深基坑支護技術在建筑工程施工中的應用分析

文／李約漢、柳博 中國人民解放軍93194 部隊 北京 100000

引言：

建筑工程中，深基坑支護技術有著巨大應用價值，其應用與工程質量有著直接聯系。施工單位應用深基坑支護技術，主要目的是維護施工安全性，為現場施工提供安全保障。不規范的深基坑支護施工，容易引發安全事故，存在一定安全隱患。施工單位有必要對深基坑支護技術的應用展開系統性分析，在降低施工難度的同時，有效控制深基坑支護施工操作行為，便于施工單位進行高質量施工，最大限度提高深基坑支護結構整體質量，為建筑工程整體質量提供有力保障。

1.深基坑支護技術簡介

建筑工程中，深基坑支護施工具有很強挑戰性，深基坑支護施工對基坑開挖的深度有十分嚴格的要求。基坑工程當中，支護結構具有很強的復雜性，在具體施工中工程容易受各類因素干擾。因此，相關人員要在施工前，確定好土壓力、計算參數等，這也決定了深基坑支護結構的設計具有較強技術性。沈基坑開挖是地基基礎與高層建筑地下室施工的重要環節，同樣是建筑工程中面臨的一項重要性、復雜性工程難題，涉及土力學中各項專業知識，在建筑基礎埋置深度不斷增加的情況下，深基坑支護結構的施工問題越來越重要。根據《建筑基坑支護技術規程》，基坑側壁安全等級規定如表1 所示[1]。

為保證施工達到相應標準，施工單位要嚴格規范自身行為，明確深基坑支護在整個工程中的地位，加強對施工過程的把控。施工單位采用深基坑支護技術，以提高基礎安全性，保障施工過程安全性等為目標，可以有效減少基坑工程給周邊環境可能造成的影響。

2.深基坑及深基坑支護的特點與技術要點

2.1 深基坑的特點

（1）建筑工程中，深基坑支護體系是一種臨時性的結構，施工難度大且風險因素眾多。

（2）深基坑工程的區域性特征較強，如黃土地基、軟黏土地基等工程地質與水文條件存在差異性，這些因素決定深基坑工程存在較大差異性。

（3）深基坑工程具有綜合性特征，與巖土工程、土力學、測試技術、結構工程等有緊密聯系。

（4）深基坑支護施工與工程地質、水文地質等有密切聯系，還與深基坑臨近構筑物、建筑物、地下管線等有密切聯系。

（5）深基坑工程是一項系統性工程，主要涉及支護施工與土方開挖兩個部分。土方開挖的施工組織是否合理，直接決定了支護結構施工的效果。

（6）在基坑工程當中，周邊的地下水位、應力場等都會發生改變，地基土體會發生變形，對周邊環境會產生一定程度的影響，嚴重時會影響工程質量和使用安全。

2.2 深基坑支護結構

深基坑維護結構主要由板墻、冠梁及相關附屬構件組成。其中，板墻主要是在深基坑的開挖卸荷階段，用于承受施工中產生的巨大壓力，在接收壓力的同時，將壓力向支承結構傳遞。圍護結構施工，需要施工單位結合工程實際與現場情況，確定具體的施工方式，適當考慮工程所在地的經濟、技術等條件。深基坑維護結構類型多樣，國內常用的有土層錨桿、沉井、柱列式、板柱式等。

2.3 技術要點

深基坑工程的施工質量與設計的基坑降水工序、開挖施工等有十分緊密的聯系，是一種具備區域特征的巖土工程。在深基坑工程設計中，設計人員要充分考慮施工現場的水文、氣候、臨近建（構）筑物、地下管線等情況。在設計支護結構的時候，設計人員要全面掌握支承體系、土體加固等多項問題。通常，深基坑支護結構體系由兩個部分組成，分別是止水體系、支護結構。其中，止水體系的建立，可以避免地下水進入深基坑內部，能讓基坑具備較強的抗滲性，影響著工程的整體質量。一般由施工單位采取高壓旋噴樁或水泥攪拌樁，設置一道隔水幕布，實現防水抗滲的作用，還可以規避基坑受地下水的沖擊、侵蝕，提高基層穩定性，圖1 為高壓旋噴樁的施工示意圖。

如圖1（a）處為鉆機就位鉆孔，（b）處為鉆機鉆孔到至設計高程，（c）處為旋噴開始，（d）處為旋噴提升，（e）處代表旋噴結束成樁。

支護結構對整個建筑工程的安全性和穩定性起到決定性作用，施工單位在設置支護結構前，要綜合考慮地質、土質、基坑深度等問題，結合工程的實際情況，確定最合適的施工方式，便于提高深基坑支護施工效果。

3.建筑工程施工中深基坑支護施工技術的應用

3.1 土釘墻支護技術

土釘墻支護施工內容眾多，涉及鉆孔、插筋等各道工序，需要和噴射砼面板結合起來，形成一種與承力墻作用相類似的土釘墻，該墻體的主要作用是承受上層土的荷載。土釘墻能承受來自上層土的壓力，能對開挖面的穩定性提供保障，如圖2 所示[2]。

