土木工程施工中深基坑支护的施工技术研究

王颖毅

(山西三建集团有限公司，山西 太原 030024)

1 工程概况

以山西省太原市某地下工程为例，该工程的基坑是以不规状呈现的，且深度达到了18.2m，局部东西宽度可达92.0m，东西宽度平均数值为78.8m，南北长度平均数值为765.7m，支护结构的重要性系数和基坑施工安全等级均为相关标准所规定的一级水平。

由于该项目工程所处的地理位置较为特殊，且周边环境较为复杂，施工开展难度较大，因此采用的深基坑支护技术为地下连续墙支护施工技术。地下连续墙支护施工技术是常用于我国土木工程施工中的一种支护技术手段，通过使用以挖槽机械为主的施工设备设施，在目标区域内的土体相应位置上开挖沟槽，并在将沟槽内的杂物或土壤进行彻底清除后放置钢筋笼，然后使用导管或其他设施向其中灌注一定量的混凝土，从而使钢筋笼和沟槽形成一个整体，并将单位槽段进行整合，最后在土体中形成一个具有较强连续性的钢筋混凝土墙壁[1]。

该项目工程在±0.000的绝对标高和导墙顶标高数值分别为783.330m和782.45m；地下连续墙的墙顶标高与墙底标高数值分别为781.700m和741.7100m。在充分考虑水下浇筑问题的情况下，确定地下连续墙混凝土的设计强度为C35，相对应的抗渗等级为P8级。另外，为了进一步增强钢筋笼的整体性能，确保其强度能够满足该项目工程的实际作业需求，还在相应位置设置了不同规格和数量的纵向桁架和横向桁架，且该地下连续墙的竖向钢筋及其加密钢筋、水平筋均做了对应处理，配筋外侧保护层的厚度达到了70mm，内侧保护层的厚度达到了50mm。

2 土木工程中常见的深基坑支护施工技术

2.1 土钉墙支护施工技术

若使用土钉墙支护施工技术进行土木工程施工作业，则工程设计单位和人员应按照实际情况对该施工技术所用的承压板进行结构设计，并同时采取相对应的措施来加强钢筋结构，确保该结构能够在实际施工作业中与所用土钉螺栓保持紧密连接。这样一来，由此基于土钉墙支护施工技术的土钉复合体能够在边坡发挥稳定作用，以此来增强边坡的稳定性和安全性。

由于墙后土体形变能够在一定程度上得到有效抑制，因此整个土钉墙会更具有稳定特征，但这一特征还受到诸多主客观因素的影响，比如墙面坡度，地质条件等。土钉墙支护施工技术的实际应用流程需要经过前期钻孔、钢筋植入、泥浆灌注等环节，这样才能使存在于深基坑侧壁中的土钉墙支护发挥作用，分散侧壁的部分压力[2]。目前土木工程土钉墙支护施工技术所用的施工物料仍为钢筋混凝土，因此首先要在相应土体位置中打入一定数量和规格的角钢和粗钢筋，并在深基坑侧壁完成钻孔作业之后，尽快向其中植入与孔深度相适应的钢筋，然后使用水泥浆进行灌注，直至孔内钢筋完全稳固并与深基坑侧壁的土体完全黏合在一起。需要注意的是，若在钻孔过程中发现所作用的土体自身稳定性不高且抗压力较弱，则可以直接使用钻孔注浆的方法，以此来提升土钉墙支护的承载能力。

2.2 深层搅拌桩支护施工技术

深层搅拌桩支护施工技术通常会使用在地质条件较为恶劣的土木工程施工工中，比如黏土地质、淤泥地质等。这是因为该技术能够在大型搅拌机的作用支撑下，实现对目标区域内地层软土的充分搅拌与混合。不仅如此，若在搅拌中选取适当的时机加入一定量的固化剂，还能加速地层软土和水泥的混合速度，使二者能够在尽可能短的时间内凝结在一起，以此来形成一个更为稳固坚硬的土体结构，使支护更具实际效果，该技术的应用流程如图1所示。

就目前深层搅拌桩支护施工技术的实际使用效果来看，经过该技术处理后的土体具有较强的防水性能，且通常是以临时性需求来进行支护结构搭建的一种结构。若从核心角度出发，影响该技术实施效果的主要因素是水泥等主要施工物料，因此应严格做好施工现场的支护材料监管工作，确保该技术的作用落实。

