市政工程深基坑支護施工技術研究

嚴達兵（中鐵十二局集團第三工程有限公司，山西 太原 030027）

隨著城市建設的不斷發展，深基坑工程成為常見的施工項目，在市政建設中的重要性日益凸顯。在深基坑工程施工中，不僅涉及復雜的地質條件、水文地質條件，同時，還需要考慮周邊地下管線、道路及建筑物的安全。在項目建設中，要求根據基坑深度、施工現場環境條件等進行技術經濟綜合比較后，選擇適宜的支護結構類型，并制定完善的施工方案，保障工程施工安全，盡量減少施工因素對環境的影響，提高項目建設效益。因此，對市政工程深基坑支護施工技術進行深入研究意義重大。

1 市政工程深基坑支護施工的重要性

在地下建筑或其他深層地下結構建設時，需采取一系列安全技術措施來保障周邊環境的安全，預防基坑坍塌、掩埋事故的發生。通過開展深基坑支護施工，支撐土壤，控制深基坑施工過程中基坑坍塌和掩埋主要風險，作為基坑施工的主要任務，可確保工程建設人員的安全，保障施工安全。不當的支護措施可能導致周邊建筑物基礎下沉或墻體裂縫，因此，需選擇適宜的支護結構，防止對鄰近建筑物的損害。部分施工區域地下水豐富，可通過截水、降水、回灌、防水、排水等措施，有效控制地下水，防止地下水對工程造成不利影響。同時，合理的支護措施還有助于保護環境，減少施工過程中產生噪音和揚塵，避免對周圍環境造成不良影響。除此以外，有效的基坑支護是確保地下結構以及主體建筑施工質量、安全的重要基礎。

2 市政施工中深基坑支護類型

2.1 預制混凝土板樁支護技術

預制混凝土板樁支護技術主要應用于地鐵站、地下車庫、基坑支護和河堤加固施工中，使用預先制造的混凝土板樁形成一個臨時或永久的墻，以支撐開挖區域的土壤和防止坍塌。板樁被垂直驅入地下，通過其自身的重量和相互之間的插接連接，保持穩定狀態。預制混凝土板樁因其高強度、耐久性和快速施工的優點而被廣泛使用。在安裝過程中，板樁可根據需要調整長度，可以循環使用，因此，環保和經濟效益較高。

2.2 鋼板樁支護技術

鋼板樁支護適用于深基坑、臨時圍堰、河堤加固等項目。使用長條形的鋼板樁，通過鎖口相連形成一個連續的墻體，這種支護墻用于支撐開挖區域，防止土壤和水的侵入。鋼板樁的主要優勢在于其強度和耐久性，能夠承受極大的側向壓力和拉力。通過振動或沖擊的方式打入地下，安裝和拆卸便捷，可循環使用[2]。

2.3 鋼管樁支護技術

鋼管樁在橋梁建設、高層建筑以及海洋平臺等領域有著廣泛的應用。通過鉆孔、沖擊或旋擠的方式將鋼管樁打入地下，鋼管樁可承受豎向荷載，同時還能夠提供良好的側向穩定性，尤其適用于地基承載力較差的土壤條件。安裝后，鋼管內部可以填充混凝土，以進一步增強其結構強度。

2.4 灌注樁支護技術

鉆孔灌注樁的主要特點是其高承載力，能夠根據地質條件和設計要求調整樁徑和深度，因此，具有很強的適應性。此外，與打樁相比，鉆孔灌注在施工過程中造成的振動和噪音更小，對環境的影響也較小，適合于城市或敏感區域的施工。不僅被廣泛使用在深基坑的支護，形成穩固的支護墻，還可應用于軟弱地基的加固，以及橋梁和高層建筑地基的建設。在鉆孔灌注樁支護施工中，需在預定位置鉆孔，然后放入預制鋼筋籠，接著進行混凝土灌注，最后等待混凝土硬化，是一種高效且可靠的地基處理技術。

2.5 SMW工法樁支護技術

型鋼水泥攪拌樁施工涉及詳細的規劃和設計，需確定樁的位置、深度和厚度，以及所需型鋼和水泥漿的量。施工開始時，先在預定位置鉆孔，然后將型鋼（如H型或I 型）垂直插入這些孔中，隨后使用專門的攪拌設備將水泥漿與周圍的土壤混合，確保型鋼周圍的土壤和水泥漿充分混合。混合物圍繞型鋼固化后，即可形成堅固的墻體結構，不僅可以顯著提升樁體結構強度以及穩定性，并且施工方式靈活便捷，有利于提高施工效率。

