岩土工程中深基坑支护施工技术的应用研究

曾 伟

（重庆市地质矿产勘查开发局川东南地质大队，重庆 400000）

0 引言

随着我国社会经济的发展，各领域的建设迅速崛起。一方面，我国的高层建筑工程大规模扩建，而高层建筑的建设问题最基本的就是要做好建设初期的支护基础工作，这也就对深基坑支护施工技术的应用与进一步发展提出了更高的要求；另一方面，我国在2019年的城镇化率只有60%左右，这就意味着我国对于经济发展与高层建筑基建发展的需求仍存在很大的空缺。因此，深基坑支护施工技术的应用在我国的建筑行业有着举足轻重的地位。深基坑支护施工技术随着我国城镇化的建设而出现并被进一步发展，属于综合性的岩土工程项目，因其涉及众多学科，同时又存在诸多不确定的影响因素，目前在诸多实际施工过程中，多采用“理论导向”，同时结合“量测”进行定量以及“实际经验”判断为主的方式来完成对深基坑支护工程的施工与设计[1]。

1 深基坑工程及我国支护技术发展现状

我国各大城市的建筑越来越向超高层建筑的方向发展，对于岩土工程中的深基坑施工部分，工程表现出“紧”“近”“深”“大”的特点。深层次的挖掘施工是高层、超高层以及大型岩土工程中十分关键的环节，其中深基坑支护技术则是保障高层及大型建筑基础工程以及后续工程能够顺利进行的关键。在我国，对于深基坑的施工和工程验收方面的规范并未做出详细的界定标准。我国深基坑工程多建设在人口及建筑物较为集中的地区，该工程的复杂程度远高于永久性的上部结构。在施工过程中要分析诸多的参数，但在实际施工过程中会出现很多意外，目前仍在使用的设计方式很难做好事前或善后的设定[2]。

目前我国高层建筑中的深基坑工程存在较多问题，但施工技术人员也逐渐重视并不断改进深基坑支护施工方面存在的问题。

2 深基坑支护的主要类型及其施工特点

深基坑支护方式的选择要在实际施工过程中参考现场的地下水状况、土质以及基坑的深度来选择，从而选用最经济的施工方式。相较于普通基坑，深基坑支护施工技术主要有以下特点。

2.1 深度方面

基坑工程是建筑所有施工过程中最为基础的关键环节，其作用在于能够在很大程度上影响整个工程的最终质量和今后的使用安全。当建筑物的高度或者建筑类型不同时，实际中用到的基坑深度要进行相应的调整。目前我国的城市化建设多以高层建筑为主，建筑本身自重较大，其在单位面积上所需的荷载值也相应增加，因此，在施工过程中，需要进一步加深深基坑的深度。

2.2 施工技术种类方面

随着我国建筑行业的发展及其他相关领域的进步，基坑的支护技术类型也在不断增加，这也与我国建筑类型的增多及建筑复杂程度的提高有密不可分的关系，在实际施工过程中，一般来说要选择两种或两种以上的支护形式。

2.3 施工难度方面

对于高层建筑来说，其深基坑支护工作要比传统基坑支护工作的难度大，高层建筑本身会要求所处地基土层承载力和结构方面达到更高标准，且在支护过程中会采用多种支护技术配合施工，这也加大了施工难度。

3 施工技术要点

3.1 根据实际情况选择合适的支护结构

深基坑项目的支护形式往往包含多种，如深层搅拌水泥桩支护、钢板桩支护、灌注桩支护、土钉墙支护、地下连续墙支护、喷锚网支护等，不同的深基坑项目所采取的支护形式有所不同的，为此，施工之前要根据深基坑的具体特点选择合适的支护类型，常见的支护类型有以下3种。

