土建基础施工中深基坑支护施工技术的应用分析

赵振东

【摘要】在建筑工程尤其是土木建筑工程当中，深基坑支护是一种比较常用的结构，它承担着的是整个建筑结构，对建筑的稳定性和可靠性起到了重要的影响。在深基坑支护施工的过程当中，严格执行技术标准、运用先进的技术方法是十分有必要的。从本质上来说，支护技术就是结合周围的环境和土地的性能来选择相应的设备和科学的支护方案，使建筑工程在地下部分的结构能够保持高度的稳定性，同时使其在地上部分的结构能够保持较强的安全性能。在对土建基础进行支护设计之前，需要对工程所处地形进行有效勘查，并结合建筑在质量上的需求做好精准的设计，在掌握土体在渗透性、硬度等方面指标的基础上对深基坑支护施工的可行性进行分析。在这个过程中，施工单位需要运用快速检测的方式来对土体的性能进行测定，尤其是面对砂砾土时需要关注其渗透性能，精准获取相关的技术参数，进而获得最佳的设计方案。本文运用文献分析法、归纳总结法，对深基坑支护施工技术的应用问题进行了分析。在对技术手段进行汇总的基础上，结合实际工作经验分析了该技术在土建基础当中的应用难点，并将其中比较常用的几种技术作为对象探究了具体的应用策略。

【关键词】土建基础;深基坑支护;施工技术

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

20.021

绪论

从20世纪90年代以来，工程建设开始受到了广泛的关注，我国各地的建设工程得到了快速发展。在住房制度改革的背景下，很多大城市为了应对人多地少的困境开始建设更多的高层建筑和地下建筑，以此来提高建筑空间的使用率。无论是高层建筑还是地下建筑，都需要开展深基坑支护施工，相关施工技术也开始受到人们的关注。当前，我国在深基坑支护施工方面已经积累了很多的经验，能够在不同地区、不同地质环境下运用该技术完成土建基础施工。但是在这个过程中也暴露出了很多新的问题，深基坑支护施工也出现了很多新的挑战。这其中技术不成熟就是最为重要的问题，只有实现技术創新、实现新技术的推广才能有效解决这一问题。

一、土建基础施工中深基坑支护技术

1.土钉支护技术

对于土建基础当中不具备放坡条件的深基坑，会优先选择土钉支护方案。如果深基坑的地下水位比较低或者施工地区自然降水比较少的情况下，也可以使用土钉支护施工方式。在使用这种支护施工方式的过程中，需要确保施工地周围没有大型建筑物，同时不会受到地下管道线路的干扰，否则会对坑壁土地的加固效果产生不良的影响。在土钉支护施工过程当中最为常用的施工结构为土钉墙。在运用土钉墙支护结构的过程中，首先需要在深基坑周围设置一定数量的钢筋，利用钢筋的支撑效果来提高整体的支护目标，这样可以有效避免深基坑在使用过程当中发生变形和坍塌的问题。实践证明，土钉墙支护的承载力比较强，可以为土建基础提供稳固的基础。与此同时，这种施工方式并不需要投入较大的人力与物力，也不会占用较大的深基坑空间，可以达到成本节约的目标，形成一个协调性强的支护体系。下图1展示了这种支护结构。

2.放坡开挖支护技术

在深基坑支护施工的过程当中，放坡开挖也是一种重要的手段，这可以为支护结构功能的发挥创造良好的条件，同时为支护施工的顺利开展创造有效的基础。放坡开挖的操作比较简单，在技术要求方面并没有很高的标准，对人员的能力也没有较高的要求。与此同时，放坡开挖支护整体的投资也比较低，目前已经在三级深基坑工程当中得到了广泛的应用。但是这种支护技术对施工场地的地质环境有着较高的要求。在进行放坡开挖之前，施工人员首先要对施工场地的地质结构进行勘查，确保周围施工区域有较大面积的空地。在这样的情况下，放坡开挖整体的施工操作才能顺利地展开。在完成放坡开挖之后，施工人员还需要做好相应的支护，提高整个结构的稳定性。下图2展示了放坡开挖之后的效果。

