论深基坑支护施工技术在土建施工中的应用难点与对策

李庆林

0 引言

基坑是指在基础设计位置根据基底的标高以及平面尺寸所开挖的土坑，在我国土建施工过程中基坑开挖是不可或缺的一道施工工序[1]。近年来，我国各城市都在大力开发地下空间，在开发过程中难免会对施工场地周边的环境造成影响，因此在正式施工前设置基坑支护是一种保护措施，其主要作用是保证基坑的稳定安全。基坑支护属于临时性工程，因此其施工技术和所选支护类型是否合理对整个土建施工项目的工期、施工安全以及经济效益影响巨大。

1 基坑工程的主要特点及应用难点分析

基坑工程是一个临时性的项目，随着工程结束其也会被拆除，其结构相较于永久性工程而言更脆弱，因此在对其进行设计和施工时需要考虑其安全系数。

1.1 基坑工程的主要特点分析

（1）基坑工程具有很强的区域性特点，整个工程受到地理环境的影响最大，尤其是施工后地下承压水会改变整个基坑的形状，而我国地大物博，各区域之间的地理环境都存在较大差异，比如有的地区地下存在很多溶洞，而有的地区地下主要为软弱地基，针对不同地区的施工要求当然也会有所不同。

（2）极易受环境条件影响，除了受水文地质条件影响之外，其还受到施工周边环境的影响[2]。比如有些基坑工程的施工地点在城市的繁华地带，那么其周边势必有很多建筑物，这些建筑物也会对基坑的形状产生影响。

（3）时空效应强，即工程的形状以及空间都对整个支护体系的受力影响较大，施工程序和施工周期也会对基坑产生影响，因为基坑的性质为土，而土本身就具有多变性和蠕变性，随着施工周期的不断推移土的抗剪强度也会发生变化，因此必须考虑到施工周期对基坑形状所产生的影响，尽量不要出现工期延误的情况。

（4）具有较高的系统性，无论是基坑支护的设计还是土方开挖以及地下结构施工都是一个系统性的工程，不仅需要考虑到施工条件，还需要对施工组织作出对应的要求，加强监测工作强度，对基坑变形允许值提出相应要求。

1.2 基坑支护施工技术难点

绝大部分基坑工程都存在规模大、工期紧张以及涉及领域多等特点，因此对工程的质量要求极高，加上工程本身结构相较复杂，周边的建筑物多，因此施工比较困难，施工技术难度较大[3]。我国大部分施工单位设置的基坑多为填土，而这些填土一般是有砂质和粉质土所组成的，因此其结构相对比较松散，渗透性强，在挖孔过程中可能会造成基坑不稳定。另外很多基坑工程附近建筑物比较密集，若工程附近的交通流量再繁忙，那么势必增加施工的难度。

2 基坑支护结构形式选择

施工单位在选择具体的支护形式和结构时，必须考虑到如下几点因素：基坑的深度、周边土地性质和地下水条件。另外还需要提前预测到如果在施工过程中基坑发生了结构变形或失效，那么其会对周边的施工环境带来怎样的负面影响，由于基坑性质为土，因此也需要考虑到季节、天气的变化，施工场地的降雨量等等[4]。不同支护结构的安全等级以及破坏后的结局如表1 所示。

表1 支护结构的安全等级以及破坏后结果

综合以上因素考虑，本文筛选了复合土钉墙、地下连续墙以及排桩内支撑作为基坑支护施工的三套备选方案。

2.1 复合土钉墙支护方案

根据工程周边的地质条件和环境条件，可采取复合土钉墙支护方案，也就是将双排深层搅拌桩止水帷幕结合土钉墙和预应力锚杆，整个支护的参数应设置为桩长14m，搅拌桩参数则应为φ500mm@400mm，土钉设置7 排，长度约为10～12m。采用打入式高压注浆钢管土钉，规格为φ48mm、δ3.5mm。预应力锚索则应设置2排，长度在16～28m，另由3根钢绞线组成，规格为φj15mm，微型桩直径应控制在φ250mm，并在其周边设置5 口降水井[5]。