3.1.1 钢板桩支护

钢板桩支护形式是指采用型钢支撑边坡，将钢板桩连续施工形成钢板墙。钢板桩的施工形式较为简单，适用环境较广泛，能够实现挡土与挡水，成为深基坑施工中较为常见的支护结构。一般钢板桩截面形式包括Z型、U型、直腹板。虽然钢板桩施工较为简单，支护效果较好，但是其施工过程中容易对相邻地基造成变形，并且施工噪声较大，对周围环境影响大，因此在建筑物或人员密集的区域不适合采取钢板桩支护。同时钢板桩自身柔性强，需要配备有效的支撑系统，当基坑深度超过7 m时不适合采用[3]。

3.1.2 地下连续墙支护

地下连续墙支护强度高，防渗效果好。在深基坑的地下水位较高，或者软黏土及砂土等多种复杂土层的情况下比较适用，尤其是基坑底部出现软土的情况时，地下连续墙插入深度较深，起到的挡土效果非常好。随着地下连续墙施工技术水平的提升，地下连续墙不仅用于支撑基坑的支护结构，同时也兼作主体结构侧墙，一举两得。当深基坑深度超过10 m时，对周围环境要求较高，可以选择地下连续墙支护。但是地下连续墙施工时需要开挖土方，遇到土体坚硬的情况时施工难度大，成本投入高，方案性比价较低。

3.1.3 喷锚网支护

当前的深基坑支护最常见的结构形式为喷锚网支护结构。喷锚网支护是指用钢丝网与锚杆组成整体，在表面喷射混凝土的一种综合性施工技术。喷锚网支护结构在岩土质高边坡及大跨度地下结构的支护施工中被广泛应用。喷锚网支护结构在岩土层中掺入锚杆，通过一定长度与间距的锚杆将土体构成一个整体，改善因土体强度低而出现的缺陷，有效提升土体的整体强度。之后在边坡上铺上钢丝网片，在钢丝网片上喷射混凝土，混凝土厚度一般为80～100 mm，实现了对土体变形的约束，使土体与混凝土形成一个整体[4]。喷锚网支护结构的施工流程为：土石方的开挖与边坡修正→钻孔→插入锚杆→压力注浆→铺设钢筋网→焊接钢筋→喷射混凝土→开挖下土层。在喷锚网支护施工中，要注意各个环节的衔接，随挖随支。

3.2 全程控制深基坑支护施工质量

提高支护工程的施工质量，保证对深基坑边坡的有效支撑，最关键的是施工过程中的质量控制。若施工中已出现质量问题，再进行纠正与调整是无法弥补损失的。首先，在施工之前，技术人员要对施工地区的地质情况、施工组织方案、施工图纸以及施工现场周边情况进行调查。其次，在施工中加强对锚杆长度、锚杆间距、喷锚厚度、放坡系数等进行严格控制。施工中若严格按照施工图纸施工仍然出现质量问题，则应立即停止施工，组织专家对实际施工情况与设计图纸进行对比分析，根据现场情况确定是否要调整施工方案，更换施工图纸[5]。最后，深基坑支护结构施工过程中，要对加强各个环节的质量控制，从前期的材料准备、方案确定，到施工中的施工工艺，以及施工后的验收等，要以严谨的态度开展工作，避免出现应付了事的情况，充分发挥监理人员作用，实行严格的责任制度，以奖惩制度激发施工人员的积极性。

4 深基坑支护施工技术应用实例

以重庆某文旅体融合发展示范项目的深基坑支护为例进行探讨，主要从项目工程支护技术大致情况、支护施工技术具体方案措施、变形监测及应急预案、施工管理等方面进行论述。

4.1 项目工程支护施工工程概况

拟建“重庆某文旅体融合发展示范项目”位于重庆市。该拟建工程主要由1～2层的综合体和酒店客房等组成，综合体设1层地下室，基础埋深5 m，酒店客房未设地下室，基础埋深2 m。本项目的基坑支护使用土钉墙支护方式，采取1:0.5的比例作为放坡比，土钉的规格为48 mm，材质为钢管材质，安全等级级数为二级，使用期限一年以上，基坑降水采用管井降水的方式。根据地勘报告、基坑支护施工图及相关规范和施工经验编制本项目基坑支护降水、土石方挖运施工组织方案。

