高寒地区深基坑支护施工技术

单洪峰 中国石油工程建设有限公司AGPP项目部施工部副经理

作为建筑行业各区域施工体系的重点和难点部分，深基坑施工所涉及的施工项目多种多样。其支护施工技术能适应十分恶劣的施工地质与环境条件，同时能满足多种类型施工项目对于施工技术的要求，对于建筑施工项目整体施工安全系数和完工质量有着较为可观的保障作用。

1 俄罗斯高寒地区深基坑支护施工难点

1.1 全年温差过大

俄罗斯高寒地区年气温温差较大，冬季可低至-70 ℃，夏季温度可高达27 ℃。因此，大部分地区深基坑支护施工时间的安排较为重要，需要充分考虑俄罗斯高寒地区的气候条件及气候条件对于环境与地质带来的长期和短期影响。一般施工人员应在冬季完成施工的前期准备和桩基等施工任务，而后在气温逐渐回升时全面开展深基坑施工的各项工序与施工任务。

1.2 施工环境恶劣

在深基坑支护施工过程中，过低的气温也会对施工人员的施工状态和施工难度产生较大的影响，而且施工人员的施工环境长期处于较为危险的地质状态下。这就要求施工队伍搭建完善的施工防护体系与机制，否则会对工程的整体进度甚至施工人员的生命财产安全造成巨大威胁。同时，多变的环境条件和地质因素也会给各个施工环节带来过多的不确定性因素，从而影响深机坑施工技术作用的实际发挥和工程进度的整体推进。

1.3 深基坑深度逐步增加

由于俄罗斯地区各区域地质条件和温湿度的特殊性，俄罗斯地区所需开发的深基坑区域通常为深度较大的项目类型，同时未来也需开发部分沙漠林地和戈壁等不适宜人类居住的土地。这就意味着其深基坑的深度将会持续上升，在一定程度上直接增加了深基坑施工的难度[1]。

2 俄罗斯高寒地区深基坑支护施工作业平台建设

由于俄罗斯地区大部分河流的支流较多，河流主河槽的水位通常较深，其他部位的水位一般较浅，主河槽水位最高时可达7.16 m，因此深基坑支护施工的作业平台应保证高出枯水期一定距离，以此来充分保障整体施工的安全性与顺利性。

在河道不通航的条件下，大部分河流河床的卵石层与沙砾承载性能较好，施工人员可以河流岸边的坝上路为平台建设的起点，向河道内一定距离采用填土修便道的形式来修建深基坑支护的作业平台，最终保证在计划建设桥梁的主墩位置建成作业平台。作业平台可以以作业主体为中心进行边界外扩，平台的实际位置和大小皆需根据前期的设计方案和后期的地质勘查来综合确定。

作业平台完成建设后，施工人员可以在确保作业平台性能达标的情况下来进行桩基施工，利用旋转钻和水下灌注混凝土成孔工艺来进行桩基建设，为后续的各项工序和流程打好基础，以充分利用作业平台进行后期的深基坑支护施工。

3 俄罗斯高寒地区深基坑支护技术流程与施工要点

俄罗斯高寒地区的深基坑支护的主要流程包括基础基坑测量与放样、浅层板桩引孔松土、机械插打支护钢板桩、板桩外围降土、基坑首层初步挖掘、基坑首层内部支护安装、基坑二层土方开挖、二层支护安装、基坑整体标高设计、浇筑基坑垫层。每一技术流程的进行和开展均需在确保上一流程建设达标后开展，以充分缓解高寒地区气候与地质条件对于深基坑支护施工的影响，全面保障深基坑支护施工全流程的质量、效率和安全。基于此，本部分主要从俄罗斯高寒地区深基坑支护施工中的钢板桩施工、基坑开挖施工和基坑变形监测3个方面来研究深基坑支护技术的施工要点。

3.1 钢板桩施工要点

在俄罗斯高寒地区的深基坑支护施工过程中，支护所用钢板桩的插打作业主要是指将钢板桩插打进入基坑的4 个拐角钉桩，插打时实际的插打误差保证在2 cm 以内。施工人员要保证钢板桩放样线的偏差限于钢板桩设计方案中心轴线与放样线重合的范围之内，可在正式确定放样线前以撒白灰的形式来做地面标记。

