建筑工程深基坑支护施工关键技术探究

［摘 要］在众多建筑工程中，深基坑工程作为一项常见且具有挑战性的任务，在城市建设和改造中扮演着至关重要的角色。深基坑工程常常用于地下车库、商业中心、住宅楼等大型工程的建设，由于城市地下情况的多样性和建筑工程本身的特殊性，深基坑施工面临着一系列复杂的技术问题和风险。本文旨在对深基坑支护施工的关键技术进行系统探究，为相关领域的从业人员提供有价值的参考，以推动深基坑支护施工技术的创新和发展。通过对该领域的深入研究，有望解决深基坑施工中的技术难题，提升工程质量和施工效率，为实现可持续城市发展做出积极贡献。

［关键词］建筑工程；深基坑支护施工；关键技术；探究

［中图分类号］TU74文献标志码：A

深入研究建筑工程深基坑支护施工关键技术，探究如何在不同地质和环境条件下实现稳定、安全、高效的施工，对于城市建设的可持续发展、确保施工安全、降低社会和环境风险具有重要意义。

1 深基坑支护施工的重要性

随着城市化进程的加速，地上土地资源日益紧张，开发地下空间成为合理利用城市空间的重要手段。深基坑支护施工为地下车库、商业中心、地铁站等地下结构的建设提供了技术支持，实现了城市空间的多维度开发。城市的商业、交通、居住等功能需要不断扩充和升级，这就需要更多地下空间的建设。深基坑支护施工使得这些新的地下结构得以建设，为城市的功能拓展和经济发展提供了支撑。城市交通拥堵是一个普遍存在的问题，地下交通设施的建设是缓解交通压力的重要途径。深基坑支护施工使得地下交通通道的建设成为可能，有助于改善城市交通状况。城市的形象和品质不仅体现在地上的建筑，地下空间的规划和建设同样重要［1］。通过深基坑支护施工，可以打造高品质的地下空间，为城市增添独特的文化和艺术氛围。深基坑支护施工涉及多个领域，包括设计、施工、监测等，为相关产业提供了就业机会。同时，基坑施工本身也是一项庞大的工程，能够带动相关行业的发展，产生经济效益。深基坑支护施工涉及多种工程技术和材料的应用，需要解决多样化的技术难题。有效解决这些问题有助于促进相关领域的技术创新和进步。地下空间的合理开发利用有助于减少地上用地压力，保护生态环境。通过深基坑支护施工，可以实现城市的可持续发展。

2 常见的深基坑支护施工方法

2.1 土方开挖法

土方开挖法从基坑的挖掘入手，根据设计要求逐步逐层进行。在挖掘的同时，进行土方的开挖。土方开挖法通常适用于较浅的基坑，当基坑深度较大时，可能需要分段开挖。在土方开挖的同时，进行支护结构的施工。支护结构可以是混凝土框架、钢支撑或者钢筋混凝土墙等，用于稳定基坑周围土体，防止坍塌。在土方开挖和支护结构施工过程中，需要进行持续监测，以确保基坑的稳定性和支护结构的安全。土方开挖法可以应用于不同的地质条件和土壤类型，该方法的施工步骤和过程相对简单，可根据实际情况进行调整，具有一定的灵活性。通过同时进行土方开挖和支护结构施工，可以有效保障基坑稳定，防止土方坍塌［2］。土方开挖法可以在相对较短的时间内完成基坑开挖和支护结构施工，因此具有较高的施工效率。土方开挖法通常适用于基坑深度不超过10～15米的情况，并且适用于土层相对稳定的地区，即土质较为坚实、不容易坍塌的地方。该方法常见于一些中小型的基坑工程，如地下车库、浅层地铁站等。

2.2 基坑悬挑法

基坑悬挑法通过将基坑的开挖过程分为多个阶段，每个阶段逐步向下开挖。在每个阶段中，先开挖一部分基坑的底部，然后进行支护结构的施工。支护结构的下边缘会悬挑在上一个阶段的支护结构上方。基坑悬挑法中的支护结构设计需要考虑每个阶段的开挖深度和地下水位等因素，以确保支护结构的稳定性和安全性。在每个阶段内，先进行支护结构的施工，再开挖基坑底部。支护结构可以是混凝土框架、钢支撑、钢筋混凝土墙等，可根据实际情况作出选择。在悬挑开挖的过程中，需要进行持续的监测，以确保基坑的稳定性和支护结构的安全，特别要关注支护结构的变形和地下水位的變化。当基坑深度超过常规支护方法的适用范围，超过15米或更深时，悬挑法是一个有效的选择，由于每个阶段的开挖深度有限，可以在较大程度上控制地下水位的影响，减小水压对支护结构的影响。基坑悬挑法通过分阶段的开挖和支护，减少了对地上建筑和交通的影响，适用于城市密集区域的基坑施工。