具体来说，在深层搅拌桩支护技术的应用过程中，常常需要借助专业机械设备的协同配合，以确保施工区域内的地质和空隙得到充分填充和整合，从而恢复地面的平整度。这种方法可以将基坑内部的土层深度以及结构强度提升至原有水平状态，从而实现对于建筑场地环境条件的全面改善。在深层搅拌桩支护技术的应用过程中，通过使用硬化试剂和细粒土等填充物，对施工区域土壤环境中水分含量较高的区域进行优化调和，使其逐渐从泥泞潮湿的状态转变为具有一定弹性的柔软土壤，为后续工程施工提供了相应的建设材料，从而为土木工程内部建筑物的地基稳定性和安全性提供了更加可靠的保障。

2.3 地下连续墙支护施工技术

地下连续墙支护技术的主要应用功能在于显著提升土木工程的整体安全性能和防漏、防渗等能力效果，从而有效预防深基坑支护施工作业中可能出现的局部或整体坍塌等问题。所以说，对于整个土木工程和建筑施工而言，地下连续墙支护技术都具有非常关键的作用意义。为确保地下连续墙支护技术的顺利应用和效果达成，相关技术人员必须严格遵守工程施工的相关要求，反复评估该施工方案的可行性和科学性。地下连续墙支护技术主要适用于施工区域的特殊地质结构，这是因为当其整体密度较高或需要更严格的沉降要求时，其他深基坑支护技术并不适用，相反，地下连续墙支护技术的应用可以实现更直接、更优质的施工建设效果。此外，由于这种施工技术能够保证整个工程具备较为良好的稳定性能，并且还能实现对于周边环境的保护作用，所以它的综合价值十分明显。

地下连续墙支护技术在土木工程施工中的具体应用主要体现在以下几方面：首先，地下连续墙成槽时采用了成槽机进行垂直运输，并通过机械将墙体预制好，然后再由人工按照设计要求安装到位；其次，当基坑工程竣工后，为了防止基坑出现坍塌现象，必须保证基坑底部土层不发生破坏情况，因此需要对基坑进行加固处理，而地下连续墙成桩前一般都会先完成基础灌浆工作，以提高整体稳定性和安全性；最后，对于一些特殊类型的岩土边坡来说，如果基坑土质较差，则需对地基土进行注浆固结处理，从而使得基坑达到稳定状态。对于软土地区而言，地下连续墙支护技术目前是处理软土地基的最有效措施之一。在采用地下连续墙进行地下室底板施工时，施工人员可以用该技术将地下水排除至坑外，避免因地下水位过高而引起地下室渗漏问题。此外，在高层建筑地基建设中，施工人员也可通过使用地下连续墙支护系统来降低基础沉降量以及提高地基承载[3]。

另外，由于地下连续墙支护施工技术在土木工程的实际建设中具有较强的适用性，能够作用在中硬地层或是软土层中，因此在其他辅助技术的作用推动下，现有成墙方式也开始变得更加多样化，若按照墙体的施工材料进行划分，可分为钢筋混凝土墙、原有地下连续墙和泥浆槽墙等。

2.4 钻孔灌注桩支护施工技术

钻孔灌注桩支护施工技术简单来说就是使用相应的施工机械设备和设计将成排的钢筋笼打入到目标土体区域中，使整个土体获得具有足够强度支撑的持力层，然后使用高压注浆设备对已经植入钢筋笼的土体岩层施加垂直竖向的作用应力，使被作用的持力层形成一个相对稳定的墙体，以达到支护目的。

与其他应用在土木工程中的支护施工技术不同，钻孔灌注桩支护技术的操作流程更为简便，其挤土效能也相对较低，因此可以生产出具有多种选择的不同桩径和长度的桩基产品。此外，钻孔灌注桩支护施工技术还具备一定的环保优势，对周围环境不会造成严重污染，目前该方法已经在我国现代建筑、道路和桥梁施工等多个领域得到广泛应用，并在实际使用中产生了积极的社会效应。通常情况下，在实际应用过程中，由于施工场所需求的异质性，钻孔灌注桩支护技术会被划分为两种截然不同的设计方向，即疏排和密排，从而在更短的时间内为土木工程深基坑支护技术的建设施工提供更加便捷的实际效果。同时由于其具备着较高的稳定性与耐久性，还能保证整个工程的整体质量水平得到有效提升。