在钢板桩正式开始插打时，施工人员要根据基坑4 个拐角钉桩的拉线来判断钢板桩插打的位置是否能保证基坑整体平面度与垂直度的平衡线，综合灵活地控制钢板装插打的整体深度，以全面保障深基坑内部支撑力的均匀性。

首先，施工人员要采用专用的履带式板桩插打机来进行钢板桩的插打，并且在钢板桩需多个基坑同时大量插打时给每个基坑分布2 台插打机来进行同步施工，合理设计2 台设备的插打方向和插打顺序，充分保障每个基坑钢板桩插打的均衡性和实际插打质量。需要重点注意的是，首根钢板桩插打后是钢板桩插打的首要基准，施工人员必须保证钢板桩能对准标准锁口，钢板桩插打出现偏移现象时，应将其拔出进行重新插打。

其次，深基坑支护钢板桩墙的长度是钢板装宽度的整数倍，但钢板装插打的累计误差会导致钢板桩封闭合龙时的宽度过小，最终留出的距离不足以使钢板桩正常合龙。因此，施工人员可将钢板桩合龙的位置留在转角处，并可通过预先准备或现场加工制作的形式来给转角部位配备相应宽度的角桩，同时配备相应的加强型合龙装置，以充分保障深基坑支护钢板桩墙顺利合龙。

当板桩难以按照原计划打入基坑时，施工人员可综合各方面情况来采取局部深层松土法的形式来辅助板桩的插打。围绕插打困难的区域使用长杆螺旋钻来进行正向与反向的旋转钻进，以充分促进插打孔内土质的松散化，同时能确保内部不形成结构不稳定的空穴。

3.2 基坑开挖要点

俄罗斯高寒地区的基坑开挖主要采用中型或大型挖机，同时配备长臂式的履带挖掘机来进行分层开挖，并对坑内的降水和其他来源水进行集水坑抽水，抽水的同时进行垫层的人工挖掘。

开挖基坑第一层时，施工人员要注意基坑开挖的主要依据是钢板的顶面，初步开挖时可采用放样的形式来确保基坑开挖的基础准确性。当出现开挖不标准或不均匀等问题时，施工人员可在基坑开挖至2 m时在底层安装支撑围檩，并在正式安装围檩时使用工字钢牛腿焊接的形式将板装与钢板装地面充分连接，以此来为基坑底层围檩的安装提供支撑点。

在基坑第二层的开挖过程中，施工人员可开展二道支护的安装和设计调整，并在安装结束后对基坑的钢板桩进行实时的定期电子位移观测，可采用每2 小时观测一次的形式来确保基坑支护体系的安全性和稳定性[2]。

开挖最后一层基坑时，施工人员要全程关注支护内支撑和支护钻孔桩头对开挖的影响，并且要保证最后一层开挖时不能破坏支护内支撑和支护钻孔桩头的结构，可采用吸泥机和挖掘机配合施工的形式来确保基坑底层开挖的准确性。同时，开挖产生的土方应时时运出施工场地。

3.3 基坑变形监测要点

针对桥梁式的基坑支护施工变形检测，可重点观察支护结构顶部、支护结构深部、基坑周边路基和基坑支护结构整体支撑轴力4 个部分的监测点变形数据，并配备以相应的监测报警装置来确保基坑各结构变形数据观测的及时性。

在此基础上，施工人员可以基坑主墩和地面沉降外侧边缘为中心来布设基坑整体的变形监测控制网。分别在钢板桩结构的不同区域、横桥结构前后两侧、顺桥左右两侧的区域以及支护体系的中心点区域及其上下层来设置相应间距与数量的监测点，并根据各开挖工况的综合状况来设置相应的变形监测频率。

与此同时，在特殊的天气或地质情况下，应加大变形监测的频次，同时将变形监测装置与相应的报警装置进行有效连接。基坑的变形监测工作要持续到基坑开挖支护拆除之后，以充分保障深基坑支护施工的有效性与安全性。

4 结语

高寒地区的深基坑支护施工是其所在建筑施工项目的基础和关键，同时是影响后续其他施工工序质量的重要因素。因此，施工人员要严格把控施工的技术标准和操作精度，灵活应用深基坑支护施工方案和技术设计，在施工过程中考虑环境与天气因素对同步和下一步施工的影响，以此来全方位保障深基坑支护施工的稳定性和安全性，推动高寒地区深基坑支护施工工作有序开展。