建筑工程地基开挖与支护技术分析

摘 要：在建筑工程建设过程中，地基工程是建筑工程项目开展的基础工程。建筑工程地基开挖过程中对于开挖与地基支护要求很高，提升地基开挖技术与支护技术的效果，是工程项目开展的基础，因此结合工程项目实例，详细探讨建筑工程地基开挖技术与支护技术的实际运用要点。

关键词：建筑工程；地基开挖；支护技术

中图分类号：TU753 文献标识码：A 文章编号：2096-6903（2024）09-0030-03

收稿日期：2024-03-21

作者简介：顾立江（1996—），男，浙江绍兴人，本科，工程师，研究方向：建筑施工。

0 引言

随着高层、超高层建筑的普遍建设，基坑开挖的深度不断增大，对施工技术要求也不断提高。建筑工程地基基坑开挖环节面积比较大，开挖深度较深，特别是遇到较为复杂的水文地质条件，加上城市内部场地空间比较狭小。高层建筑周边分布着大量的建筑物，使得基坑开挖施工难度较大，稳定性比较差，对整个项目的正常运行带来很大危害。基坑开挖支护的环节，尤其是深基坑工作过程中，展开支护、降水、土方开挖、桩体施工、基坑监测、试验等，包含内容比较多，各项工作对基坑施工的安全性和稳定性存在直接影响。分析当前建筑工程地基支护与开挖施工技术，落实各项施工措施，有利于确保基坑支护效果达到要求[1]。

1 工程概况

某建筑工程项目总建筑面积约为6万㎡，该项目主体34层，裙房3层，2层地下室，基础结构采用的是人工挖孔灌注桩、柱下独立基础以及墙下条基。基坑结构开挖环节采用的是矩形截面形式，平面尺寸100 m×74 m。

2 建筑工程地基支护技术

2.1 本工程的特点

对本工程基坑形状、面积、深度、地质条件等多方面因素进行分析，确定其具备如下特点：①本工程项目基坑开挖深度大、平面尺寸大，地质条件比较复杂，且现场施工场地空间有限，容易造成结构损坏等严重问题。为了确保基坑施工效果合格，需采取合理的支护措施，降低变形发生概率，保证基坑以及建筑工程运行的安全性。②施工现场地质条件复杂度较高，西侧填土厚度大，处置不均匀，基于此，施工人员需选择合理的支护措施，确保支护结构的质量以及性能达标。

2.2 支护方案

分析本项目基坑开挖支护的具体要求，落实各项施工措施。经过综合性的分析，确定如下2种施工方案可供选择：①内部支撑采用灌注桩基础形式。该基坑的开挖环节周边位移小、施工周期长、复杂性高、成本高。选择使用灌注桩施工形式，不需要设置支撑结构，现场施工环节工期较长，成本比较高，综合效益提升并不明显。②土钉墙护方案选择该方案时，内部不需要设置支撑结构，开挖的同时开展支护作业，施工周期短、成本低。但是施工环节土钉墙结构需要设置预应力锚杆，以防止出现土体位移情况。

经过综合性分析上述各方面因素，在保证建筑工程基坑安全性的基础上，为确保现场施工顺利完成，有效降低施工成本，最终选择使用土钉墙预应力锚杆施工技术。西北方向使用人工灌排桩，顶部采用钢管支撑以及复合支护结构。

3 围护体系具体做法

3.1 基坑止水措施

本工程现场施工环节地下基岩裂隙水比较多，存在于全风化、强风化岩石层中。经过技术人员的勘察，会同多方面单位共同研究分析，对边坡侧壁使用高压注浆方式封闭处理，以提高地基结构的稳定性，从而达到止水的效果[2]。

3.2 压密注浆施工

3.2.1 场地普查及修整

技术人员勘察现场障碍物类型、分布以及深度等参数，及时清理障碍物，以免影响后续施工作业。勘察基坑周边的管线分布状况，采取合理的防护处理措施，且保证原有管线不会给土钉墙支护作业造成影响。

3.2.2 基坑压密注浆流程

压密注浆施工环节采用梅花型孔位设置方式，间隔距离为1 m。注浆作业开始之前，制作合适的浆液，水灰比为1：0.5。注浆压力是重要技术参数，对提高施工效果有重要意义，将压力设定在1～3 MPa。现场做好清理工作，确保没有任何影响施工作业效果的杂物，且按照设计方案测量定位。监理工程师复核检测，合格后再开展现场压密注浆施工。施工工艺流程如图1所示。

