深基坑支護施工技術

摘要：隨著時代的發展與科技的進步，城市化進程越來越快，各種形式的商品房和民用建筑也越來越多，作為施工過程中不可或缺的深基坑支護技術已經受到建筑業的高度重視，尤其在高層建筑施工中起到舉足輕重的作用。通過以往大量的實踐結果表明，深基坑支護技術是否合理應用不僅直接關系著建筑的施工質量，而且在很大程度上決定了建筑成品的使用壽命。本文著重探討該技術的實際應用，并以此來相互學習共同提高。

關鍵詞：深基坑，支護，施工技術

前言

深基坑支護，主要是指為保證地下結構施工及基坑周邊環境的安全，而對周邊環境所采用的一種技術措施。事實表明，建筑工程施工過程中，深基坑工程施工事故經常發生，而事故一旦發生，就會造成一定程度上的人員傷害。究其原因，還是因為施工過程中沒有采用相應的深基坑支護技術，由此可見，明確深基坑工程的技術要求，并對施工現場展開嚴格的安全檢查工作尤為必要。

施工單位要嚴格按照合同標準來進行施工作業，主要是為了能夠更好的進行施工操作，為工程項目改造建設做好充分的準備工作。圖紙審核是施工操作的重要工作之一，從合同圖紙對整個施工流程進行改造，這樣才能很好的完成建設的目標，消除潛在性的質量問題。為了改變傳統的施工模式存在的問題，因此要做好充分的管理準備，采取具有針對性的調控方案，發揮施工操作部門對建筑施工的控制作用，這樣才能很好的完成施工操作目標。

在基坑工程中，支撐結構是承受圍護墻所傳遞的土壓力，水壓力的結構體系。支撐系統按其材料可分為鋼支撐、鋼筋混凝土支撐，有時在同一個基坑中采用鋼和鋼筋混凝土的組合支撐。鋼結構支撐具有自重小，安裝和拆除都很方便，而且可以重復使用等優點。根據土方開挖進度，鋼支撐可以做到隨挖隨撐，并可施加預應力，可以通過調整軸力而有效控制圍護墻的變形，這對控制墻體變形是十分有利的。因此，在一般情況下，應優先采用鋼支撐。但應通過合理設計、嚴格現場管理和提高施工技術水平等措施加以控制。現澆鋼筋混凝土結構支撐具有較大的剛度，適用于各種復雜平面形狀的基坑。工程實踐表明，在鋼結構支撐施工技術水平不高的情況下，鋼筋混凝土支撐具有更高的可靠性。

1、深基坑支護的技術特點

深基坑支護的技術特點主要包括如下幾個方面：

1.1施工條件復雜

發展至今，深基坑支護要面臨的施工條件更為復雜，尤其是在經濟較為發達的沿海地區，由于沿海地區的地形特殊，地質構造相對比較復雜，在深基坑支護技術的施工提出了更高的要求，特別是在深基坑的開挖過程中，經常會影響到建筑自身的安全性和穩定性，如果情況嚴重的話還會直接影響到周圍的建筑，造成環境污染或者給周邊建筑的安全構成威脅，這樣一來會大大縮短建筑工程的使用壽命。除此之外，鋪設管道的工作也絕非易事，這是因為一些陳舊老化的建筑物需要進行更換或者更新，這會涉及到大面積改造和成本的考慮，使得建筑的安全性和穩定性都會大打折扣。

1.2基坑深度越來越大

雖然我國國土資源豐富，但是由于人口基數龐大，外加很大一部分土地并不適合耕種或者居住，在這種情況下，我國政府經過研究決定需要大力開發地下建筑。鑒于此，我國的地下建筑工程正在朝著更大、更深和更加現代化的方向發展，這將會對城市的經濟發展和城市空間的合理應用具有至關重要的作用。通過調查發現，在一些發達地區的地下深度建設已經達到了六層，基坑深度最深的甚至達到二十米以上，而且我們有充足的理由相信，隨著時間的不斷推移，未來的基坑深度會越來越深。

1.3支護方式多樣化

我國深基坑支護技術經過這么多年的發展，現在已經較為成熟，深基坑支護技術施工方法種類很多，目前比較常用的主要有三種。第一種是懸臂式支護結構；第二種是重力式擋土結構；第三種是混合式支護結構。這些支護方式需要我們在實際施工過程中結合地質結構的不同加以選擇，這樣一來對保障建筑工程的安全性和穩定性比較有利，與此同時對地下建筑工程質量的進一步提升和擴大地下建筑空間起到一定的促進作用。

