深基坑支护技术在建筑工程施工中的应用分析

文／李约汉、柳博 中国人民解放军93194 部队 北京 100000

引言：

建筑工程中，深基坑支护技术有着巨大应用价值，其应用与工程质量有着直接联系。施工单位应用深基坑支护技术，主要目的是维护施工安全性，为现场施工提供安全保障。不规范的深基坑支护施工，容易引发安全事故，存在一定安全隐患。施工单位有必要对深基坑支护技术的应用展开系统性分析，在降低施工难度的同时，有效控制深基坑支护施工操作行为，便于施工单位进行高质量施工，最大限度提高深基坑支护结构整体质量，为建筑工程整体质量提供有力保障。

1.深基坑支护技术简介

建筑工程中，深基坑支护施工具有很强挑战性，深基坑支护施工对基坑开挖的深度有十分严格的要求。基坑工程当中，支护结构具有很强的复杂性，在具体施工中工程容易受各类因素干扰。因此，相关人员要在施工前，确定好土压力、计算参数等，这也决定了深基坑支护结构的设计具有较强技术性。沈基坑开挖是地基基础与高层建筑地下室施工的重要环节，同样是建筑工程中面临的一项重要性、复杂性工程难题，涉及土力学中各项专业知识，在建筑基础埋置深度不断增加的情况下，深基坑支护结构的施工问题越来越重要。根据《建筑基坑支护技术规程》，基坑侧壁安全等级规定如表1 所示[1]。

为保证施工达到相应标准，施工单位要严格规范自身行为，明确深基坑支护在整个工程中的地位，加强对施工过程的把控。施工单位采用深基坑支护技术，以提高基础安全性，保障施工过程安全性等为目标，可以有效减少基坑工程给周边环境可能造成的影响。

2.深基坑及深基坑支护的特点与技术要点

2.1 深基坑的特点

（1）建筑工程中，深基坑支护体系是一种临时性的结构，施工难度大且风险因素众多。

（2）深基坑工程的区域性特征较强，如黄土地基、软黏土地基等工程地质与水文条件存在差异性，这些因素决定深基坑工程存在较大差异性。

（3）深基坑工程具有综合性特征，与岩土工程、土力学、测试技术、结构工程等有紧密联系。

（4）深基坑支护施工与工程地质、水文地质等有密切联系，还与深基坑临近构筑物、建筑物、地下管线等有密切联系。

（5）深基坑工程是一项系统性工程，主要涉及支护施工与土方开挖两个部分。土方开挖的施工组织是否合理，直接决定了支护结构施工的效果。

（6）在基坑工程当中，周边的地下水位、应力场等都会发生改变，地基土体会发生变形，对周边环境会产生一定程度的影响，严重时会影响工程质量和使用安全。

2.2 深基坑支护结构

深基坑维护结构主要由板墙、冠梁及相关附属构件组成。其中，板墙主要是在深基坑的开挖卸荷阶段，用于承受施工中产生的巨大压力，在接收压力的同时，将压力向支承结构传递。围护结构施工，需要施工单位结合工程实际与现场情况，确定具体的施工方式，适当考虑工程所在地的经济、技术等条件。深基坑维护结构类型多样，国内常用的有土层锚杆、沉井、柱列式、板柱式等。

2.3 技术要点

深基坑工程的施工质量与设计的基坑降水工序、开挖施工等有十分紧密的联系，是一种具备区域特征的岩土工程。在深基坑工程设计中，设计人员要充分考虑施工现场的水文、气候、临近建（构）筑物、地下管线等情况。在设计支护结构的时候，设计人员要全面掌握支承体系、土体加固等多项问题。通常，深基坑支护结构体系由两个部分组成，分别是止水体系、支护结构。其中，止水体系的建立，可以避免地下水进入深基坑内部，能让基坑具备较强的抗渗性，影响着工程的整体质量。一般由施工单位采取高压旋喷桩或水泥搅拌桩，设置一道隔水幕布，实现防水抗渗的作用，还可以规避基坑受地下水的冲击、侵蚀，提高基层稳定性，图1 为高压旋喷桩的施工示意图。

如图1（a）处为钻机就位钻孔，（b）处为钻机钻孔到至设计高程，（c）处为旋喷开始，（d）处为旋喷提升，（e）处代表旋喷结束成桩。

支护结构对整个建筑工程的安全性和稳定性起到决定性作用，施工单位在设置支护结构前，要综合考虑地质、土质、基坑深度等问题，结合工程的实际情况，确定最合适的施工方式，便于提高深基坑支护施工效果。

3.建筑工程施工中深基坑支护施工技术的应用

3.1 土钉墙支护技术

土钉墙支护施工内容众多，涉及钻孔、插筋等各道工序，需要和喷射砼面板结合起来，形成一种与承力墙作用相类似的土钉墙，该墙体的主要作用是承受上层土的荷载。土钉墙能承受来自上层土的压力，能对开挖面的稳定性提供保障，如图2 所示[2]。