3.3 沉管

根据本工程施工要求，沉管环节选择使用1.50 m管口，和压浆泵管道连接，使用高压胶管作为连接部件。连接的环节采用振动沉管器，将其安装到规定部位，达到设计标高。

3.4 制备浆液

浆液制作按照设计方案要求，重视配合比检测。按照该工程施工要求，水灰比为0.5，并且施工之前检测各项参数，每项指标合格后再投入应用。

3.5 压浆施工

工程人员根据压浆施工要求准备压浆管道，安装好球阀，并保持正常工作状态。开启压浆泵，开展、输浆，并保证工作压力达到要求。压浆作业环节提高压浆压力，将浆液注入到注浆管内，并根据现场情况调节压力、流量等参数，以确保压浆效果合格。每完成一个压浆段之后，检测现场施工效果，预估压浆量参数，并做好质量检测以及记录工作。压浆完成后，持续灌注浆液保持20 min，再将注浆管提升50 cm。压浆环节，确保压浆压力达到要求且稳定完成压浆作业。

3.6 拔管

每一孔位灌浆工作结束之后将注浆管提升50 cm，经过一段时间静置后继续压浆作业。拔管之前，注浆作业的同时将注浆管球阀关闭并拔出注浆管。该环节施工中要随时关注现场注浆施工效果，特别重视现场的空隙等部位，填充合格的材料，以保证现场施工作业顺利完成，压浆效果达到工程标准。

3.7 注浆

压密注浆作业阶段应用机械设备打孔，按照本工程要求打孔进入到强风化层，深度在2 m以上，确保压浆作业的质量符合要求，结构强度达标。

选用32.5以上的普通硅酸盐水泥，并检测水泥材料质量。水灰比为0.5，注浆压力1～3 MPa。按照本工程施工要求，水泥材料使用量为70 kg/m³，并重视该参数检测。

注浆作业环节，随时监控注浆效果，防止相邻孔位出现返浆、串浆等问题。为了避免这些问题，现场施工阶段采取间隔注浆施工方式。

注浆环节做好现场各项记录工作，尤其掌握压力、注浆量等参数，同时避免出现异常情况，如冒浆、返浆等。注浆作业阶段规避影响注浆效果的因素，落实质量监督检查措施[3]。重视计量技术资料的整理分析，掌握各项参数，确保注浆效果合格。随时监控地下管线以及周边建筑物的情况，一旦存在任何问题，立即采取抢修处理措施。

4 基坑开挖及施工

4.1 第一阶段土方开挖

第一阶段开挖作业的环节，工作人员监控开挖深度，保证开挖项目合格。按照工艺方案的要求，首先开挖1.7 m的深度并开展边坡修整，然后安装第一道土钉。再开挖1.5 m的深度，并安装第二道土钉。以上工作结束之后，在基坑的边坡位置挂网作业，调整边坡形状以及钢筋网的状态，检测合格后开始混凝土的喷射施工。根据工程的要求，对现场的搅拌桩、支护桩、冠梁等结构检测，结构强度合格后开展第二阶段的开挖作业。

4.2 第二阶段土方开挖

第二阶段土方开挖环节，先开挖1.2 m的深度，在底部高程达到-5.8 m时，安装第三道土钉。然后开挖1.2 m高，在高程为-7.0 m时，安装第四道土钉。再开挖1.2 m，在高程达到-8.2 m时，安装第五道土钉。随后开挖1.2 m，在高程达到-9.4 m时，安装第六道土钉。最后开挖1.2 m，在高程达到-10.6 m时，安装第七道土钉。上述各阶段开挖结束之后，边坡的位置砌筑砖墙，保证边坡结构的稳定性，防止出现稳定性偏差等影响施工效果。

4.3 基坑土方开挖

基坑土方开挖作业开始之前，由技术人员测量放样，确定开挖作业的位置，并撒白灰标记。开挖环节使用专业机械设备，确保开挖作业的效果和速度合格。开挖前对基坑周边全面勘察，了解影响基坑开挖的因素，并保证现场不会存在任何管线影响开挖施工。

开挖阶段基坑顶部设置300 mm×200 mm的截水沟，使雨水进入沟内，避免因为雨水量过大而影响基坑稳定性。如果开挖作业的阶段出现地下水渗出量较大的情况，于现场开挖集水坑以及盲沟，保证排水效果合格。

开挖作业前现场安装有必要的排水设备，电力能源供应充足，排水效果达到施工标准。工作人员开挖作业的阶段随时关注开挖标高，深度全面监控，确保开挖效果合格，且不会给周边土体造成过大的扰动影响。开挖环节随时了解现场的坡道坡度，将其设定在16%以内，且宽度为7.5 m。