1.4容易誘發安全事故

從前面的闡述中我們可以清楚地看出，在進行深基坑施工的過程中，通常會受到人為或者非人為的因素會在一定程度上破壞施工地區以及周邊的地質環境，容易引發相關的安全事故。尤其是在施工中由于支護工作并未嚴格按照設計標準來實行，或者受到一些外部因素的影響，這樣會直接破壞建筑結構的穩定性。一旦事故發生必然帶來諸多負面影響，最為直接的就是延長工期，從而帶來人員損傷以及成本的增加，甚至引發一些工程糾紛，導致建筑施工企業產生社會壓力和資金壓力。

2、深基坑支護施工技術分析

2.1鋼板樁支護施工技術

在鋼板樁支護是施工中，主要是利用熱軋型鋼和鋼板樁，形成干板墻形式，對深基坑土壤進行固定和隔離，同時發揮出其擋水功能。一般應用鋼板樁支護施工技術，需要規定的深基坑的具體范圍。在土質較為松軟的施工條件下，可以重復鋼板樁支護施工技術。此種施工技術的缺點就是容易產生一定的噪音，會影響到工程附近居民的生活，因此，需要采取一定的防噪音設置。

2.2土釘墻支護施工技術

在深基坑支護施工技術應用中，土釘墻支護施工技術是一種比較常用的施工技術，也是屬于經濟型的。主要是利用大量的細長桿，比較密集的插入深基坑，再把鋼筋網鋪設在桿上，進行噴錨處理，從而形成一個保護層，對深基坑工程的土體進行保護。土釘墻支護施工技術一般會在5～15厘米的深基坑中應用，還可以根據實際情況，與其他支護技術結合使用。其最大的優勢就是成本較低。但是在實際應用中，要避免在地下水位較高的施工區域應用，會受到建筑物移動和沉降的影響，從而影響到深基坑施工質量。

2.3錨桿支護施工技術

在錨桿支護施工中，要在開挖的深基坑墻面或者在深基坑的立壁上的土層部位，進行鉆孔，根據具體的深度要求，完成鉆孔后，要對孑L的開端部分，使之形成一個柱狀。此外，在孑L內要要合理放入鋼筋、鋼索、或者其他抗拉材料，再把漿液材料灌注在孔中，與土層充分結合，從而形成具有較強抗拉力的錨桿，對深基坑工程形成強有力的支護。應用錨桿支護施工技術，能夠顯著增強支撐體系的強度和抗拉力，對深基坑結構的穩定性和安全性具有一定的保障。

2.4 SMW工法樁支護技術

SMW工法樁插H型鋼的施工技術，根據圍護結構的強度和剛度要求，可分為滿插H型鋼和間隔插入H型鋼方式。將承載荷載與抗滲擋水結合起來，使之成為同時具有受力與抗滲兩種功能的圍護結構。該施工技術擋水功能強，對基坑周邊環境影響較小，適用于多種地層，施工工藝簡單、施工周期短。具體施工過程中，需注意攪拌的垂直度、攪拌的均勻性確保H型鋼順利插入到設計標高，并且嚴格控制水泥參量確保圍護墻體施工質量。

3、支護結構選取及技術要點

復合支護體系的搭建應該保證深基坑周邊環境的安全。具體應該采取以下幾個方面的措施：第一，在成本允許的情況下，應該盡量選擇整體剛度較大的支護體系；第二，為保證施工質量和施工效率，應該加快坑底墊層的施工速度；第三，為保證開挖的順利進行，需要對車輛出入通道和周邊的施工道路進行合理設置；第四，荷載對支護結構會產生較大的影響，因此在搭建體系中應該做到合理控制；第五，在施工過程中應該加強對周邊環境的檢測，保證整個施工過程在動態的可監測范圍之內。