圖2 土釘墻支護

在應用土釘墻支護技術時，施工需要按照自上而下的施工方式。施工單位要根據土層情況確定分層深度，工作面寬度控制在6m 以上，縱向長度一般不低于10m。第一層砼的噴射中，施工單位要關注土體的情況，避免施工引發土地松弛、崩解，盡量在短時間內完成砼的噴射工作，并規范施工人員操作行為，保證砼噴射厚度的標準化、均勻性。此外，施工單位要應嚴格控制水泥用量，一般不低于400kg/m3的用量標準。在成孔環節，施工單位要控制好土釘的成孔直徑，明確土釘的向下傾角大小。施工單位根據土層條件、設備條件及工作經驗，確定成孔方法[3]。在土釘安設和注漿階段，施工單位要確定土釘類型，采取灰漿泵進行注漿，土釘注漿過程中不能加壓。隨后是鋼筋網布置與砼面層的噴射，施工單位要確定好鋼筋網的直徑、間距，需要保證鋼筋網和土釘連接的牢固性，控制好鋼筋網和第一層噴射砼的間隙。如果施工單位要設置第二層鋼筋網，需要在第一層鋼筋網完成覆蓋后再進行鋪設。

3.2 土層錨桿支護技術

土層錨桿支護中，施工人員操作錨桿鉆機，在特定位置展開鉆孔操作，完成鉆孔后，施工人員將配置好的水泥漿灌注至孔洞。當土層內錨固段的漿液達到一定強度后，傳入絞線張拉錨固。深基坑支護施工中，土層錨桿支護已經具有成熟的施工經驗，對提高支護主體的強度有著重要作用。施工前期，施工單位要在現場開展測量工作，保證測量的精準性，做好對鉆孔位置及孔深的確定，要避免在鉆孔時出現較大偏差，為后續施工的順利進行提供保障。土層錨桿支護施工期間施工單位不能在樁頂設置拉桿與錨樁，可以在一定間隔上，將錨桿斜向打入樁背面，并在強度達到一定標準后，在樁中間開展開挖施工。施工過程中，施工單位要花費較多時間進行施工，在周邊存在建（構）筑物時不能進行支護，臨近地基不允許在存在下沉位移時使用。

3.3 護坡樁支護技術

護坡樁支護技術的應用中，施工單位要提前做好場地平整、障礙物清理等工作，隨后進行樁基位置放樣、埋設護筒，使用旋轉鉆機成孔，或采用人工萬控的方式，完成上述施工后，進行鋼筋籠的吊裝與砼的水下澆筑。在護坡樁支護施工中，成樁率較高，施工操作比較便捷，在地下室工程中有著廣泛應用，尤其針對復雜環境下的深基坑支護施工，該技術有著較強適應性[4]。采用護坡樁支護技術，能夠減少工程發生位移的情況。具體施工中，施工人員的操作必須嚴格遵守相關標準，對成樁的質量提供保障。

3.4 鋼板樁支護技術

如果基坑深度較大，或者地下水位較高，未降水時可以設置板樁未支護結構。板樁不但可以防水、擋土，對流砂還有一定的預防效果。板樁支撐有錨和無錨的區分。針對無錨板樁的施工，施工人員要從某一角開始，逐塊進行打樁，在打單塊板樁時，不能出現停頓。開打板樁的施工操作比較便捷，不過施工單位在單塊打入時，板樁容易發生傾斜，累計誤差的糾正難度過大，也難以對避面的垂直度進行控制，因此無錨板樁在樁長超過10m，工程要求較高的項目中不太適用。有錨板樁的施工中，施工人員可以采用雙層圍檁插裝法。施工過程中，施工單位要做好雙層圍檁支架的設置，通常需要順著板樁的邊線設置，在雙層圍檁中間插入板樁，在板樁相互作用下形成牢固的板樁墻。從四個角落開始進行操作，在封閉合攏以后，施工單位要按照一定順序，逐塊把板樁打至設計標高。施工單位采取這一手段進行施工，可以對平面尺寸的準確性以及板樁的垂直度提供保障，不過該方法的施工速度較慢，在工程進度較緊張的項目中不太適用。

3.5 地下連續墻支護技術

施工單位應用地下連續墻支護技術，要按照先鋼筋砼地下連續墻，后墻間開挖的方式進行施工。地下連續墻支護具有高強度、高剛度等特性，具有抗滲、承重、擋土等多重功能，在較在各種面積大小的場地都非常適用，對地下水位較高的深基坑仍然有較強適應性。施工單位可以采取機械成槽的施工方式，放入到鋼筋籠，隨后進行澆水[5]。地下連續墻支護技術的應用，對周邊環境的影響較小，對地層條件具有較強適應性，并且施工單位可以很好地控制墻體的強度，也能夠保證較高的施工精度，可作為建筑工程中的永久性建筑物部分。如果施工單位只是單純將地下連續墻作為深基坑支護結構，需要投入的費用較高。因此，施工單位通常會將其與鋼管支撐、混凝土支撐等結合起來，形成一種特殊的支出形式。

