浅谈岩土工程深基坑支护的施工技术

摘 要：探讨深基坑支护技术特征与要求，详细介绍岩土工程中应用较多的深基坑支护技术，主要包括钢板桩支护、排桩支护、深层搅拌支护、地下连续墙、锚杆、土钉墙支护、组合式支护法等。在岩土工程深基坑施工中，必须要结合工程特征合理挑选支护技术，保障工程的施工质量。对深基坑支护施工中现存的问题展开分析，优化设计理念，做好岩土工程深基坑变形观测工作，提高检验的标准和精确性，完善深基坑支护施工的技术手段与管理方式，把握深基坑支护施工技术要点等措施，提升岩土工程施工质量，为工程项目的安全性提供切实保障。

关键词：岩土工程；深基坑；支护；施工技术

1 岩土深基坑支护施工技术特征与要求

1.1 主要特征

深基坑支护施工是一个比较复杂的过程，需要考虑很多方面的因素。在深基坑施工前，需要进行必要的勘察与测量工作，了解周围地质条件与环境情况，为后续施工方案的制定提供科学依据。若是此方面工作未做好，就有可能引起渗漏、变形等问题。

基坑开挖施工时容易引起土体结构损坏和变形，这样会造成土壤稳定性较差，可能导致流砂问题。因此，在深基坑支护施工中，需要采取相应措施保障基坑土体的稳定性，防止流砂现象发生。

深基坑支护施工技术种类较多，工序流程复杂性较强，有着较高的技术标准与要求。在实际施工中，往往会受到多方面因素的影响，由于各种外部风险并非固定的，因此要结合具体情况合理选择支护方式[1]。

1.2 具体要求

1.2.1 设计要求

在设计阶段，要根据深基坑的规模和周围环境，确定合适的支护方案。支护系统选择要考虑工程需要，全面掌握周围地质条件和自然环境，保证制定的支护方案科学合理可行，使得最终的支护效果符合相应要求。

1.2.2 施工要求

施工过程必须依照相关的技术标准进行，要科学把控施工流程，制定完善的管理制度，保证基坑支护结构的质量达到预期。防水处理必须确保基坑结构的防水性能，以避免在施工完成后出现漏水等问题。

2 岩土深基坑支护技术类型

2.1 钢板桩支护

钢板桩支护技术主要是通过将U形、Z形或直腹板形的钢板桩互相连接，使其形成一个钢板桩墙，来遮挡沙土和水。钢板桩施工简单且应用广泛，特别适用于基坑较浅时的支护需求。但是钢板桩自身的柔性会导致其在支撑上出现问题，从而导致意外发生。钢板桩还具有容易变形和噪声振动等缺点，可能对周边环境造成不利影响。当基坑支护深度超过7 m时，不建议采用钢板桩支护[2]。

2.2 排桩支护

排桩支护技术是将柱列式间隔布置的钢筋混凝土灌注桩连接起来，并使用钢筋混凝土板进行连接，来防止桩间土体坍塌。排桩支护可以发挥良好的挡土作用，并具有较好的刚度。相比其他支护技术，排桩支护施工相对简便，有利于节约时间，提高施工效率，但其施工成本较高。

2.3 深层搅拌支护

在建筑工程中，往往需要进行地基加固，以保证地基稳定，避免建筑物发生倾斜或垮塌等事故。深层搅拌支护作为一种新型的地基加固技术，其核心原理是利用搅拌固化剂使软土变硬，从而达到加固地基的目的。

相比传统的地基加固方法，深层搅拌支护具有施工周期短、效果显著等优点。深层搅拌支护适用于基坑深度较大且周围有足够空间的工况，常被用作重力坝式挡墙。

2.4 地下连续墙

地下连续墙的主要原理是通过在土体中钻孔灌注水泥浆或混凝土，使其形成一条连续的墙体结构。采用连续墙体结构，可以提高土体承受的侧压力和水压力，具有较好的防水防渗效果。地下连续墙的适用范围较广，特别适用于软黏土、砂土等地质条件下的挡土墙工程，也可作为防水支护结构使用[3]。

2.5 锚杆

锚杆由锚头、锚筋和锚固体3部分组成。通过将锚头嵌入深度较大的预埋孔洞中，使其与地基形成牢固的连接。锚筋是锚杆的承载元件，由锚固在地基中承受结构物的拉拔力、倾侧力和挡土墙的水土压力。