通過對以上幾種因素的綜合考慮，設計出以下幾種施工方案：

3.1支護墻（樁）體系

這種支護體系實際上是將地下連續墻與鋼筋混凝土進行結合，形成疊合墻的施工方案。這種方案的優點主要體現在以下幾個方面：第一，地下室外側壁厚減小，降低了對鋼筋的使用量，從而降低了地下室的工程造價；第二，由于基坑沒有回填料，在車道以外的部分不用設立撐梁板；第三，這種方案省去了地下室外墻的模板工作和防水工作；第四，基坑開挖面積減少，挖土方量減少，降低了輸運工作強度；第五，在地下結構中采用連續墻整體結構，剛性強度相對于鉆孔樁具有較好的抗力；第六，方案整體采用使用的費用較少，在局部區域還能擴大地下室空間。

實例一

a、工程概況

本工程基坑圍護位于上海市R醫院內，北靠科研實驗樓、鍋爐房，南近干部病房樓，西鄰行政辦公樓及六號病房樓，東靠城市主干道。新建建筑為三幢大樓：20層住院中心樓、6層保障中心樓、4層食堂樓及三層地下室。基坑開挖最深約為17.2m。

b、工程地質條件

地層自上而下為：①層填土；②層褐黃色粉質粘土；③層灰色淤泥質粉質粘土；④層灰色淤泥質粘土；⑤層灰色粉土。本場地未發現暗浜。本工程擬建場地屬Ⅳ類場地，場地土類型屬于軟弱場地土，場地地勢基本平坦，無滑坡等地質災害，自然地面標高一般在3.30～3.50m之間。地下水位埋深一般為0.5～1.5m。

c、基坑圍護

基坑支護選用“兩墻合一”地下連續墻作為圍護墻體并在外側輔以排樁，根據周邊環境不同的保護要求及基坑內分區域開挖深度，本工程地下連續墻采用了A、B、C種不同的槽段形式：A型槽段墻厚800mm、長50m，用于鄰近干部病房樓的基坑東南側圍護墻體；B型槽段墻厚800mm、長25m，用于基坑東側城市主干道區域圍護墻；C型槽段墻厚600mm、長19.5m，用于基坑西、北側的地下車庫區域圍護墻體。

支撐系統采用相互正交的十字對撐布置形式，并通過設計水泥土攪拌樁、高壓旋噴樁及壓密注漿等加固措施。水平支撐系統的豎向支承構件采用臨時鋼立柱及柱下鉆孔灌注樁組成的立柱樁。臨時鋼立柱采用由等邊角鋼和綴板焊接而成，其截面為460mm×460mm，型鋼型號為Q235B，立柱插入鉆孔灌注樁中。支撐立柱樁的設計結合主體工程樁樁位的布置，盡量利用工程樁作為立柱樁，其余另外加打，無法利用工程樁的位置增打樁徑為φ800mm的鉆孔灌注樁作為立柱樁。鋼格構立柱在穿越底板的范圍內設置止水片。此設計滿足建設方的要求，做到了“優質、高效、安全、低耗、文明”地完成本項目。

目前，這種支護體系主要在地鐵施工中被廣泛運用。

3.2鉆孔灌注樁+三軸攪拌樁+三道鋼筋混凝土內支撐方案

這種復合式支撐方案的施工技術比較成熟，并且市場上的施工單位較多，因此可以保證支護體系的施工質量。除此之外，這種方案的圍護造價比較低廉，并且施工設備可以根據施工地點以及施工環境做出一定的調整，施工的靈活性較好。

實例二

a、工程地理位置

本工程位于上海市S醫院現址內，南側為一期已建外科病房醫技綜合樓，北側為一期已建動力輔助樓，西側為家屬樓，東側為地鐵主線。

b、工程地質情況

施工區域內地層自上而下為：①填土，②粉質粘土，③粘質粉土，④淤泥質粘土，⑤1粉質粘土，⑤2砂質粉土夾粉質粘土，⑤3粉質粘土，⑥粉質粘土，⑦1砂質粉土，⑦2粉砂，⑧1-1粘土，⑧1-2粉質粘土，⑧2粉砂與粉質粘土互層，⑧3粉質粘土夾粉砂，⑨1粉細砂，⑨2含礫中粗砂，⑩粉質粘土（未鉆穿）。

c、基坑圍護

基坑支護局部選用“兩墻合一”地下連續墻作為圍護墻體并在外側輔以排樁，墻厚800mm、長200m，用于鄰近軌道交通線的基坑東側圍護墻體；其余三面采用排樁作為圍護墻體并在內側輔以水泥土攪拌樁、高壓旋噴樁等加固措施。為減少基坑開挖對周邊環境的影響，對坑內被動區土體進行三軸水泥土攪拌樁加固。

