢板桩，形成干板墙形式，对深基坑土壤进行固定和隔离，同时发挥出其挡水功能。一般应用钢板桩支护施工技术，需要规定的深基坑的具体范围。在土质较为松软的施工条件下，可以重复钢板桩支护施工技术。此种施工技术的缺点就是容易产生一定的噪音，会影响到工程附近居民的生活，因此，需要采取一定的防噪音设置。

2.2土钉墙支护施工技术

在深基坑支护施工技术应用中，土钉墙支护施工技术是一种比较常用的施工技术，也是属于经济型的。主要是利用大量的细长杆，比较密集的插入深基坑，再把钢筋网铺设在杆上，进行喷锚处理，从而形成一个保护层，对深基坑工程的土体进行保护。土钉墙支护施工技术一般会在5～15厘米的深基坑中应用，还可以根据实际情况，与其他支护技术结合使用。其最大的优势就是成本较低。但是在实际应用中，要避免在地下水位较高的施工区域应用，会受到建筑物移动和沉降的影响，从而影响到深基坑施工质量。

2.3锚杆支护施工技术

在锚杆支护施工中，要在开挖的深基坑墙面或者在深基坑的立壁上的土层部位，进行钻孔，根据具体的深度要求，完成钻孔后，要对孑L的开端部分，使之形成一个柱状。此外，在孑L内要要合理放入钢筋、钢索、或者其他抗拉材料，再把漿液材料灌注在孔中，与土层充分结合，从而形成具有较强抗拉力的锚杆，对深基坑工程形成强有力的支护。应用锚杆支护施工技术，能够显著增强支撑体系的强度和抗拉力，对深基坑结构的稳定性和安全性具有一定的保障。

2.4 SMW工法桩支护技术

SMW工法桩插H型钢的施工技术，根据围护结构的强度和刚度要求，可分为满插H型钢和间隔插入H型钢方式。将承载荷载与抗渗挡水结合起来，使之成为同时具有受力与抗渗两种功能的围护结构。该施工技术挡水功能强，对基坑周边环境影响较小，适用于多种地层，施工工艺简单、施工周期短。具体施工过程中，需注意搅拌的垂直度、攪拌的均匀性确保H型钢顺利插入到设计标高，并且严格控制水泥参量确保围护墙体施工质量。

3、支护结构选取及技术要点

复合支护体系的搭建应该保证深基坑周边环境的安全。具体应该采取以下几个方面的措施：第一，在成本允许的情况下，应该尽量选择整体刚度较大的支护体系；第二，为保证施工质量和施工效率，应该加快坑底垫层的施工速度；第三，为保证开挖的顺利进行，需要对车辆出入通道和周边的施工道路进行合理设置；第四，荷载对支护结构会产生较大的影响，因此在搭建体系中应该做到合理控制；第五，在施工过程中应该加强对周边环境的检测，保证整个施工过程在动态的可监测范围之内。

通过对以上几种因素的综合考虑，设计出以下几种施工方案：

3.1支护墙（桩）体系

这种支护体系实际上是将地下连续墙与钢筋混凝土进行结合，形成叠合墙的施工方案。这种方案的优点主要体现在以下几个方面：第一，地下室外侧壁厚减小，降低了对钢筋的使用量，从而降低了地下室的工程造价；第二，由于基坑没有回填料，在车道以外的部分不用设立撑梁板；第三，这种方案省去了地下室外墙的模板工作和防水工作；第四，基坑开挖面积减少，挖土方量减少，降低了输运工作强度；第五，在地下结构中采用连续墙整体结构，刚性强度相对于钻孔桩具有较好的抗力；第六，方案整体采用使用的费用较少，在局部区域还能扩大地下室空间。

