复杂地质及环境条件深基坑支护综合施工关键技术的应用

【摘要】近年来，我国建筑行业发展十分迅猛，在高层、超高层建筑施工中，深基坑支护施工是整个工程质量、安全的根基，具有重要的意义。在深基坑支护施工过程中经常会遇到复杂地质及环境条件，造成施工困难，安全隐患。本文首先对深基坑支护施工技术进行概述，然后对其必要性以及施工中存在的问题进行探讨，最后对其技术综合应用进行分析，以期为建筑工程施工提供借鉴作用。

【关键词】深基坑支护综合施工;复杂地质及环境条件;关键技术应用;措施

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2022.13.059

引言：

深基坑支护施工技术在建筑施工中占有重要地位，可以确保其施工质量和施工安全，并提高施工效率。因此，应持续对深基坑支护施工技术进行研究与完善，从而推动我国建筑行业的向前发展。

1、深基坑支护综合施工技術研究的意义及必要性

目前来说，深基坑支护施工技术主要运用于高层或超高层建筑，是建筑工程中一项基础施工步骤，其使用范围十分广泛，风险性也相对较低。深基坑支护施工技术具有很多类型，因此，在建筑施工中，应根据其岩土工程条件及周边环境，选择恰当的一项或多项支护技术，以确保基坑工程可以顺利开展。

通常情况下，在进行施工作业时，都会采取支护施工技术，主要目的就是为了基坑内施工的安全，并且在一定程度上，对于施工作业人员的安全予以保障。同时，支护技术对于其基坑工作而言，还能提供质量保证，从而确保整体施工技术的顺利开展。除此之外，深基坑支护施工技术还能提高其防水性，确保其不会因为天气等不利因素对整体工程造成影响。

2、建筑工程深基坑支护施工技术存在的问题

2.1支护结构设计中计算不精确

深基坑支护结构在目前设计中，仍然存在计算不精确的问题，其还是采用传统的极限平衡法作为计算方法。而基坑开挖的是一个动态的过程，会产生土体的应力集中和松弛问题，并且随着时间的推移，土体的强度也发生不断变化，基坑会产生各类变形。通过对相关工程的分析，运用极限平衡法来做基坑可靠性的分析，如果在理论上分析基坑是可靠的，但是在实际的施工过程中还是会出现破坏。

2.2基坑监测管控方案不够完善

监测管理工作可以在一定程度上提高深基坑支护施工技术质量。但目前实际情况却是，深基坑监测管控方案不够完善，导致监测难以发挥出自身的优势，并对深基坑支护施工提供有利的指导。目前，在一些基坑检测管控方案设立过程中，缺乏对周围环境因素的考察和分析，对于相关数据变化结果没有进行深度的分析，使其所提供的成果案缺乏一定的合理性，并且无法进行信息化施工和动态设计。

2.3土方开挖技术控制存在不足

深基坑支护施工技术水平受到土方开挖技术的影响，土方开挖技术控制水平越高，越能促进深基坑支护施工技术水平的提高。但目前实际情况却是，有部分土方开挖技术对于施工地区的地下管道网络情况没有充足的了解，并且缺乏相应的技术措施应用，无法对地下管道网络进行保护。还有部分土方开挖技术在其应用过程中没有对坡道状态进行充分的考量，使得其在挖掘过程中车辆难以进行安全的作业。

3、建筑工程中深基坑支护施工术应用管理措施

3.1做好施工前准备工作

在建筑工程施工过程中，开展深基坑支护施工技术时，为确保整体施工质量与安全，要做好施工前的准备工作，对于施工现场会影响施工进程的各个因素进行严格的检查与分析，并对施工现场进行科学的测量。因此，在开展建筑工程深基坑支护施工工作前，应进行充分的准备工作。

3.2制定符合深基坑支护技术操作的管控制度

在深基坑支护施工技术开展过程中，相关技术管理人员要运用一定的管理制度对支护工作进行约束。在深基坑施工过程中，由于其自身具有一定的不确定性，使得支护技术方案会随时面临调整的情况，具有较强的灵活性。因此，在深基坑支护技术操作过程中，应制定相关的管理制度，以确保工作的规范性。例如，应对深基坑施工管理人员以及操作人员进行岗位与职责的明确，并对其工作标准进行设定，以确保其可以各司其职，从而保证深基坑支护施工的顺利进行。而对于施工过程中需要多岗位进行协调的工作，则必须对所有参与的技术人员进行操作规范，并制定明确的质量要求，对于深基坑支护施工中的每一个环节都进行严格的管控。

4、长沙五矿广场项目深基坑工程综合施工技术实施应用

4.1复杂地质及环境条件

（1）本工程地处长沙市天心区南湖新城板块核心区域，东至书院路，南至富通路，西至湘江大道，北至华融湘江银行大厦（建设中），属于老城区且施工场地周边狭小。

（2）基坑东侧：为书院路，基坑距离道路约较近 5m 地下管线较多。钻孔Z10-Z11附近有地下水管及电缆（地面有标识），用地红线内部有天然气阀及延伸管。基坑南侧：紧邻枣子园约15m小区用地红线附近有水管及公共用电管线。根据调查枣子园小区为框架结构。基坑西侧：为湘江中路，基坑距离道路约较近5m地下管线较多，紧邻用地红线（公共用电管线与用地红线重合）。紧邻湘江，地下水位较高。基坑北侧：为华融湘江银行，其地下室为整体地下室（3-4层、埋置深度 14.9～22.3m）距离本工程基坑支护结构最近约10m。

