建筑工程深基坑支护施工技术控制

任庆伟

（天津泰达产业发展集团有限公司，天津 300457）

1 引言

深基坑支护施工技术的应用目的是通过设置支挡结构来保证地下和基础工程施工人员的安全，减少对周边环境的影响。因此，当基坑开挖深度超过5 m时，应按照深基坑作业要求，根据施工现场的地质勘查情况选择相应的基坑支护技术，主要有地下连续墙、锚杆结构、排桩形式等。施工中需要配合土方开挖、排水止水、基坑监测等，综合地质、水位等施工影响因素，合理设计开挖与支护方案，并加强施工质量控制，以确保施工有序开展。

2 深基坑支护技术的特点

2.1 复杂性

随着高层建筑的迅速发展，基坑开挖深度不断加深，虽然地下空间利用率有所提高，但地下空间仍是个未知数，且高层建筑对基础的承载能力要求更高，需要提高基坑支护结构的环境适应性，从而增加支护施工的技术难度。由于建筑工程多位于人口密集地区，必然对周边居民的工作生活、环境、基础设施等产生不小的影响，同时，也会受制于交通、管线和建筑物等，需要做好设计和施工组织安排，并严格按照施工的原则和方案进行施工，以保护周边建构筑物，避免发生施工事故。

2.2 地域性

我国地域辽阔，地质、水文条件差异较大，即使是同一座城市，面对粉质黏土、淤泥质土等不良地质和黄土地基、回填土地基等，由于深基坑支护施工需要渗入地下，在选择支护结构形式时必然要参考地下施工条件，在不同的城市、地域或地质条件下，结合以往施工经验和施工技术规范要求，制定不同的基坑支护施工方案。拟建场地周边空间大小对深基坑支护方案的选型也有很大影响，在有限的作业面内无法进行大开挖，只能采用桩支护或地下连续墙支护，大空间情况可采用大开挖放坡支护、土钉墙等。

2.3 综合性

建筑基坑支护体系虽多为临时结构，且大多在地下工程完工后拆除，但施工过程并不容易。由于基坑作业影响面大，影响施工的因素较多，因此，在应用该技术时需要组织相关人员了解施工现场，对施工周边环境进行调查，掌握地下管线布设情况，了解地下水历年变化，并做好相应的结构力学计算，综合施工区域岩土和工程结构特征，符合基坑支护施工技术设计规范，适应复杂的施工环节，确保深基坑支护施工的有效性和可靠性。

2.4 风险性

综合上述施工特点，深基坑支护施工需要考虑的因素很多，受内外环境条件的影响，施工作业具有一定的难度和危险性，如需考虑地下水位引起的沉降问题，防止基坑开挖时发生坍塌事故，避免施工造成周围地面、建筑和设施受损。因此，对施工人员的技术水平、管理人员的应急处理能力和质量控制能力要求较高，也需要有完善的设计和科学合理的施工安排，以提高深基坑支护施工的安全防范能力，有效控制基坑变形，保障基坑在施工过程中的稳定性，从而避免人员伤亡，减少经济损失。

3 建筑工程深基坑支护施工技术介绍

3.1 土层锚杆施工技术

在基坑墙面开挖过程中，相关人员应严格按照锚杆施工设计方案，采用锚杆钻取设备，按照施工要求进行施工，控制钻孔宽度、锚杆位置、灌浆参数等技术指标（见表1）。如果要固定钻机，先检查调整锚杆机，然后按钻孔指定方位钻至设计孔深，发现问题后立即停止钻孔，查明原因并处理好后再进行下一步施工。钻孔完成且质检合格后，将钢筋、钢索等材料放入其中，调整灌注速度和均匀性，注入泥浆，与土层结构充分结合后形成具有较大抗拉强度的锚固结构，从而起到加固保护作用。