锚杆在基坑土方开挖中起到重要的作用。锚杆作为一种常用的挡土墙支护结构，可以有效地控制挡土墙的位移，提升其承载能力和稳定性。在地下工程，如隧道、矿山等工程的施工中，锚杆也是常见的地基加固结构。但锚杆不适用于软土层和高水位的碎石土和砂土层等条件恶劣的地质环境。在靠近基坑建有地下室或其他地下构筑物时，需要确保锚杆有效锚固长度足够，以防止发生不必要的安全事故。因此，在设计和施工过程中，需要充分考虑地质环境和周边环境的因素，以保障锚杆的使用效果和安全性。

2.6 土钉墙支护

土钉墙支护技术是通过逐层实行基坑开挖，并在边坡土体上布置排列紧密的土钉，然后喷射混凝土实现土体的强化和加固。該支护方式的关键在于土钉和土体紧密结合后，构成一个复合体，发挥出土体自承能力，从而增强整个结构的稳定性。土钉墙支护具有轻柔的特点，还具备良好的延性和抗震性能，适用于地下水位以上或经过人工降水后的基坑支护，特别适用杂填土、普通粘土或弱胶结砂土等土质情况。

2.7 组合式支护法

在施工过程中，土壤的分层状态对工程效果有直接影响。若是土壤分层不利于施工，就需要采用多种支护材料的组合使用来提升施工效果，以消除分层对工程的不利影响，并确保支护结构的综合性能满足工程使用的要求。组合式支护法可以根据具体情况选用不同的支护材料，如钢筋混凝土墙、挡土墙、土钉支护、钢支撑等，以此来达到最佳的支护效果。

3 岩土深基坑支护施工存在的问题

3.1 设计的支护结构参数错误

如果支护设计的参数错误，可能会造成支护结构不能承受地下水位、地下水压力和土体压缩等外部因素的影响，导致基坑塌方、支护结构损坏等风险。此外，不准确的土体力学参数选择也可能会对施工进度和工程质量造成影响。由试验分析得知，当内摩擦角偏差在5°左右时，所形成的主动土压力存在明显区别，而当进入施工阶段，施工现场的土体近距离和原土体凝聚力会产生差异，由此对施工效果带来不利影响[4]。

3.2 空间形式不够完善

在深基坑支护施工中，空间形式是一个重要问题，错误的空间形式易导致支护结构失衡、变形等问题。在传统的施工方式中，一般是采用平面应变的方法加以处理，不过若是碰到细长型基坑或是长/正方形基坑，则处理起来难度较高。因此需要针对性地制定支护计划和施工方案，严格按图纸要求进行支护，加强监测，在必要时采取相应的调整措施，以保证支护结构的稳定性和安全性。

3.3 深基坑取样不够完善

当对深基坑实行结构设计时，必须要针对相应地基土层实施取样分析，保证土体能够满足物理学规定指标，以此确保设计的支护方案科学合理。在对深基坑内部结构进行设计时，要求对有关指标一一确定，以此保证取样的完整全面，从而确保有关勘查工作可以获得土层特征最为直接的信息，避免出现设计支护结构与具体情况不匹配的问题。

4 岩土工程深基坑支护施工问题解决方法

4.1 优化设计理念

在岩土工程支护结构的设计中，要优化设计理念，制定统一的规范与标准，以确保支护结构的安全性和稳定性。岩土工程中的设计方案需要与实际情况相互匹配，通过实地调查、模拟试验和数据分析等手段，对支护结构进行精确计算和模拟，从而确保理论上的设计与实际的情况相符，有效避免工程施工过程中出现需要临时变更设计的问题，降低工程风险，保障工程安全和质量。

随着先进技术不断引进和应用，岩土工程施工技术也得到了不断地改进和优化。以实际情况为基础来选择施工技术，并不断优化设计理念，可以提高工程质量和效率，降低成本和风险。未来，在岩土工程领域中，将继续探索和优化设计理念的应用，以满足人们对更高质量、更安全可靠的岩土工程的需求。

4.2 做好岩土工程深基坑变形观测工作

在岩土工程建设过程中，对周围建筑体、地下管线和基坑边坡变形等进行观测，并结合观测数据及时发现偏差，有助于工程技术人员优化设计方案和修正土方开挖参数，从而提升工程安全性和质量。技术人员需要熟练掌握观测技术，例如使用位移传感器、倾斜仪等设备记录并分析变形数据，采用软件分析和处理数据，并根据变形趋势制定调整方案。

此外，还需注意保证观测数据的准确性和实时性。要对各种观测数据仔细核对，避免因数据误差导致错误的决策。变形监测和设计存在较大偏差问题时，技术人员要及时提醒施工人员，并分析原因制定修整与预防方案。对于一些异常情况，也需要及时采取相应措施，如加固支护结构、停止土方开挖等[5]。