4.2方案比选

（1）方案1

采用桩+囊式扩体锚杆及可拆芯锚杆形成支护体系，旋喷桩及支护桩形成帷幕，配合坑内疏干井、坑外应急井形成止水体系。

（2）方案2

采用桩+2 排环形内撑支护体系，旋喷桩及支护桩形成帷幕，配合坑内疏干井、坑外应急井形成止水体系。

（3）方案3

采用桩+2 排对角内撑形成支护体系，旋喷桩及支护桩形成帷幕，配合坑内疏干井、坑外应急井形成止水体系。E8DB3CFA-BE41-4642-84A2-9456FA163575

（4）方案4

西半部：桩+囊式扩体锚杆及可拆芯锚杆形成支护体系，东半部：桩+对角内撑形成支护体系，旋喷桩及支护桩形成帷幕，配合坑内疏干井、坑外应急井形成止水体系。

（5）方案5

采用桩+一排对角内撑、局部双排桩形成支护体系，旋喷桩及支护桩形成帷幕，配合坑内疏干井、坑外应急井形成止水体系。

4.3方案优化选定

（1）根据地方政府行政要求，基坑采用了内支撑支护形式。

（2）根据分区分期施工要求，采用东西角撑的布局方案，因考虑分区拆撑后结构受力不合理等问题，放弃了环撑等内撑方案。在分区界线部位采用放坡形式进行临时性支护。

（3）考虑到北侧支护环境和支护条件等特点，同時为主体结构施工争取有利的作业空间，放弃了基坑中部对撑（二个独立的对撑）方案，而是利用结构承载能力，在基坑南侧采用岛形结构支撑支护形式，北侧采用悬臂桩支护形式。

（4）根据场地地形态势，统一围护结构顶标高，以冠梁形成环形闭合，并作为内支撑的支座。

（5）根据项目地层和水文特点，兼顾施工可操作性、成本经济性等因素，围护结构采用钢筋混凝土支护桩护坡桩，采用一道内撑设计形式，局部配合双排桩及岛型支撑。

（6）基坑止水：东南西三侧采用支护桩+旋喷桩止水帷幕形式，北侧则利用湘江银行既有的咬合桩帷幕，仅将本项目东西二侧北端的帷幕向北延伸，采用多层旋喷桩与湘江银行的帷幕连接，并在局部布置数个截水井。

（7）基坑局部点段的支护措施：南侧：在角支撑至岛形结构支撑的临空范围，根据场地平面条件，分别在东西二侧布置双排悬臂桩支护方案。北侧：根据地库地下一层局部外扩的建筑设计要求，将此范围的支护桩护坡桩顶标高降低至该层结构底板标高下 300-500（具体由结构设计方确定）。

最终选定综合性施工设计方案：

4.4 关键技术

（1）基坑支护型式选择

1）选择基坑支护型式的原则是在保证基坑边坡安全的前提下，降低工程成本。

2）根据现场场地条件、周边环境及地质条件，主要采用内撑方案，局部配合双排桩+岛型支撑体系。

（2）施工工艺顺序

1）桩撑支护：施工场地平整→施工控制点测放，支护结构放线→支护桩、旋喷桩、立柱桩施工→开挖第一层土方至冠梁底→坡顶排水沟→支护桩顶冠梁、混凝土支撑施工→土方开挖至坑底→坑底垫层及排水沟施工。

2）岛型支撑：施工场地平整→施工控制点测放，支护结构放线→支护桩、旋喷桩施工→开挖第一层土方至冠梁底→坡顶排水沟→支护桩顶冠梁施工→土方分层、分段、分区开挖至第一层钢内撑→第一层钢支撑施工→土方分层、分段、分区开挖至第二层钢内撑→第二层钢支撑施工→土方开挖至坑底→坑底垫层及排水沟施工。

3）双排桩/悬臂桩支护：施工场地平整→施工控制点测放，支护结构放线→支护桩护坡桩、旋喷桩施工→开挖第一层土方至冠梁底→坡顶排水沟→支护桩顶冠梁施工→土方开挖至坑底→坑底垫层及排水沟施工。

（3）基坑监测措施

4.5 实施效果总结

（1）技术性能

在综合考虑经济、工期前提下，避免破坏了地下未探明结构、管线，最大程度保证基坑安全，加快土方挖运速度，降低工程造价，解决了周边场地不足的限制。采用全站仪观测基坑周边坡顶水平位移，水准仪观测沉降，测斜仪观测基坑深层水平位移等综合措施配合对基坑进行监测，用频率接收仪采集数据，有效地保证了施工过程中的基坑安全。

（2）技术优势

与国内外同类施工技术方法相比，其技术有效的截断基坑内外的水力联系，避免了截水效果不佳引起的地下水环境变化，支护体系也有效控制了基坑变形，相比其他基坑支护体系该方案更为经济，也提高了工程施工效率，降低了时间成本，抵御了汛期湖南湘江超警戒洪水水位，进一步说明了该支护体系的安全可靠性。

结语：

综上所述，随着高层建筑的不断增加，使其地下基础愈发深入，地下结构愈发复杂，导致基坑越来越深，极易使建筑工程出现安全隐患。所以，需加强对深基坑支护综合施工技术的研究，来使建筑结构更加稳定，确保建筑施工的整体质量与安全。

参考文献：

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[4]王兆高.深基坑支护技术研究与工程应用[J].智能城市，2019，5（24）：158-159.

作者简介：

王国华（1973.02-），男，汉族，湖南祁东人，本科，高级工程师，单位：湖南和天工程项目管理有限公司，主要从事监理。E8DB3CFA-BE41-4642-84A2-9456FA163575