图2 土钉墙支护

在应用土钉墙支护技术时，施工需要按照自上而下的施工方式。施工单位要根据土层情况确定分层深度，工作面宽度控制在6m 以上，纵向长度一般不低于10m。第一层砼的喷射中，施工单位要关注土体的情况，避免施工引发土地松弛、崩解，尽量在短时间内完成砼的喷射工作，并规范施工人员操作行为，保证砼喷射厚度的标准化、均匀性。此外，施工单位要应严格控制水泥用量，一般不低于400kg/m3的用量标准。在成孔环节，施工单位要控制好土钉的成孔直径，明确土钉的向下倾角大小。施工单位根据土层条件、设备条件及工作经验，确定成孔方法[3]。在土钉安设和注浆阶段，施工单位要确定土钉类型，采取灰浆泵进行注浆，土钉注浆过程中不能加压。随后是钢筋网布置与砼面层的喷射，施工单位要确定好钢筋网的直径、间距，需要保证钢筋网和土钉连接的牢固性，控制好钢筋网和第一层喷射砼的间隙。如果施工单位要设置第二层钢筋网，需要在第一层钢筋网完成覆盖后再进行铺设。

3.2 土层锚杆支护技术

土层锚杆支护中，施工人员操作锚杆钻机，在特定位置展开钻孔操作，完成钻孔后，施工人员将配置好的水泥浆灌注至孔洞。当土层内锚固段的浆液达到一定强度后，传入绞线张拉锚固。深基坑支护施工中，土层锚杆支护已经具有成熟的施工经验，对提高支护主体的强度有着重要作用。施工前期，施工单位要在现场开展测量工作，保证测量的精准性，做好对钻孔位置及孔深的确定，要避免在钻孔时出现较大偏差，为后续施工的顺利进行提供保障。土层锚杆支护施工期间施工单位不能在桩顶设置拉杆与锚桩，可以在一定间隔上，将锚杆斜向打入桩背面，并在强度达到一定标准后，在桩中间开展开挖施工。施工过程中，施工单位要花费较多时间进行施工，在周边存在建（构）筑物时不能进行支护，临近地基不允许在存在下沉位移时使用。

3.3 护坡桩支护技术

护坡桩支护技术的应用中，施工单位要提前做好场地平整、障碍物清理等工作，随后进行桩基位置放样、埋设护筒，使用旋转钻机成孔，或采用人工万控的方式，完成上述施工后，进行钢筋笼的吊装与砼的水下浇筑。在护坡桩支护施工中，成桩率较高，施工操作比较便捷，在地下室工程中有着广泛应用，尤其针对复杂环境下的深基坑支护施工，该技术有着较强适应性[4]。采用护坡桩支护技术，能够减少工程发生位移的情况。具体施工中，施工人员的操作必须严格遵守相关标准，对成桩的质量提供保障。

3.4 钢板桩支护技术

如果基坑深度较大，或者地下水位较高，未降水时可以设置板桩未支护结构。板桩不但可以防水、挡土，对流砂还有一定的预防效果。板桩支撑有锚和无锚的区分。针对无锚板桩的施工，施工人员要从某一角开始，逐块进行打桩，在打单块板桩时，不能出现停顿。开打板桩的施工操作比较便捷，不过施工单位在单块打入时，板桩容易发生倾斜，累计误差的纠正难度过大，也难以对避面的垂直度进行控制，因此无锚板桩在桩长超过10m，工程要求较高的项目中不太适用。有锚板桩的施工中，施工人员可以采用双层围檩插装法。施工过程中，施工单位要做好双层围檩支架的设置，通常需要顺着板桩的边线设置，在双层围檩中间插入板桩，在板桩相互作用下形成牢固的板桩墙。从四个角落开始进行操作，在封闭合拢以后，施工单位要按照一定顺序，逐块把板桩打至设计标高。施工单位采取这一手段进行施工，可以对平面尺寸的准确性以及板桩的垂直度提供保障，不过该方法的施工速度较慢，在工程进度较紧张的项目中不太适用。

3.5 地下连续墙支护技术

施工单位应用地下连续墙支护技术，要按照先钢筋砼地下连续墙，后墙间开挖的方式进行施工。地下连续墙支护具有高强度、高刚度等特性，具有抗渗、承重、挡土等多重功能，在较在各种面积大小的场地都非常适用，对地下水位较高的深基坑仍然有较强适应性。施工单位可以采取机械成槽的施工方式，放入到钢筋笼，随后进行浇水[5]。地下连续墙支护技术的应用，对周边环境的影响较小，对地层条件具有较强适应性，并且施工单位可以很好地控制墙体的强度，也能够保证较高的施工精度，可作为建筑工程中的永久性建筑物部分。如果施工单位只是单纯将地下连续墙作为深基坑支护结构，需要投入的费用较高。因此，施工单位通常会将其与钢管支撑、混凝土支撑等结合起来，形成一种特殊的支出形式。