表1 土层锚杆支护施工技术指标

3.2 地下连续墙施工技术

该技术占地面积非常小，对施工环境要求不高，适应性广，适用于绝大多数地质条件，具有很好的坚固性和防水性，在很多建筑工程中都能见到。但该技术难度较大，需要专业人员操作，施工前先完成导墙部分。然后用挖槽机在地下开挖基槽，进行钢筋混凝土施工，浇筑凝结后形成一面坚固的墙（具体施工流程见图1），多面墙构成一个整体结构，提高基坑稳定性。为了达到理想的防护效果，应按地质条件和开槽深度等参数进行设计，严格控制成槽质量，选用合格的水泥等材料，科学设计各原材料的配比，合理设计连续墙的厚度、导墙深度，以保证连续墙的强度，避免坍塌，同时，提高地下连续墙的防水防渗性能。

图1 地下连续墙施工流程现场示意图

3.3 土钉支护施工技术

由于边坡土体在弯矩、拉力作用下产生变形，为了加固边坡，可钻孔注浆，在土层一定深度处制作钢筋混凝土土钉，利用土钉与土体之间的摩擦力提高边坡土体稳定性，加固支护效果明显，且操作流程简便、施工量小、施工安全性高、应用成本低、施工产生的负面影响较小，经济效益好，因此，在建筑工程中非常受欢迎，常用于加固和锚固场地。基坑开挖完成后，在基坑原有的土体上直接施工，利用土钉构成密集排列的墙，并在表面喷射混凝土，使土体与之紧密连接构成坚固的复合体，以土钉作为主要的受力部分来提高原土体的承载性，保证基坑整体稳定性。施工要点是保证土钉强度和抗拔力达标，可根据强度设计标准，结合土钉拉拔试验进行检测，该试验一般由第三方执行，以保证其公正性。

4 深基坑支护施工技术的控制要点

4.1 做好基坑前期开挖控制

深基坑施工的开挖量一般较大，为了控制开挖精度，采用挖掘机与人工配合施工，遵循“分段分层、自上而下”的施工原则，采用随挖随护的施工方法，具体开挖和支护方式需要在对现场情况的全方位了解和认识后合理选择。开挖过程中要考虑人员安全、基坑坍塌事故防控、弃土处置、渗水处理等问题，因此，开挖施工时要及时处理挖出的土方，避免在工作面附近堆积造成基坑坍塌。开挖过程中如果遇到阻碍或是破坏了地下管道，必须立即停工，通知相关人员商讨处理措施，确保整体安后再继续施工。另外，开挖过程中要做好施工监测，严格控制误差，在接近设计深度时，应由人工对基坑底部及四周进行精细化处理，保证误差不超过20mm，并根据基坑及周围的变形监测结果控制开挖速度。

4.2 规范开展降排水施工

地表降水和地下水位等因素都会影响深基坑施工的安全性，如一些粉砂土的地下水含量较高或部分地区降雨量丰富，会导致坑底渗水、积水严重，影响施工。同时，由于土体浸泡而变得松散，基坑失稳的可能性较大，因此，基坑支护施工应结合地下环境和气候条件制定降水、排水、防水应急预案，以堵为主，排水为辅，避免基坑积水，实现快速清理坑内积水的目的。例如，采取明排降水法，在基坑内设置一定数量的集水井和排水沟，使水自行流出，或是采用水泵等设备快速抽出积水。还可设置排水夹心墙，采取井点降水法，降低地下渗水的影响。对于地下水位较高、临近水源的工程项目或雨水充沛的地区，还要对地下水位进行动态监测，关注气象预报，提前做好防控，调整施工计划，避免流沙、管涌等现象的发生，为基坑支护施工提供较为干燥的施工环境。

4.3 合理选择支护施工技术

深基坑支护施工的应用形式多种多样，其优点和缺点各不相同，而且随着行业的发展，许多支护技术不断升级改进，其施工方式、应用效果越来越好。目前，土钉墙、土层锚杆、地下连续墙等的应用较为普遍，其中又可细分为重力式挡土墙、悬臂式与混合式支护结构等类型，因此，为了保证深基坑支护施工效果，不仅要准确掌握基坑施工区域的土层地质情况，还要考虑建筑工程深基坑支护施工的要求，准确分析各支护施工技术的适用性和可行性、支护方法的经济性和安全性，按照因地制宜、基于实际的原则，选择适合基坑开挖的支护技术，编制完善合理的施工方案，以保证深基坑支护结构形式的效用。