2.6 重力式水泥土擋墻、水泥土攪拌樁擋墻

重力式水泥土擋墻和水泥土攪拌樁擋墻是兩種常見的土木工程結構，用于防止土壤側向移動和保證土壤穩定性。重力式水泥土擋墻主要依靠其自身重量來抵抗土壤壓力，通過將水泥與土壤混合，然后澆筑成墻體形狀，墻體結構簡單且穩固，適用于較低的擋土高度。而水泥土攪拌樁擋墻則是通過在地面上鉆孔，然后將水泥漿注入土壤中，通過攪拌形成一排加固的水泥土樁。樁既可作為獨立的支撐結構，也可互相連接形成更加穩定的擋墻。其中，水泥土攪拌樁擋墻適用于更復雜的地質條件和較高的擋土要求，其施工靈活，對周圍環境的影響較小。兩者都是經濟高效、施工快速的解決方案，廣泛應用于道路、橋梁建設項目中。

2.7 地下連續墻支護技術

地下連續墻支護技術適用于城市深基坑工程，通過構建連續的混凝土或鋼筋混凝土墻體，為土壤和水提供支撐，常用作基坑周邊支護結構或構成地下建筑的一部分。在實際施工中，需確定墻體的深度、厚度，使用抓斗或挖掘機在指定位置挖掘槽孔，并注入膨脹土漿以穩定槽孔和阻隔地下水。隨后，將鋼筋籠安裝到槽孔中增加結構強度，最后通過特殊泵送設備將混凝土澆筑進槽孔，形成堅固連續的墻體。

2.8 土釘墻支護技術

在城市建設和道路邊坡加固工程中，土釘墻技術的應用較為常見，能夠顯著提升工程施工質量與安全。通過預定位置鉆孔，安裝鋼筋或鋼管（即土釘），并通過注漿固定土釘，然后在土釘外部噴涂一層混凝土形成堅固的表面層，防止土體滑移和坍塌。與其他支護技術相比，其施工靈活性較高，可在狹小空間或復雜地形中實施，且對周圍環境的影響較小。由于成本較低且施工快速，可增加企業經濟效益。另外，在多種土質條件下也可使用這一技術，根據實際情況調整土釘的長度和布置，對基坑側壁的支護、自然斜坡或挖掘斜坡的穩定、道路和鐵路邊坡的加固，以及老舊結構的修復和穩固，是一種高效、經濟的土體加固方案[3]。

3 深基坑支護施工實例

3.1 車站概述

車站主體布置在XX 與規劃路交叉口處，沿XX 東西向呈一字型布置；車站有效站臺中心里程：右CK1+352.9。全站全長173m，該站為地下三層島式車站，共設置2 個出入口、2 組風亭，其中，2 號風亭與商業合建且由商業業主方代建。

三層段基坑（3 軸～19 軸）深度約25.3m，坑底位于14-1粉質黏土層中，采用明挖順作法施工，該結構環境影響和風險基坑等級為Ⅰ級。圍護結構選用1000mm地下連續墻（采用工字鋼接頭），墻底位于16-5 卵石層中。沿基坑深度方向設置六道支撐，其中第一道為鋼筋混凝土支撐800mm×1000mm，第二道撐為Φ609mm（t=16mm）鋼管支撐，第三、四、五、六道撐為Φ800mm（t=20mm）鋼管支撐。

端頭井（1～3軸、19～21軸）基坑深度26.5m，坑底位于14-1粉質黏土層中，采用明挖順作法施工，該結構環境影響和風險基坑等級為Ⅰ級。圍護結構選用方式與三層段基坑一致，本站端頭井為盾構接收端。

3.2 圍護結構施工方案及工藝

地下連續墻施工采用液壓抓斗成槽機進行施工，工藝流程見圖1。

圖1 連續墻施工工藝流程圖

3.2.1 導墻

導墻頂標高比地面標高高出200mm，沿地下連續墻軸線兩側構筑導墻以防地表土的坍塌，保證成槽精度。

3.2.2 導墻混凝土澆筑

導墻對稱澆筑，混凝土養護期間吊機等大型設備不得在導墻附近作業和停留，以防止導墻開裂、位移及變形，強度達到70%后方可拆模。導墻拆模后，沿其縱向加上、下兩道支撐。支撐采用80mm×80mm木枋支撐＠800mm，上、下兩道支撐相隔1m左右，防止導墻位移和變形。連續墻施工前，槽內側應回填土并夯實。在導墻混凝土達到設計強度之前，禁止任何重型機械和運輸設備在旁邊行駛、停置，以防導墻受壓變形。