（1）施工场地地质条件。场地地形整体较平坦，局部有堆填渣土现象，计划建设场地处的孔口标高为476 m，高度差为2.15 m，地势平坦。施工现场的地貌属于嘉陵江的一级水系阶地。

（2）水文条件及周边环境。①地表水：项目所处位置的诸河隶属嘉陵江水系，人们通常将其分为嘉陵江主流和支流两大部分。②地下水：根据该地区的地质资料和钻探探究的结果发现，该位置的地下水主要为孔隙潜水及上层滞水。上层滞水比较浅，受天气及农田灌溉影响较大，其疏通排散以地表蒸发及地下渗水为主，水位的埋藏深度差异较大，分布不连续，并没有一个统一的水位，且受季节的影响会发生较大变化。对该项目进行勘察的时期为雨水期，水量丰富，在部分钻孔中测得混合地下水位埋深1～3 m，相对高程为475 m[6]。③周边环境状况：重庆某文旅体融合发展示范项目综合体基坑周边均为空地，南侧地下室范围线距离消防车道边缘约7 m，东侧距离进场道路边线约15 m，其余两侧均在场地内部，场地内无其他地下管网。

4.2 变形监测及应急预案

（1）监测方案。①监测目的：监测是为了指导施工的进度与控制工程的质量，一方面，能够在监测过程中尽早发现问题，督促施工方进行改进，防止问题进一步扩大；另一方面，也能够保障整个施工过程的顺利推进，确保施工过程及后期的安全性。②监测点布置：详细规范的检测需要让业主交给具有相关资质的第三方机构来执行。对于基坑变形点的监测布置，其间距最好不要超过20 m，每边最好多于3个。

（2）监测频率。在基坑开挖工程开始到地下室底板浇筑工程完成之前，在这段时间内要求每天监测一次，之后，可以按照3～5 d一次的频率进行监测。若监测到一次异常情况，需加大监测频率，每天监测的次数则不能少于两次。

基坑顶位移最大值为40 mm，每天发展不得超过4～6 mm。

（3）应急预案。按照之前对于基坑监测的要求，当监测的值达到或者超过一个报警值以后，需要加大监测频率，同时开启一系列抢险预防方案：①当基坑出现变形过大时，要找到具体问题并解决。②特殊情况根据现场实际情况做具体处理。

5 深基坑支护施工技术的发展趋势及预测

对于基坑支护技术的发展，其支撑形式呈现多样化发展的趋势，基坑的深度及面积也向更深和更大的趋势发展，同时也有相当的案例表明，喷射混凝土技术将在未来的一段时间内有更深一步的应用及发展，从环境保护的角度出发，湿式将会逐渐取代干式喷射[7]。

在对高层建筑进行深基坑支护施工的过程中，要熟练掌握技术要点及难点，提高施工人员的专业素养及施工标准，确保在工程施工的每个环节都能做到保障项目的质量和人员的安全。另外要加强对施工过程的监理与监管，实施动态监测，实时掌握工程与人员的信息，使相关人员对出现的问题能够做出最及时的反应。对于已经完成的工程环节，要严格按照施工质量验收的标准进行核查与验收，确保施工质量。

6 结语

随着我国技术水平的不断提升，深基坑支护施工技术也得到了明显改善。经验的不断积累，使相关工作人员对支护结构的受力情况有了更深入的了解，这为我国支护结构的设计理念与施工技术更新奠定基础。但是当前我国很多深基坑项目的支护结构设计仍然存在较多的缺陷，主要是缺乏设计标准，对受力情况的研究仍然采取传统的“等值梁法”及朗肯定理。使用传统计算方法导致计算得到的受力情况与实际受力之间差距明显，对于实际施工的指导价值较低，无法保证施工过程中的安全可靠性。因此，在深基坑支护工程中，要改变传统的设计理念，引入以检测为依据的设计理念，结合施工监测网络平台保证施工方案的准确性。通过施工监测网络平台不仅能够为设计方案提供数据基础，同时在施工中也能够通过实时的数据更新对施工部位的变化进行观察，若是出现不正常情况及时调整施工方案，从而保证施工的顺利进行。