建筑施工中基坑支護的技術分析

楊宏民 西山煤電集團有限責任公司

1 前言

當今社會建筑行業正在飛速發展，現代的施工技術也獲得了突飛猛進，并且在實際應用中也取得了良好的成效。其中基坑支護技術尤為顯著，在高層、超高層建筑快速增長的社會背景下，新型的基坑支護技術在建筑的基礎工程施工中應用廣泛。但是在實際施工中，支護技術還存在很多制約的因素，對其應用產生一些影響。建筑基坑支護本身是個技術難度很高的工作環節，對于施工的安全問題，人們很重視，高層建筑深基坑支護施工技術的質量，決定了操作人員在建筑施工過程中安全隱患的大小，因此應當加強對基坑施工技術應用的分析探討。

2 基坑支護的技術及特點分析

在建筑施工的基礎工程中，通過基坑支護的技術應用，能夠達到地下結構施工過程中的安全性，并且有效提高工程施工過程中的穩定性，尤其是高層、超高層建筑，采用基坑加固處理和基坑支擋施工等技術的應用，可以有效地對施工現場周圍和基坑側面進行保護。

隨著建筑工程量的日益增加，地上空間逐漸變小，也導致建筑規模在向下不斷擴大，這也直接增加了地基的開挖難度。而地基和基礎施工又會嚴重影響到上層建筑的質量和整體工程的安全，特別是對于高層、超高層建筑，基坑質量是建筑整體安全的重要前提、保障和基礎。

此外，在很多地區施工時，地下環境都很復雜，包括土層條件多變、地質條件惡劣、周圍建筑土壓力、地下管道復雜等情況。基坑開挖的難度非常大，而且工期較長、工藝復雜以及規模龐大等特點，對基坑的施工工藝和技術提出了極高要求。

3 基坑施工中常見的問題及事故

3.1 基坑周圍環境的破壞

隨著土地使用日益緊張，新舊建筑的間距越來越近，在基坑和地下工程的施工中，對周圍土體會產生或多或少不同程度的干擾。其中一個非常明顯的表現就是會引起周圍土體表面的不均勻沉降，從而導致周圍建筑物、構筑物、地下管線和路面的破壞。引起周圍土體表面不均勻沉降的因素大致包括：基坑的隆起和回彈、基坑護墻的變形、井點降水而引起的土層固結、抽排水導致的砂土流失、流砂、管涌等土質問題。

3.2 基坑本身的體系破壞

3.2.1 基坑外圍護折斷的事故

由于趕工期、過量挖土、土體固結不到位、支撐體系跟不上等圍護體系的問題，或者施工方忙于進度，不按照設計圖紙施工，持僥幸心理，少加、晚加支撐，導致圍護體系應力超過設計值，達到承載能力極限狀態，從而產生錯位、折斷或無法使用的大變形情況等。

3.2.2 基坑圍護體系整體失穩的情況

隨著基坑的開挖，以及周邊建筑物產生的被動土壓力，土體圍護結構、擋土墻等結構的下沿，會沿著圓弧滑面和軟弱土層產生整體的土體滑動失穩破壞，造成圍護結構、擋土墻等整體被“鏟”起來的情況。

3.2.3 基坑圍護結構的踢腳破壞

由于部分深基坑圍護結構插入基坑的深度不夠，同時基坑底部的土體強度不足，從而產生圍護墻向基坑內部發生“踢腳”“隆起”等變形的情況，還會導致土體的向上隆起。

3.2.4 坑內土體滑坡導致基坑內撐失穩的事故

在火車站、地鐵站等窄長形的深基坑內挖土和放坡時，由于放坡比較陡、降雨、地下水等原因的影響，從而引起土體的滑坡事故，可能會沖垮基坑中前期施工時布置的立柱、支撐等結構，導致基坑的破壞。本人在某施工現場實習時，就曾經遭遇過坑內土體滑坡的情況，當時基坑內還有工人正在施工，萬幸塌方位置處無人，沒有導致嚴重的事故，但是留下了極其深刻的印象。

4 建筑基礎施工中，基坑支護技術應用的重要作用

面對上述的問題可以看出，成熟、正確、安全的基坑支護技術，在土建施工中的作用非常重要。通過規范的技術應用，能非常高效、安全地解決上述圍護結構失效、變形、位移，地面沉降、土體剪切以及塌坡等事故和問題，使得施工人員的人身安全和施工工期得到很好的保障。

其次，在施工過程中，地下黏土、砂土層可能會交錯出現，也會極大地增加風險。而且基坑支護設計的知識面廣，專業程度深，包括了土力學、結構力學的知識，甚至隨著現在深基礎應用越來越高，很多基坑已經挖到了地下水層，所以還會涉及部分水力學知識以及橋梁施工中常用的“圍堰”的計算，對施工人員和技術人員提出了更高的要求。最后，工程除了安全性，最先考慮的還有其經濟特性，盲目增加圍護結構的強度會造成極大的浪費。因此，選擇最簡單、快捷、安全、高效的圍護方式和技術，使施工的經濟性和合理性能共同有效兼顧。