在施工过程中，施工人员首先将钢筋笼注入土中，接着通过灌注水泥浆对钢筋笼进行预压应力施加，待水泥凝固后，通过灌浆设备向周围进行注浆，从而在钢护筒内形成竖向空间，以支撑桩身。由于桩体与混凝土之间存在着一定距离，因此在整个过程中下部荷载均传递到了桩头处，并最终作用于桩基上。随着上部荷载的逐渐增加，钢筋笼的顶部将承受巨大的向下挤压力，从而导致其发生弯曲位移；同时由于桩体与土层之间存在较大摩擦力，因此桩基最终沉降量也会随之增加。随着时间的推移，钢筋笼在竖直方向上不断延伸，直至其达到设计的极限状态，向内收缩，导致钢筋笼端部发生塑性铰破坏。为防止该现象的发生，在混凝土浇筑过程中需要及时进行钻孔作业并保持孔底密实度较高，同时要保证灌注桩与钢套筒之间存在一定间距。随着套管的深入，泥浆顺着钢管外壁流动并进入管腔内，不断被挤入管内，直到浆液达到设计强度，停止向外扩散并发生凝固，此时钻杆已基本进入完全固结状态。

2.5 排桩支护施工技术

排桩支护施工技术在土木工程中的应用要点为排桩的位置与排放呈现形式。简单来说，若想使该技术在实际施工中发挥其应有的支护价值，则应严格按照有关规定的要求和施工现场的实际情况对每个排桩的位置进行确定，并使其能够呈现出整齐排列的形态，然后再对该整齐结构进行浇筑，浇筑所用的材料为混凝土，浇筑方法为梁圈浇筑。

排桩支护施工技术在实际应用中不会产生较大振动和噪音，且支护具有较大刚度，可以根据支护结构的不同分为柱列式、组合式和连续式。其中，柱列式支护施工技术更适用于土木工程中地下水位较浅且周边土质条件较高的边坡中。在应用柱列式的灌注桩排桩支护技术时，工作技术人员在完成桩顶混凝土浇筑的项目工程施工阶段，要主动对深埋在土壤和岩石内部空隙处的垃圾进行清理和打扫，避免在浇筑时因为外界杂物的混入，影响整体深基坑支护技术的实施效果，甚至在必要的前提条件下，施工人员可以选择使用高压浇筑的工艺，来对柱列式的灌注桩排桩支护技术开展应用[4]。而组合式支护施工技术更适用于土木工程中地下水水位较高且周边土质较为松软的边坡中，连续式支护施工技术在土木工程施工中的应用则不会受到地下水水位的影响，其更适用于周边土质较为松软，比如软土的边坡区域。

3 深基坑支护施工技术在土木工程中的优化措施

1)做好前期准备和管理工作。在进行现场勘察之前，施工单位有必要事先邀请专业的地质勘察和监测机构进行实地考察，并结合已知的数据信息来源，对地下的整体情况进行深入分析，最终编制出一份详尽的地勘报告。为了确保工程施工过程中能够有效规避各类风险因素的影响，施工单位还需将工程测量技术运用其中，以此来提升工程建设质量，降低安全隐患发生的概率。通过结合行业内部成功经验的相关设计单位和各方面的数据信息，制定更加详尽的支护结构施工方案，包括人员安排、设备选择和实施方法等多方面内容，施工单位和监理部门将对其专业性和可行性进行评估和判断，只有在全部通过后才能开始施工作业。

2)要做好排水处理。当地下水水位出现明显波动时，由于沉降力或顶升力的干扰，基坑的整体安全性和可靠性会不断降低，因此相关单位必须提前采取止水控制措施，以避免出现不可控的施工问题[5]。同时为了能够防止降水过程中产生大量的水进入基坑底部附近，必须及时地排出部分水分，这样才能保证整个工程的正常运行。通过构建止水带和排水系统，有效转移和排放周围和内部的多余积水，从而降低目标区域的含水量，提高基坑支护结构的稳定性，确保施工质量符合规定标准。

4 结语

综上所述，应用在土木工程深基坑支护中的施工技术具有明显的多样性和可选择性特征，因此施工人员应尽快转变自身传统工作观念，加深对每种深基坑支护施工技术的认识和了解，并明确每种支护技术的适用场景和运用原理。这样才能进一步提升土木工程的整体施工效率和质量，为各个主体和整个社会的发展赢得更多经济效益、社会效益和生态效益。