实例一

a、工程概况

本工程基坑围护位于上海市R医院内，北靠科研实验楼、锅炉房，南近干部病房楼，西邻行政办公楼及六号病房楼，东靠城市主干道。新建建筑为三幢大楼：20层住院中心楼、6层保障中心楼、4层食堂楼及三层地下室。基坑开挖最深约为17.2m。

b、工程地质条件

地层自上而下为：①层填土；②层褐黄色粉质粘土；③层灰色淤泥质粉质粘土；④层灰色淤泥质粘土；⑤层灰色粉土。本场地未发现暗浜。本工程拟建场地属Ⅳ类场地，场地土类型属于软弱场地土，场地地势基本平坦，无滑坡等地质灾害，自然地面标高一般在3.30～3.50m之间。地下水位埋深一般为0.5～1.5m。

c、基坑围护

基坑支护选用“两墙合一”地下连续墙作为围护墙体并在外侧辅以排桩，根据周边环境不同的保护要求及基坑内分区域开挖深度，本工程地下连续墙采用了A、B、C种不同的槽段形式：A型槽段墙厚800mm、长50m，用于邻近干部病房楼的基坑东南侧围护墙体；B型槽段墙厚800mm、长25m，用于基坑东侧城市主干道区域围护墙；C型槽段墙厚600mm、长19.5m，用于基坑西、北侧的地下车库区域围护墙体。

支撑系统采用相互正交的十字对撑布置形式，并通过设计水泥土搅拌桩、高压旋喷桩及压密注浆等加固措施。水平支撑系统的竖向支承构件采用临时钢立柱及柱下钻孔灌注桩组成的立柱桩。临时钢立柱采用由等边角钢和缀板焊接而成，其截面为460mm×460mm，型钢型号为Q235B，立柱插入钻孔灌注桩中。支撑立柱桩的设计结合主体工程桩桩位的布置，尽量利用工程桩作为立柱桩，其余另外加打，无法利用工程桩的位置增打桩径为φ800mm的钻孔灌注桩作为立柱桩。钢格构立柱在穿越底板的范围内设置止水片。此设计满足建设方的要求，做到了“优质、高效、安全、低耗、文明”地完成本项目。

目前，这种支护体系主要在地铁施工中被广泛运用。

3.2钻孔灌注桩+三轴搅拌桩+三道钢筋混凝土内支撑方案

这种复合式支撑方案的施工技术比较成熟，并且市场上的施工单位较多，因此可以保证支护体系的施工质量。除此之外，这种方案的围护造价比较低廉，并且施工设备可以根据施工地点以及施工环境做出一定的调整，施工的灵活性较好。

实例二

a、工程地理位置

本工程位于上海市S医院现址内，南侧为一期已建外科病房医技综合楼，北侧为一期已建动力辅助楼，西侧为家属楼，东侧为地铁主线。

b、工程地质情况

施工区域内地层自上而下为：①填土，②粉质粘土，③粘质粉土，④淤泥质粘土，⑤1粉质粘土，⑤2砂质粉土夹粉质粘土，⑤3粉质粘土，⑥粉质粘土，⑦1砂质粉土，⑦2粉砂，⑧1-1粘土，⑧1-2粉质粘土，⑧2粉砂与粉质粘土互层，⑧3粉质粘土夹粉砂，⑨1粉细砂，⑨2含砾中粗砂，⑩粉质粘土（未钻穿）。

c、基坑围护

基坑支护局部选用“两墙合一”地下连续墙作为围护墙体并在外侧辅以排桩，墙厚800mm、长200m，用于邻近轨道交通线的基坑东侧围护墙体；其余三面采用排桩作为围护墙体并在内侧辅以水泥土搅拌桩、高压旋喷桩等加固措施。为减少基坑开挖对周边环境的影响，对坑内被动区土体进行三轴水泥土搅拌桩加固。