3.排桩支护技术

在进行排桩支护的过程当中，施工人员会使用混凝土钻孔和钻工灌注桩作为挡土结构，通过疏排的方式来布置排桩，通过柱列式的间隔来完成深基坑支护。在运用这种支护技术的时候，需要在相邻的两个排桩之间间隔一定的距离，具体的距离要结合实际情况进行设定。同时，还要确保不同排桩之间排布的紧密性，这样才能深基坑的支护效果。实践证明，排桩支护深基坑支护施工当中一种比较理想的支护结构，它能够在各个区域当中对基坑稳定与基坑加固的效果进行优化。除了常见的柱列式排桩支护之外，还可以运用组合式和连续式的排桩支护形式。这种支护方式在软土地基当中展现出了明显的应用优势，可以为建筑的稳定性提供有效的保障。图3展示了排桩支护施工。

在排桩支护结构构建的过程当中，施工单位可以使用水泥搅拌柱、钢筋混凝土搅拌柱，同时还可以使用钢板柱，具体的柱体需要结合实际需要进行合理选择。水泥搅拌支护在使用的过程中需要先将水泥与固化剂相融合，然后使用特殊的工具将二者搅拌均匀，在这个过程中二者会发生化学反应。在这之后将其与软土剂混合，达到支护的效果。钢板桩支护需要利用热轧型材料来达到支护的效果。在操作的过程中，施工人员需要将所有的钢板桩相互连接，使其形成一个完整的钢板墙。

二、土建基础施工中深基坑支护施工技术的应用难点

1.空间效应问题

在深基坑支护开挖与深基坑支护的过程当中，施工人员要对空间效应问题予以充分关注。在实践当中发现，在深基坑开挖的过程中，土建基础的稳固性将会受到影响，严重情况下还可能会发生扭曲，导致支护施工的效果受到不良的影响。因此，在运用支护施工技术之前，要对空间效应进行预测与分析，尤其是对于那些长度与宽度比较接近的深基坑，比如方形深基坑和圆形深基坑，要通过有限元模拟的方式来分析深基坑在开挖与回填过程当中支护结构与土体之间可能会发生的相互作用，进而对深基坑支护结构的内力与型变量进行预测。与此同时，施工单位还需要做好前期勘测的工作，对深基坑挖掘与支护的地质条件进行勘测，了解地下空间当中的管道排布，在这个基础上选择最优的支护方案。

2.压力参数计算问题

土建基础施工效果关系到建筑工程的稳定性，因此在实施操作之前，需要分析周围土体的力学参数，同时要对压力做出紧密的计算。实践证明，深基坑支护结构的稳定性与支护结构所承受的压力之间具有密切的联系，同时还会受到相关力学参数的影响。与此同时，在正式施工之前，施工单位还要选择合理的物理学公式和科学的参数计算方法来进行计算和分析，了解深基坑支护挖掘和支护这两个环节当中各项参数所发生的变化，并将这种变化规律总结出来，对变化的趋势进行分析。同时，还要明确不同支护结构在使用过程当中实际应力变化的范围，在这个基础上通过技术干预的方式来确保支护的效果。当前，郎肯公式和库伦公式是深基坑支护压力参数计算过程当中两个最为常用的公式。这两个公式在面对非变化参数时展现出了较好的效果，但是对于变化参数它的准确度比较低。在这样的情况下，施工单位需要在技术改革的背景下提高选择更为合理的公式，提高应力计算的水平和压力参数计算的准确性，将深基坑支护施工误差控制在合理的范围内。

三、土建基础施工中常见深基坑支护施工技术的应用策略

1.水泥搅拌柱支护施工技术的应用策略

水泥搅拌柱支护属于排桩支护的一种类型，在土建基础当中的应用频率比较高。在制作水泥搅拌桩的时候，施工单位需要将水泥浆作为固化剂，利用搅拌机的钻杆和钻头将土建基础软土地基当中的软土与水泥浆混合均匀，这样可以使软土地基的硬度得到提高，提高支护施工的效果。在完成地基的处理之后，就可以通过桩或者墙的作用来达到挡土的效果。在土建基础深基坑支护工程当中，水泥搅拌柱的使用通常会与其他支护结构相组合，可以对支护结构进行加固，同时使深基坑的抗渗透效果得到加强。下图4展示了水泥搅拌柱支护施工的流程。