隨著基坑支護施工技術和環境日益復雜，成熟的技術應用也會因具體施工環境而不同。比如施工現場臨時堆放的材料、土方等，會對坑中土體產生剪切力，會增加基坑的不利因素，甚至增加整體項目的風險。因此，在實際施工中，技術人員需要對技術要點熟練地掌握，還要對現場環境和施工環節全面了解，細致把控，把風險降到最低。

5 基礎施工中基坑支護的技術應用

5.1 混凝土成孔灌注樁支護施工工藝

在高層、超高層建筑的深基坑施工支護中，最常見的就是混凝土成孔灌注樁施工技術，因為混凝土材料常見、易得、價格低廉、整體性強，而且混凝土的高抗壓強度也非常適用于深基坑、高層建筑施工。為保證混凝土灌注樁的施工質量，需要注意以下幾點。

（1）在混凝土成孔灌注樁施工開展前，首先需要對基坑護壁進行防護處理，此工藝主要是為了保證在灌注樁進行灌樁期間，不會出現基坑壁的脫落，或者坑徑大小的改變，導致施工質量問題甚至塌方等。灌注前要對基坑內的雜物、垃圾和污水等進行清理，防止影響到成樁的質量，除了雜物等會對成樁質量造成直接影響外，若混凝土中摻雜了污水，對其本身的黏合性和受力都會產生極大影響，會導致后期施工過程不必要的問題。

（2）對于混凝土樁的灌注成樁工作，在鉆孔工期內，要根據現場實際情況，將樁架裝在最合適的位置上，同時，成孔期間，要根據地下水位，注入合適的泥漿，防止因地下水過多導致塌孔的問題。

5.2 土釘支護施工工藝

在深基坑的支護施工工藝中，土釘支護是非常常用的一項技術，該項施工工藝不僅可以達到穩定的施工效果，并且有操作簡單、容易達到預期目標強度的優點。土釘施工支護技術就是將土釘打入基土內，利用釘與土之間的摩擦力，產生拉錨的效果。因此，土釘自身的摩擦系數越大，產生的摩擦力也就越大，可以更好地實現施工目的和工程效果。

在進行土釘支護施工工藝時，需要仔細勘查現場的施工情況，并且對即將拉錨的土體進行細致的監測。將現場情況和土體情況相結合，選擇合適土釘類型，多次進行抗拔實驗，結合實驗數據，對比不同型號土釘的效果，最終選擇土釘。還要對其彎曲度數、拉力和本身的強度進行測試，同時要對嵌入深度進行細致考慮，避免出現工程事故對后續工藝產生影響。

5.3 地下連續樁施工工藝

在基礎施工中，地下連續墻也是非常常用的結構，但是在實際施工時，由于其內容較多、對施工技術要求較高，并且工藝復雜，對設計、施工和技術人員都提出了很高的要求。在具體施工環節，需要加強對坑側單圈等級的重視，對軟土地基加強控制，并且要確定地下水標高的位置，使其低于基底，避免出現滲水的現象。

現階段，此施工工藝比較適用于復雜地形的基坑處理當中，例如基坑周圍存在高大或較多的建筑，施工現場的土體是大范圍的軟土等，能達到很好地施工效果。在施工過程中需要注意，支護結構需要承受較強的上部壓力，確保支護結構的剛度能滿足要求。

5.4 鋼板樁支護施工工藝

鋼板樁施工前，一定要仔細勘查地下管線，構筑物的情況，認真準確的放出支護樁中線。在施工前，要對樁的材料鋼板進行多重標準的對比和選擇，在滿足強度需要的情況下，再進行性價比的對比選擇，但務必把鋼板的質量放在第一位。此工藝中，鋼板的質量能極大地提高安全系數。

其次，應選擇鋼板的形態。一般情況下，市面上常見的鋼板，一般為U型和Z型鋼板。除了形態外，此兩種鋼板之間的鏈接工藝也有較大的區別，相鄰鋼板的縫隙大小有區別。鋼板樁支護施工工藝除了材料的選取外，在檢測施工技術，對應不同土質的情況和其改善措施外，在施工期間如果出現地下水沒過基底的情況時，還要考慮降水處理，防止水位影響鋼板質量。對于較硬的土質，鋼板在施工時需要鉆孔處理，并且在鉆孔中加入黏性物質，給鋼板起到填充效果。

6 結束語

在基坑支護施工過程中，除了需要高度重視施工的質量問題，更要提高施工工藝。在施工前，需要進行細致的現場考察，根據得到的具體數據決定最合適的施工工藝，明確各個階段施工的重點、目標和要求，提高質量標準。更需要提高管理監控方面的問題，這不僅是對技術的要求，更是對安全的保障。

總之，隨著高層、超高層建筑物市場的日益興盛，基坑開挖越來越深，施工工藝越來越高，對支護工藝的技術也是越來越嚴格，整體的施工過程中，務必提高監管力度，這樣才能安全保證建筑物和施工人員，強化對基坑的防水、防滲的問題，加強監督處理整改，避免發生人員、經濟上的損失。