该方法还适用于城市密集区域，因为基坑悬挑法可以减少对地上交通和建筑的影响，有助于减少扰民的频率。总之，基坑悬挑法是一种适用于深基坑的支护施工方法，通过分阶段的悬挑开挖和支护结构的施工，可以在基坑较深、地下水位较高或城市密集区域的地下空间中实现稳定的基坑支护。

2.3 桩土挡墙法

桩土挡墙法的关键是在基坑的周围安装桩或挡墙，这些桩或挡墙能够承受土壤的压力，从而稳定基坑的边界。根据不同的挡墙类型，会有不同的安装方法。例如，振动锤挖孔挡墙会通过振动锤将土壤振动松动，然后进行孔洞挖掘，最后灌注混凝土形成桩墙；而搅拌桩挡墙会使用搅拌桩机将土壤与混凝土混合，形成坚固的搅拌桩。桩或挡墙的设置需要考虑基坑深度、土壤性质以及设计要求。在挖掘基坑的同时，桩墙或挡墙会提供临时支撑，防止土方坍塌。常见的挡墙类型有三种。一是振动锤挖孔挡墙。该方法适用于较硬的土壤。通过振动锤挖孔将土壤振动松动，然后用钻机进行孔洞挖掘，最后灌注混凝土形成桩墙。二是搅拌桩挡墙。搅拌桩适用于较软的土壤。在施工过程中，混凝土与土壤混合，然后在挖掘过程中形成搅拌桩，提供支撑。三是搪塞桩挡墙。该方法适用于较软的土壤，通过在孔洞内注入水泥浆或其他固化材料，形成桩墙。

桩土挡墙法适用于软弱土层，如黏土、松散土等，以及水土问题较严重的地区，可适应不同的地质条件。安装的桩墙或挡墙可以提供有效的支撑，防止土方坍塌，确保基坑的稳定。不同类型的挡墙可以根据实际情况选择，以满足特定基坑的支护需求。这种方法也适用于需要对基坑周围环境影响较小的场景，如城市密集区域。

2.4 基坑回填法

基坑回填法适用于一些短期用地或不需要长期使用的项目，如临时停车场、展览会场等。该方法在基坑开挖完成后，通过回填使基坑恢复到原始地表的水平。在基坑开挖同时，根据需要进行支护结构的施工。这些支护结构可以是临时性的，用于保障施工期间的安全。在完成工程建设或需要结束基坑使用后，进行回填作业。进行基坑的回填，将挖掘的土方或其他合适的材料填充到基坑内部，逐步恢复到原始地表高度。在回填完成后，可能需要进行地表的平整和处理，以使整个区域外观良好，符合环境和美观要求。基坑回填法适用于不需要长期保留基坑的情况，因为基坑回填后，原始地表会被恢复，不再保留开挖后的深坑。对于需要尽量减少对周围环境和地上建筑物影响的场景，可以通过回填减少挖掘引起的地表沉降等问题，有利于环境保护。在不需要保留基坑的情况下，基坑回填可以避免在基坑支护上的额外投入［3］。

2.5 钻孔支护法

钻孔支护法适用于软弱土层或对支护要求较高的情况。该方法通过在基坑周围进行钻孔，并注入混凝土、灌浆材料等，形成连续的支护墙，以稳定土体和保障基坑安全。实施该方法需要先在基坑周围进行钻孔，钻孔的位置、深度和间距会根据地质情况和支护设计要求进行确定。在钻孔中注入浆液或混凝土，通过浆液的固化或混凝土的硬化形成连续的支护墙，增加土体的稳定性。不同钻孔中的注浆或混凝土会相互连接，形成一道连续的支护墙，提供整体性的支护。在支护墙施工过程中，可以添加钢筋增加支护墙的强度和稳定性。钻孔支护法适用于软弱土层，如泥土、松散的砂土等，这些土层常常需要额外的支护来保证基坑稳定。对于支护要求较高的情况，如基坑深度较大、周围建筑物较密集等，以及需要形成连续、整体性支护的情况，以确保基坑的稳定性，都可运用钻孔支护法。钻孔支护法适用于多种地质情况，能够在不同类型的土层中实现稳定的支护效果。钻孔支护法的施工需要严格控制浆液或混凝土的注入过程，以确保支护墙的质量和稳定。钻孔位置、深度和间距的确定需要考虑地质条件和支护设计，以达到预期支护效果。施工过程中应密切监测支护墙的变形和土体的沉降情况，及时调整施工方案，保障工程安全。

3 深基坑支护关键技术探究

3.1 地质勘察与分析

地质勘察通过采集地下土层、岩石、水文地质等信息，使工程人员对施工区域的地质情况有清晰的认识。地质勘察有助于识别可能存在的地质问题，如软弱土层、岩层、断层、地下水位等，从而预测可能存在的施工风险。地质勘察结果可以为支护方案的设计提供依据，帮助选择适合地质条件的支护方法和材料。同时，也要认识到，地质勘察和预测虽然能提供重要信息，但地下情况复杂多变，仍存在一定不确定性。有些地质问题可能在施工过程中才会暴露，需要在施工中灵活应对。总之，地质勘察和预测是深基坑支护的基础和起点，它们为制定合理的支护方案和有效的施工措施提供了关键信息，有助于保障工程的顺利进行和安全完成。