表2 不同支护结构的适用条件

2.2 排桩-内支撑支护方案

排桩-内支撑支护方案应由灌注桩、一道预应力锚、一道内支撑公投于构建，灌注桩的直径、间距以及桩长应设置为1200mm、1400mm、23 500mm。锚索应为一桩对应一锚，所有锚索的平均长度应为28m，单排搅拌桩的长度应16m，规格为φ50mm0@400mm，中间的旋喷桩规格则为18m、φ600mm@1400mm[6]。

2.3 地下连续墙支护方案

根据不同土建工程的施工环境以及地质条件设置基坑等级，一般的土建项目基坑等级多为I 级，为此本文以I 级基坑为例对该支护方案进行介绍。该支护方案主体为围护结构，在地下连续墙加上一道钢筋混凝土作为内支撑。I 级基坑的连续墙厚度应控制在800mm 左右，深度则应当为15～18m，嵌固深度5～8m。另外嵌固的深度也可以根据基坑底部入风化5m或者入中风化1m。整个连续墙的槽段需要设置52 个，导墙混凝土则需要采用C30，主筋的规格应为φ25mm，在整个支护结构内的四个大角45°处设置2 到3 道，间距把控为3.5～5m[7]。为了进一步提高整个支撑面的稳定性，可在支撑面之中建设一个临时的钢立柱。

3 土建施工中基坑支护技术实施方案

3.1 把控工程的特点与难点

正式施工前需要派遣专人到施工现场进行实地勘察，结合施工现场的实际情况记录整个工程对应的设计标高，并计算好基坑的实际开挖深度。保证土方施工流程能够充分配合支护施工，若整个施工场地比较开阔平坦，那么可在合适的场地中堆放施工废料[8]。在施工过程中应采取水平分段或者是垂直分层这两种施工方法，做到每开挖一段就支护一段的施工原则。

3.2 管理好施工组织

要提升整个基坑支护工程的实施效果就必须做好对应的施工管理，在管理施工组织时必须做到如下几点：（1）首先是要对整个施工组织进行部署规划，要求施工人员需要按照锚杆和锚管桩为主开展施工，其余的所有施工材料、人员则需要满足施工主体的实际要求，保证施工可以按照施工工艺计划来开展。（2）其次是要协调好各部门的关系，尤其是设计单位、建立单位以及业主之间一定要多沟通、多交流。针对所有进入施工现场的材料，无论其是属于成品还是半成品，均需要持有质量合格保证书，将进场材料抽取一部分送检，经过检查合格后方能投入使用。（3）最后是需要构建对应的组织管理体系，管理体系必须合理。要求各部门领导人员履行好自身职能，对其管理的所有人员进行监督，保证所有工作人员都能够按照施工方案进行施工。

3.3 排水系统

为保证施工周边环境不会受到基坑支护工程的影响，需要在整个基坑支护工程旁设置一个“明沟+集水坑”的排水系统，根据施工现场的实际情况来设置排水沟的间距、坡度、深度、宽度。要求整个排水沟距离所设置的坡脚之间需要间隔1m 以上，另外需要在整个排水系统上构建一个截水沟，并将其安置在排水系统的最顶处。这样一来该排水系统就可以将施工现场的流水、雨水等进行充分的排除和疏通，遇到雨季时则需要提前准备好相应的抽水设备。

4 结语

随着我国土建工程的不断发展，土建工程项目的构成也得到了进一步的明确，而土建项目的可优化空间却变得越来越狭窄，优化限制条件也越来越多。因此无论是在设计、施工环节都存在很多问题，如何通过优化技术方案来提高土建项目的施工质量是所有施工单位亟须思考的问题。根据施工现场的实际情况选择基坑工程的种类和支护方式可以有效提高整个土建施工项目的结构的安全系数。因此各土建施工单位需要综合施工现场的地质条件、开挖深度以及施工周期等多方面因素考虑后，进行多个支护方案的对比，选择最经济最合理最安全可靠的支护方案。