4.3 提高检验的标准和精确性

在开展支护作业时，保证检验工作制度化、标准化和规范化是确保施工质量的重要措施之一。不同支护方式可能涉及的材料、施工工艺与安全要求等均有区别，因此需要根据实际情况制定相应的检验指标和方法，以确保检验内容针对性强，能够全面评估支护结构的质量和安全性。在进行物理检测实验时，选择合适的试验设备和测试方法非常重要。

将实验结果与标准要求进行对比分析，若发现潜在问题要及时解决。详细记录实验内容并制定文件存档制度，有助于保证检测实验过程的合规性和结果的可追溯性。

检验工作需要结合日常检验与重点检验两种模式，进行互检与自检，以提升效率。其中，日常检验是对施工过程的常规监管，可以确保每个环节都按照规范进行。重点检验则针对关键节点、复杂工序和高风险环节进行强化监督，以确保重要部位的质量和安全。

4.4 完善深基坑支护施工的技术手段与管理方式

施工前需要通过勘探和试验等手段，充分评估岩土体的物理力学性质、水文地质状况，并综合考虑各种因素制定合理的施工方案。随着科技的不断进步，新的施工设备和技术不断涌现，如新型钢支撑、电动钻孔设备、数控加工技术等。开发和应用这些新技术，可以提高施工效率和质量，降低人为误差和安全风险。

深基坑施工的每一个工序都需要严格的控制和检验。要制定合理的施工工序流程、设定完整的质量标准和检测方法，并进行全面的现场监督和检查，确保施工质量和安全。人员是岩土工程深基坑施工的重要因素，需要对工程技术人员进行专业培训，提高其操作能力和安全意识，加强安全培训和应急演练，提高应变能力和处置能力。

深基坑施工涉及高空、水深、地质等多种危险因素，需要建立健全安全管理制度和应急预案，加强现场安全监控、人员保护和突发事件应对等方面的工作，定期对工程现场进行全面检查和隐患排查，及时解决存在的问题，防范事故的发生。

4.5 把控深基坑支护施工技术要点

在开展围护结构的设计工作之前，对地下环境进行详尽的调查和勘察是至关重要的。需要对地下土壤的性质、地层分布、地下水位等进行准确的检测和评估。特别是在大断面深基坑的开挖中，必须针对具体地理条件综合分析和设计，以确保围护结构的稳定和安全性。如果发现存在断层破碎带、软弱夹层、溶洞等不良地质条件，设计者需要针对这些条件采用相应的措施，以减少不良地质条件对施工和结构安全的影响。

在围护结构施工作业之前，排水是一个必不可少的步骤，可以保证支护结构不受水影响，使得围护结构施工活动顺利开展。排水系统的设计要充分考虑工程区域的地下水流动特性和排水能力，以保证支护结构施工过程中的排水效果良好。此外，在开挖过程中，应先浅后深地逐层开挖，并采取相应的支护措施，避免过早暴露和破坏地下管线。为了保证施工环节地下管线的安全性，靠近地下管线的区域应采用人工挖掘的方式进行。

深基坑通常位于有限空间内，施工中需要充分考虑周围环境的限制。在开挖过程中，需要根据实际情况制定适当的分段、分层措施，将整个施工区域划分成若干个较小的段落进行施工。这样可以控制开挖的范圍和深度，减少对周围建筑物和结构的影响，同时也方便进行监测和调整。当每段长度为20～30 m时，分层开挖厚度不得超过2 m的情况下，每进行6～8 m的一段施工之后，需要安装支撑，并实行维护处理。为防止水土流失，地基每进行2 m的开挖之后，都应当实施水土间的挂网和抹平处理。

5 结束语

岩土工程的深基坑支护施工难度较高、复杂性较强，对于施工技术具有非常高的要求，所以，务必要强化对施工技术的管控，全面排除深基坑支护施工中的各种安全要素，有效提高岩土工程的整体施工质量。

参考文献

[1] 杨宏伟.深基坑支护技术在岩土工程施工中的应用浅析[J].工程建设与设计，2022（19）：222-224.

[2] 李敏.探究岩土工程深基坑支护施工中存在问题及改进措施[J].大众标准化，2022（19）：78-80.

[3] 麻江涛.岩土工程中的深基坑支护施工探析：以某大厦深基坑支护工程为例[J].房地产世界，2022（17）：152-154.

[4] 吴亮根.岩土工程深基坑支护施工技术研究[J].中华建设， 2022（9）：140-142.

[5] 苟自强.岩土工程中深基坑支护施工技术措施[J].工程技术研究，2018（3）：33-34.

收稿日期：2023-10-22

作者简介：靳马超（1981—），男，河南商丘人，本科，高级工程师，研究方向：岩土工程施工技术。