支撑采用十字对撑形式布置，并通过设计水泥土搅拌桩、高压旋喷桩等加固措施。水平支撑系统的竖向支承构件采用临时钢立柱及柱下钻孔灌注桩组成的立柱桩（临时钢立柱部分插入钻孔灌注桩中连接）。支撑立柱桩的设计结合主体工程桩桩位的布置，尽量利用工程桩作为立柱桩，其余另外加打，无法利用工程桩的位置增打桩径为φ800mm的钻孔灌注桩作为立柱桩。钢格构立柱在穿越底板的范围内设置止水片。

d、治水

采用深井管井降水+重点坡段水泥搅拌桩帷幕侧壁止水并辅以压密注浆处理。

3.3内支撑方案

内支撑方案采用竖向支护体系，通过对基坑开挖深度的分析，决定使用三道内支撑体系。第一道将支撑标高设置为-3.000处，第二道支撑面标高为-7.200，第三道支撑面标高为-11.200。为保证平面支护体系结构的安全可靠性，通过几种结构的对比情况，最终决定采用圆环+对撑方案。这种支护结构的选择也是综合了施工区域面积以及周围土质情况最终决定的。使用这种支护形式可以保证安全可靠性，并且变形较小，挖土施工方便。为保证支撑方案的科学合理性，在深基坑内支护结构薄弱的位置以及重点部分，需要增设一定数量的深层土体位移观测孔，保证整个施工过程在可监控的范围以内。

4、监测

施工监测是基坑支护信息化施工的一项重要内容。由于基坑支护设计、施工受地质、水文环境、天气、荷载等诸多因素的影响，设计方案难以完全符合工程实际情况。施工中加强施工监测，应用信息控制法实施全程跟踪动态设计尤为重要，也是喷锚网和桩锚支护技术的精髓和重点所在。监测包括：基坑支护体系水平位移和沉降监测，邻近建筑物的沉降和变形监测。当变形过大或变形速率过大时，应加密观测次数，并分析变形原因，及时采取措施。监测仪器可选用经纬仪、水准仪，收敛仪等。基坑监测由专业技术人员实施。

降水前，抽水井、观测井统一联测静水位，确定基准点。降水5-10天内，早、晚观测次水位、流量，以后每天观测一次，并作好记录。进入雨季或出现新的补给源时，增加观测次数。观测记录及时整理，绘制Q-t及S-t关系曲线图，分析水位下降趋势与流量变化，預测水位下降达到设计要求的时间，根据抽水情况，研究降水设计的可靠程度或提出调整措施。

5、结语

总而言之，研究建筑工程施工中深基坑支护的施工技术是切实有效的，既发现了建筑工程施工中深基坑支护的潜在问题，又能根据其特点做出相应的判断和实施相应的策略，这是提高深基坑支护施工技术的必要举措。由于我国建筑行业得到了快速的发展，与深基坑支护有关的技术不断更新，所以要求研究人员和工作人员根据特点和要求进行调整和改进，使得建筑工程施工中深基坑支护施工技术能被高效应用。讨论建筑工程施工中深基坑支护的施工技术不仅促进了现阶段有关问题的解决，还为建筑工程和深基坑支护技术未来的发展和创新提供了新思路。在施工过程中，很多建筑企业一味的追求施工质量与施工进度，而忽略了周围环境的保护，在进行深基坑支护的施工时，要想能使企业得到长效的发展，以及实现自身的目标，就要注重保护环境，毕竟随着社会的发展，人们对于环境的保护越来越重视，企业的发展，也要做到顺和民意，尽量做到少影响甚至不影响周边环境的效果。如何采取一种在经济技术上都合理的支护类型，必须充分考虑场地下水和土层条件、周围环境要求、具体开挖深度、工程重要性、工程造价和施工条件、当地的常用施工工艺设备以及经济技术条件以及工程要求并因地制宜地选择。

参考文献：

[1]胡家发.土木工程房屋建设中深基坑支护技术的应用分析[J].江西建材，2017，（02）：99.[2017-08-02].

作者简介：李永强（1984），男（汉族），甘肃会宁人，工程师，现从事建筑工程、水利水电工程和边坡治理等工作。