4.建筑工程施工中深基坑支护施工的优化建议

4.1 做好施工准备工作

建筑工程施工中，施工单位在应用深基坑支护技术前，要做好工程勘察工作。施工单位通过开展工程勘察工作，切实掌握建筑工程的具体情况，对施工现场的情况进行调查、分析，全面掌握施工现场的总体情况，做好相应的记录，并对现场数据信息进行整合，对深基坑支护施工形成科学、合理的施工方案。不同工程所在位置不同，会面临不同的地质条件。施工单位在深基坑支护施工中，还需要结合现场的历史资料，多角度分析现场地质条件，结合现场实际情况，选择最合适的施工技术和施工方案。

施工单位需要提前准备好符合建筑工程要求的材料、设备，合理配置劳动力，采用专业设备进行精准测量和计算，对施工过程中可能出现的问题加以分析，明确可能影响深基坑支护施工质量的因素，结合现场勘察测量得出的数据，编制完善的数据分析报告，以便及时对深基坑支护施工计划做出调整。

4.2 优化深基坑支护方案

施工单位在开展深基坑支护施工的时候，要全面掌握好现场环境，明确基坑工程对深基坑支护技术提出的安全等级要求。施工单位要根据现场的地质条件，对支护的安全等级予以确定，为后期施工安全提供保障。由于建筑工程施工会给周边的环境造成损坏，施工单位要对环境破坏情况展开预估，在此基础上确定合理的支护深度，结合现场地质数据，明确深基坑支护技术难度[6]。对于支护施工方案的确定，施工单位应根据现场的情况，选择一种与本工程最适应的施工方案，主动接受设计单位提出的有效建议，保证深基坑支护方案的科学性、可行性。施工单位在工作中，要重视施工方案的规范化执行，严格遵守安全施工相关标准与规范，保障深基坑支护施工的顺利开展。对于施工方式的选择，施工单位要考虑的因素众多，如现场周边环境、地下水位高度、岩土层状况等。由于天气具有不可预测的特征，因此施工单位要将施工周期纳入考虑范畴。工程造价也是施工单位在施工技术选择时必须考虑的因素。

4.3 加强对施工过程的监测

建筑工程施工中，全体施工人员都必须明确深基坑支护施工流程，由施工管理人员安排施工人员对现场进行清理，并在现场组装深基坑支护施工所需的机械设备，做好对设备的调试工作，避免机械设备在正式施工中发生故障。深基坑支护过程中，管理人员要做好质量检测工作，及时发现施工过程中存在的安全、质量隐患。监理单位在各环节完工后及时进行检查，及时发现施工漏洞并责令施工单位进行整改。只有严格落实对深基坑支护施工过程的检查和监测，才能保证深基坑支护施工的质量。

在基坑开挖阶段，施工单位要严格遵守“三宝”“四口”的临边防护要求，严格按照施工安全要求，保证深基坑支护结构的牢固性。施工监测中，施工单位要结合基层侧壁的安全等级、监测点等，制定科学、精准的监测方案，包括监测周期、编制监测报告等内容，并在具体施工中严格执行监测方案，有效防止施工过程中发生意外。

4.4 加强施工安全管理

深基坑支护施工过程中，安全管理是一项必要性工作。施工单位采取科学的安全管理措施，能将安全隐患遏制在事故发生前，避免安全事故给工程质量、工程进度等造成影响。例如，施工单位加强对地下水位的控制，防止地下水侵入基坑，导致深基坑支护施工质量受到影响[7]。施工过程中，如果施工面受强大外力影响，需要施工单位在保证人员安全的基础上，对现场情况详细进行记录，及时将记录结果上报给上级部门，按照上级下达的指示加固或者拆除已变形的工作面，避免变形的工作面给建筑工程的质量造成不良影响。

结语：

综上所述，施工单位在建筑工程施工中正确、合理使用深基坑支护技术，能为后续各分部分项施工建设提供有力支撑，有利于提高建筑工程的质量水平和安全等级。在本文的分析中，提出了几种常用的深基坑支护技术，不同类型的深基坑支护技术有着不同适用范围，其具体使用需要施工单位结合工程实际情况，综合考虑土壤松软程度、地下水高度、当地气候环境条件、工程地质等，在保证工程造价、工程进度的基础上，选择一种最合适的支护方式。整个施工过程中，各参见单位的管理人员，需要协同参与对支护施工过程的监督及管理，及时发现施工阶段存在的漏洞，采取有效的整改措施，进一步为工程质量提供更有力地保障。