4.建筑工程施工中深基坑支護施工的優化建議

4.1 做好施工準備工作

建筑工程施工中，施工單位在應用深基坑支護技術前，要做好工程勘察工作。施工單位通過開展工程勘察工作，切實掌握建筑工程的具體情況，對施工現場的情況進行調查、分析，全面掌握施工現場的總體情況，做好相應的記錄，并對現場數據信息進行整合，對深基坑支護施工形成科學、合理的施工方案。不同工程所在位置不同，會面臨不同的地質條件。施工單位在深基坑支護施工中，還需要結合現場的歷史資料，多角度分析現場地質條件，結合現場實際情況，選擇最合適的施工技術和施工方案。

施工單位需要提前準備好符合建筑工程要求的材料、設備，合理配置勞動力，采用專業設備進行精準測量和計算，對施工過程中可能出現的問題加以分析，明確可能影響深基坑支護施工質量的因素，結合現場勘察測量得出的數據，編制完善的數據分析報告，以便及時對深基坑支護施工計劃做出調整。

4.2 優化深基坑支護方案

施工單位在開展深基坑支護施工的時候，要全面掌握好現場環境，明確基坑工程對深基坑支護技術提出的安全等級要求。施工單位要根據現場的地質條件，對支護的安全等級予以確定，為后期施工安全提供保障。由于建筑工程施工會給周邊的環境造成損壞，施工單位要對環境破壞情況展開預估，在此基礎上確定合理的支護深度，結合現場地質數據，明確深基坑支護技術難度[6]。對于支護施工方案的確定，施工單位應根據現場的情況，選擇一種與本工程最適應的施工方案，主動接受設計單位提出的有效建議，保證深基坑支護方案的科學性、可行性。施工單位在工作中，要重視施工方案的規范化執行，嚴格遵守安全施工相關標準與規范，保障深基坑支護施工的順利開展。對于施工方式的選擇，施工單位要考慮的因素眾多，如現場周邊環境、地下水位高度、巖土層狀況等。由于天氣具有不可預測的特征，因此施工單位要將施工周期納入考慮范疇。工程造價也是施工單位在施工技術選擇時必須考慮的因素。

4.3 加強對施工過程的監測

建筑工程施工中，全體施工人員都必須明確深基坑支護施工流程，由施工管理人員安排施工人員對現場進行清理，并在現場組裝深基坑支護施工所需的機械設備，做好對設備的調試工作，避免機械設備在正式施工中發生故障。深基坑支護過程中，管理人員要做好質量檢測工作，及時發現施工過程中存在的安全、質量隱患。監理單位在各環節完工后及時進行檢查，及時發現施工漏洞并責令施工單位進行整改。只有嚴格落實對深基坑支護施工過程的檢查和監測，才能保證深基坑支護施工的質量。

在基坑開挖階段，施工單位要嚴格遵守“三寶”“四口”的臨邊防護要求，嚴格按照施工安全要求，保證深基坑支護結構的牢固性。施工監測中，施工單位要結合基層側壁的安全等級、監測點等，制定科學、精準的監測方案，包括監測周期、編制監測報告等內容，并在具體施工中嚴格執行監測方案，有效防止施工過程中發生意外。

4.4 加強施工安全管理

深基坑支護施工過程中，安全管理是一項必要性工作。施工單位采取科學的安全管理措施，能將安全隱患遏制在事故發生前，避免安全事故給工程質量、工程進度等造成影響。例如，施工單位加強對地下水位的控制，防止地下水侵入基坑，導致深基坑支護施工質量受到影響[7]。施工過程中，如果施工面受強大外力影響，需要施工單位在保證人員安全的基礎上，對現場情況詳細進行記錄，及時將記錄結果上報給上級部門，按照上級下達的指示加固或者拆除已變形的工作面，避免變形的工作面給建筑工程的質量造成不良影響。

結語：

綜上所述，施工單位在建筑工程施工中正確、合理使用深基坑支護技術，能為后續各分部分項施工建設提供有力支撐，有利于提高建筑工程的質量水平和安全等級。在本文的分析中，提出了幾種常用的深基坑支護技術，不同類型的深基坑支護技術有著不同適用范圍，其具體使用需要施工單位結合工程實際情況，綜合考慮土壤松軟程度、地下水高度、當地氣候環境條件、工程地質等，在保證工程造價、工程進度的基礎上，選擇一種最合適的支護方式。整個施工過程中，各參見單位的管理人員，需要協同參與對支護施工過程的監督及管理，及時發現施工階段存在的漏洞，采取有效的整改措施，進一步為工程質量提供更有力地保障。