在水泥搅拌柱支护施工的过程中，首先要平整场地和放线定位。通过这种方式，可以使施工现场保持较强的平稳性。在这个过程中，施工人员需要将场地当中比较软的土层进行换填处理，这样才能使桩机在土层上正常行走。在桩机施工之前，还需要将施工区域内所有的杂物清除，将地下位置的障碍物移走，使钻杆能够在地下部位顺利下钻。在这之后需要按照施工图纸的要求，通过放线的方式来确定桩位。其次，要对水泥搅拌柱进行搅拌和喷浆。这个过程共包括喷浆搅拌下沉、喷浆搅拌提升、重复搅拌下沉至设计深度、重复喷浆搅拌提升至孔口以及移位至下一根桩这五个步骤。

2.长螺旋钻孔灌注桩支护施工技术的应用策略

长螺旋钻孔灌装支护施工的特点是利用螺旋钻机来进行钻孔操作，钻孔的位置在桩底设计标高。在完成钻孔之后，施工人员需要使用压力泵机将混凝土注入到桩底位置。随着钻杆位置的提升，混凝土灌注量不断增加，指导灌注量达到桩顶位置。在过去的土建基础当中，长螺旋钻孔灌装支护施工主要是用于对地基的加固。近年来，施工技术得到了改良和提升，钢筋笼得到了广泛应用，该施工技术的应用范围也得到了进一步的提升，成为了深基坑支护施工的重要形式。下图5展示了这种施工技术的流程。

在对场地进行平整、完成放线定位之后，施工人员需要使用长螺旋钻孔桩来进行成孔，并完成混凝土的灌装。在这个过程中，需要对长螺旋钻机进行检查，使钻头位置保持与桩位中心的平行，在这之后通过导向架来对钻杆的垂直度进行控制，在符合要求之后才能下钻。如果在下钻过程中遇到异常，需要立即停钻，并查明原因。对于钻出的土方，需要做好及时的清理，如果这些土方在钻杆周边大量堆积的话，可能会对桩机的位置造成影响。最后，还要制作和安装钢筋笼，并做好验收的工作。

3.锚索支护施工技术的应用策略

锚索支护施工过程中，锚索机会通过钻孔的方式穿过各个土层，使锚索进入到孔洞当中，在这之后完成浆体的关注。通过这种方式，锚索与周围的土体以及土体旁边的岩层会成为一个整体。浆体凝固之后，这一整体的坚固性也保持在比较高的水平，这可以为锚索的张拉提供一个力，使深基坑周边的土体达到锚固的效果。下图6展示了这种施工方式的操作流程。

在锚索支护施工的过程中，首先要对锚索孔进行定位。在土方开挖的深度到达锚索标高下放25厘米左右位置的时候，施工人员需要对锚索的位置进行复核，并按照施工图纸中要求的水平间距完成布控操作。其次，需要进行钻孔。在锚索成孔的过程中，经常会遇到淤泥層和粉砂层，这可能会引起塌孔和缩孔的问题，进而对锚索的安装效果以及最终的注浆效果造成不良的影响。为了避免这一问题，需要使用履带式跟管钻机，并使用套管护壁完成钻进操作。再次，要根据深基坑支护的实际需要制作和安装锚索。最后，需要进行清孔与注浆的操作。

结论：

总的来说，在土建基础施工的过程当中，使用深基坑支护技术可以为建筑的稳定性提供重要的保障，这种技术的性价比较高，只需要投入比较低的成本就能达到预期的效果。但是深基坑开挖的过程中容易出现空间效应问题，在使用该技术的时候需要充分关注。与此同时，还需要选择合适的计算公式，对支护结构的压力参数做好准确的计算。目前，水泥搅拌桩、长螺旋钻孔灌注桩以及锚索都是土建基础施工当中比较常用的深基坑支护结构，在支护施工的过程中需要结合结构特点和要求来进行操作。

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