开挖环节随时了解开挖施工效果，分析各方面的影响因素，并采取人工联合机械方式开挖施工。将开挖的土体及时运出到规定部位，以免边坡表面不能堆载过大而影响边坡结构的稳定性。开挖到规定深度后，由管理人员会同建设、监理、施工等单位共同监督检测，符合要求后再开展后续施工作业[4]。

4.4 观测和监控基坑的变形、位移

本工程项目开挖作业深度比较大，现场影响开挖效果的因素较多，重视现场基坑的变形、位移监测，是提高基坑结构稳定性以及建筑工程基坑施工质量的关键。

根据当前基坑开挖监测的要求，选择合理的观测点位，随时了解沉降量以及周边建筑物位移的情况。观测点位的设置遵循醒目、牢固、可靠的原则，随时掌握现场具体情况，并采取维护处理措施，以保证观测点位正常使用。如果施工环节出现观测点位破坏的情况，及时组织人员修复处理，防止影响后续观测数据精度。观测过程中，了解基坑状态。该工作贯穿整个施工过程，尤其基坑开挖达到规定深度后，持续观测一个月时间。对各项数据信息总结分析，保证不会给后续的施工作业造成任何影响。

5 相关技术控制

5.1 接力式挖土要求

现场准备第一台挖掘机，该设备从原地面向下挖掘一定的深度，并且开挖长度超过10 m，形成第一节台阶。然后由第二台挖掘机进入到现场，放置在第一节台阶中，向下持续开挖作业。整个开挖的环节现场配置自卸车，将开挖后的土体运输到规定部位，避免现场堆载过大而影响后续的开挖施工。第二节台阶开挖完成后，现场配置第三台挖掘机向下开挖作业。按照上述工艺方案，一层一层向下开挖施工，直到最后开挖深度达到设计标准要求为止。

采用分级开挖的方式，相邻两层之间不受任何影响，且设备同时作业，现场施工的效率得到有效提升。开挖的深度、宽度、长度等方面都在合理的范围之内，具备较高的稳定性，并且支护环节提高支护的强度，确保基坑结构的稳定性合格。而基坑开挖环节，如果停留的时间在24 h以上或者地质、天气条件等影响，台阶开挖距离可以适当的缩短，从而保证支护效果合格。

5.2 对支撑梁的保护措施

挖掘机进入现场开挖作业时，不能直接安装到支撑梁上开挖作业，且禁止挖掘机、运土车辆在支撑梁上行走，否则会造成结构的损坏。挖掘机进入现场时，保证其基础的稳定性，有完善的支撑结构装置，并且承载力达到工程要求。对于现场施工环节影响安全性的因素较为严重时，应考虑到现场具体情况，选择合理的安全防护措施，以免造成安全事故。

支撑梁部位开挖作业阶段，按照对称开挖的方式，从外到内逐步开挖完成。支撑梁结构受力对称，并使用小型挖掘机向下开挖施工，确保整个支撑梁结构受力稳定，符合安全性要求[5]。

支撑梁系统运行的环节，随时监控其运行的状态，禁止堆载过大造成结构损坏而引发安全事故。

6 结束语

建筑工程作为现代社会的重要组成部分，关系到人们生活以及社会发展。当前建筑领域发展速度不断加快的背景下，建筑施工过程中基坑开挖深度不断增大，对施工技术以及管理方面有着较高的要求。建筑基坑施工的阶段，开挖以及支护作业非常重要，落实各项技术措施，确保开挖施工效果合格，满足基坑施工的要求。基坑支护阶段选择合理支护方案，随时监控基坑的状态，确保深基坑支护施工质量达标。由此可见，建筑工程地基支护与开挖技术非常重要，全面落实各项技术措施，保证基坑施工效果合格，符合基坑施工标准要求。

参考文献

[1] 徐宏庆.房屋建筑结构地基基础工程施工控制技术[J].价值工程，2024，43（6）：134-136.

[2] 林涌标.房屋建筑工程地基施工技术要点及应用措施分析[J].工程技术研究，2022，7（19）：55-57.

[3] 戴志超.建筑工程施工中深基坑支护施工技术应用研究[J].广东建材，2023，39（12）：94-96.

[4] 高慧广.建筑地基基础工程施工技术研究[J].工程技术研究， 2021，6（24）：50-52.

[5] 王艺明.房建施工中地基基础施工技术应用研究[J].砖瓦， 2021（12）：159-160.