3.2 支护结构设计

支护结构设计是确保深基坑施工安全和稳定的关键环节。需要综合考虑地质条件、基坑深度、地下水位、周围环境以及施工要求等多个因素。在建筑工程中需要合理选择支护结构类型，例如，混凝土墙适用于稳定的土层和较深的基坑，可通过现浇施工或预制墙板等方式建造，具有较高的稳定性和承载能力；钢支撑适用于基坑深度不一、地质条件较复杂的情况，可以根据需要进行调整，具有较强的适应性；钢筋混凝土墙结合了钢材和混凝土的优势，适用于需要高承载力和稳定性的场景。

支护结构的设计要确保基坑在施工期和使用期内保持稳定，防止土方坍塌、墙体倾斜等问题。支护结构必须满足安全要求，避免倒塌、变形等情况对工作人员和周围环境的危害。支护结构设计还要在满足稳定和安全性的前提下，尽可能降低成本。合理的设计可以减少材料和人力的浪费。此外，支护结构设计要考虑施工的可行性，确保施工能够顺利进行。

3.3 开挖与支护工艺

开挖与支护工艺是深基坑施工中的关键，涉及基坑的开挖以及同时进行支护以保持基坑的稳定和安全。一是开挖工艺。需要先制定挖掘计划，根据工程要求、地质勘察数据、支护结构等信息，制定详细的挖掘计划，包括开挖深度、施工方法等。配置适当的挖掘设备，如挖掘机、装载机等，以及必要的附属设备，如搅拌机、输送带等。按照挖掘计划进行基坑的逐步开挖，可以采用逐层逐段的方式，以减小地下土体的变形和沉降。挖掘产生的土方要进行储存、处理和运输，可用于回填或其他用途。二是支护工艺。在基坑开挖的同时，根据支护设计搭设相应的支撑结构，如钢支撑、混凝土墙等。支撑结构可以提供临时性的支护，防止土体塌方。在基坑开挖过程中，有时需要进行土壤加固，如喷射注浆、灌浆等，以增加土体的稳定性。通过注入浆液来填充土体的孔隙，提高土体的强度和稳定性。在支护墙或其他结构中加入钢筋，增强结构的承载能力和稳定性。在开挖过程中，可能需要采取地下水控制措施，如井點降水、水泵排水等，以降低地下水位对施工的影响。在支护工程过程中，要进行实时监测，观察土体变形、支撑结构变化等情况，根据监测结果进行必要的调整和优化。

3.4 材料选择与施工质量控制

在深基坑支护施工中，正确选择合适的材料并实施严格的施工质量控制非常重要，以确保支护结构的稳定性、安全性和持久性［4］。在材料选择上，如果支护结构涉及混凝土，需要选择符合设计强度、耐久性和工程环境的混凝土材料。钢材是支撑结构的主要材料，需要选择质量可靠、强度合适的钢材，以确保支护结构的稳定性。如果需要进行地下水控制，需选择合适的防水材料，如水泥浆、聚合物材料等。如果使用注浆加固土体，需选择合适的注浆材料，以确保加固效果和土体稳定性。根据地质情况，选择合适的填充材料、回填材料等，以满足工程要求。在施工质量控制中，施工过程要遵循相关的工程规范和标准，确保每一步操作都符合要求。对进场的材料要进行质量检查，确保其符合设计和规范要求。在施工过程中，要进行严密的监控，记录土体变形、支撑结构变形等数据。对关键节点进行质量检测，如混凝土强度测试、钢材焊接质量检测等。建立严格的施工现场管理制度，确保施工过程有序、安全。在支护工程完成后，进行综合验收，确保支护结构满足设计要求和工程标准。

4 结语

深基坑支护施工是城市建设不可或缺的一部分，涉及复杂的地质环境和支护工程技术。通过对深基坑支护施工关键技术进行深入探究，不仅有助于提升施工效率和质量，还能有效减少工程事故的发生，对于推动城市建设的可持续发展具有重要的理论和实际意义。

参考文献

［1］梁杰，任杰，徐剑峰. 建筑工程深基坑支护施工技术［J］. 城市建筑空间，2022，29（Suppl.2）：539-540.

［2］张赟. 建筑深基坑支护工程施工的关键技术分析［J］. 居业，2022（12）：31-33.

［3］陈武剑. 建筑工程深基坑支护施工技术探讨［J］. 四川建材，2022，48（12）：95-97.

［4］原顺平. 基于建筑工程深基坑支护施工技术的分析［J］. 居业，2022（11）：34-36.

［作者简介］王培培，女，山东东营人，山东建大建设集团有限公司，中级工程师，本科，研究方向：建筑工程。