支撐采用十字對撐形式布置，并通過設計水泥土攪拌樁、高壓旋噴樁等加固措施。水平支撐系統的豎向支承構件采用臨時鋼立柱及柱下鉆孔灌注樁組成的立柱樁（臨時鋼立柱部分插入鉆孔灌注樁中連接）。支撐立柱樁的設計結合主體工程樁樁位的布置，盡量利用工程樁作為立柱樁，其余另外加打，無法利用工程樁的位置增打樁徑為φ800mm的鉆孔灌注樁作為立柱樁。鋼格構立柱在穿越底板的范圍內設置止水片。

d、治水

采用深井管井降水+重點坡段水泥攪拌樁帷幕側壁止水并輔以壓密注漿處理。

3.3內支撐方案

內支撐方案采用豎向支護體系，通過對基坑開挖深度的分析，決定使用三道內支撐體系。第一道將支撐標高設置為-3.000處，第二道支撐面標高為-7.200，第三道支撐面標高為-11.200。為保證平面支護體系結構的安全可靠性，通過幾種結構的對比情況，最終決定采用圓環+對撐方案。這種支護結構的選擇也是綜合了施工區域面積以及周圍土質情況最終決定的。使用這種支護形式可以保證安全可靠性，并且變形較小，挖土施工方便。為保證支撐方案的科學合理性，在深基坑內支護結構薄弱的位置以及重點部分，需要增設一定數量的深層土體位移觀測孔，保證整個施工過程在可監控的范圍以內。

4、監測

施工監測是基坑支護信息化施工的一項重要內容。由于基坑支護設計、施工受地質、水文環境、天氣、荷載等諸多因素的影響，設計方案難以完全符合工程實際情況。施工中加強施工監測，應用信息控制法實施全程跟蹤動態設計尤為重要，也是噴錨網和樁錨支護技術的精髓和重點所在。監測包括：基坑支護體系水平位移和沉降監測，鄰近建筑物的沉降和變形監測。當變形過大或變形速率過大時，應加密觀測次數，并分析變形原因，及時采取措施。監測儀器可選用經緯儀、水準儀，收斂儀等。基坑監測由專業技術人員實施。

降水前，抽水井、觀測井統一聯測靜水位，確定基準點。降水5-10天內，早、晚觀測次水位、流量，以后每天觀測一次，并作好記錄。進入雨季或出現新的補給源時，增加觀測次數。觀測記錄及時整理，繪制Q-t及S-t關系曲線圖，分析水位下降趨勢與流量變化，預測水位下降達到設計要求的時間，根據抽水情況，研究降水設計的可靠程度或提出調整措施。

5、結語

總而言之，研究建筑工程施工中深基坑支護的施工技術是切實有效的，既發現了建筑工程施工中深基坑支護的潛在問題，又能根據其特點做出相應的判斷和實施相應的策略，這是提高深基坑支護施工技術的必要舉措。由于我國建筑行業得到了快速的發展，與深基坑支護有關的技術不斷更新，所以要求研究人員和工作人員根據特點和要求進行調整和改進，使得建筑工程施工中深基坑支護施工技術能被高效應用。討論建筑工程施工中深基坑支護的施工技術不僅促進了現階段有關問題的解決，還為建筑工程和深基坑支護技術未來的發展和創新提供了新思路。在施工過程中，很多建筑企業一味的追求施工質量與施工進度，而忽略了周圍環境的保護，在進行深基坑支護的施工時，要想能使企業得到長效的發展，以及實現自身的目標，就要注重保護環境，畢竟隨著社會的發展，人們對于環境的保護越來越重視，企業的發展，也要做到順和民意，盡量做到少影響甚至不影響周邊環境的效果。如何采取一種在經濟技術上都合理的支護類型，必須充分考慮場地下水和土層條件、周圍環境要求、具體開挖深度、工程重要性、工程造價和施工條件、當地的常用施工工藝設備以及經濟技術條件以及工程要求并因地制宜地選擇。

參考文獻：

[1]胡家發.土木工程房屋建設中深基坑支護技術的應用分析[J].江西建材，2017，（02）：99.[2017-08-02].

作者簡介：李永強（1984），男（漢族），甘肅會寧人，工程師，現從事建筑工程、水利水電工程和邊坡治理等工作。