4.4 做好深基坑支护施工监测

根据深基坑支护施工的要求，必须消除基坑施工对环境和安全施工的不利影响。因此，在基坑开挖前，应根据施工过程中可能发生的变化制定监测方案，确定监测范围、监测方式、监测对象、监测频率、监测指标预警值等。例如，在城市中心区域施工的项目需对相邻建筑物和重要管线、道路进行沉降观测，避免破坏城市基础设施和建筑物，监测施工噪音、粉尘量，以采取合理的绿色文明施工防控措施，防止影响周围环境，对基坑的变形和地下水位进行监测，以及时发现异常情况，排除安全隐患。通过合理有效的监测，使整个施工过程处于严密监控状态，根据监测记录进行施工管理，提高支护施工质量，确保支护结构稳定。

5 深基坑支护施工技术的有效控制措施

5.1 完善设计方案

为了提高工程设计质量，必须做好施工场地环境的勘测，了解施工场地及周边建筑物的位置和高度，地面雨水、地下水位、地下管线、施工区域的土壤分布情况，为工程设计储备数据信息，以施工监测为主导信息进行基坑支护结构受力计算，并根据支护结构变形控制表确定设计参数，以保证支护结构强度和刚度满足要求。通过以上全面准确的工程信息，科学合理地评估建筑场地，并经过行业专家论证，优选出最合适的深基坑支护施工技术方案。同时，要落实现场核查，通过现场实测数据和检查结果纠正图纸中的不合理区域，以各项监测、检查记录作为后期施工方案调整、安全防护预案制定的重要参考依据，从而提高深基坑支护设计和施工的可行性。

5.2 提高施工管理效能

为保证深基坑支护施工方案得到有效落实，必须严格避免施工中出现的不规范施工行为。

（1）建立完善的质量管理体系，明确管理人员及其责任，确定管理办法和标准，建立监督与奖惩机制，确保各项制度措施得到有效执行和落实，提高员工的主动性和安全意识。

（2）按照管理制度，结合基坑支护施工特点，规范支护施工管理，实行全过程动态管理，对施工计划、技术、进展实施监督和检测，使各个环节的施工行为得到合理约束，使每一道工序都专业、标准化完成，并加强细节控制，对人工、设备、材料等进行全面检查，控制支护施工技术要点，减少内外因素对深基坑支护施工的影响，以降低工程质量问题的发生概率。

5.3 注重施工安全防护

基坑支护施工是一项具有较高风险因素的专业性工程，应积极开展各项安全活动。

（1）做好安全检测工作，对可能引发安全事故的地下水位、支护结构、影响支护施工的岩土承载性能及施工过程中的岩土稳定性进行检测，对周边建筑物和设施的位移、沉降进行定期检测，制定深基坑支护施工专项施工和管理方案。

（2）制定明确的应急预案，如针对基坑塌陷、管涌、桩身断裂确定施工和管理重难点，设计防治措施，制定事故发生时的应急处理措施，以便及时补救、科学处理。

（3）完善安全防护措施，如现场材料摆放合理，机械设备应定期维护保养，机械操作人员和特殊工种人员应持证上岗，施工人员应正确穿戴安全装备，现场设立安全部门，安排安全员监工，以确保基坑支护施工的安全进行。

6 结语

深基坑支护施工作为基础及地基施工中的重要组成部分，对工程后期施工质量与安全影响较大。加强对基坑支护施工技术的控制不仅关系到施工现场的安全，还关系到周边居民和建筑设施的安全，同时，对支护施工效果也会有影响。因此，在深基坑支护施工中，必须结合深基坑支护施工特点、现场实际情况设计开挖和支护施工方案，选择合理的支护方式，设置降排水装置，做好基坑监测，加强施工质量和安全管理，确保支护效果。