3.2.3 導墻質量控制標準

導墻質量控制標準見表1。

表1 導墻質量控制標準

3.2.4 泥漿

根據泥漿配合比，在泥漿池中加入水、黏土、膨潤土，用挖掘機攪拌至均勻，泥漿泵循環。檢測泥漿相對密度、粘度、含砂率、膠體率、pH各項指標，合格后方可使用。泥漿各項指標見表2。

表2 泥漿各項指標

3.2.5 槽段開挖

①根據設計圖紙和導線控制點及水準點，在導墻上精確定位出每幅地下連續墻設計位置，標出接頭位置，標注完畢后報監理工程師審核批準；②地下連續墻標準槽段長度根據設計圖紙將地下連續墻分幅，幅長按設計布置；③成槽時，應加強觀測，保持槽內泥漿液面高于地下水位1m 以上，若槽壁發生較嚴重的坍塌，應及時分析原因，妥善處理；④槽段開挖完畢，應檢查槽位、槽深、槽寬及槽壁垂直度，合格后方可進行后續工作；⑤成槽挖土順序。根據槽段的寬度尺寸，決定每幅槽段的挖槽次序，不論槽幅多寬，均采用先兩側后中間的開挖順序；⑥成槽挖土。抓斗入槽、出槽應慢速、穩當，根據成槽機儀表及實測的垂直度及時糾偏。在抓土時，槽段兩側采用雙向閘板插入導墻，使導墻內泥漿不受污染。單元槽段成槽完畢或暫停作業時，挖槽機即離開作業槽段，減小對已成槽的荷載。為了保證工期，確保白天和雨天成槽正常進行，工地上設置一個能容納兩幅槽土體的集土坑，臨時堆放成槽挖出的泥土，夜間裝車外運。挖槽機械在地下連續墻拐角處挖槽時，為防止拐角內留有該挖而未能挖出的土體，在導墻拐角處，根據所用的挖槽機械端面形狀相應延伸出去300mm，以免成槽斷面不足，妨礙鋼筋籠下槽。

3.2.6 清槽

（1）刷壁

為提高接頭處的抗滲及抗剪性能，在清孔之前對先行幅墻體接縫進行刷壁清洗；重復刷洗幾次后，用清水把刷壁器沖洗干凈后重新刷壁，根據刷壁器上的存泥量判斷刷洗效果，直至刷壁器提出泥漿時無泥土為止。

（2）置換、清孔

清除槽底沉渣有沉淀法和置換法兩種。

沉淀法：清底開始時間要在成槽（掃孔）結束2h 之后開始，使用挖槽作業的液壓抓斗直接挖除槽底沉渣。

置換法：使用空氣升液器，由起重機懸吊入槽，空氣壓縮機輸送壓縮空氣，以泥漿反循環法吸除沉積在槽底部的土渣淤泥。當空氣升液器在槽底部往復移動不再吸出土渣，實測槽底沉渣厚度小于100mm時，即可停止移動空氣升液器，開始置換槽底部不符合質量要求的泥漿，確保泥漿各項指標滿足設計及相關規范要求。

3.2.7 槽段檢驗

槽段開挖精度應符合成孔的質量標準，見表3。

表3 槽段開挖精度質量標準表

3.2.8 鋼筋籠的制作和吊裝

鋼筋籠制作應符合表4的規定。

表4 地下連續墻鋼筋籠制作的允許偏差表

3.2.9 地下連續墻接頭

地下連續墻的擋土、防滲要求較高，為保證連續墻有很好的整體性、防滲性，本工程地下連續墻接頭按設計要求采用工字鋼接頭施工，見圖2。

圖2 工字鋼接頭大樣圖

3.2.10 地下連續墻混凝土澆筑

樁身混凝土采用水下C35 混凝土，選用商品混凝土，混凝土灌注采用導管水下灌注法，混凝土超灌高度不宜小于800mm。

地下連續墻成品質量直接影響工程整體的質量與安全，成品后必須進行檢查，檢查采用無損檢測，采用聲波檢測法檢測墻身完整性，檢測數量不少于總數的20%，嚴格按規程流程開展檢測。

4 結語

綜上所述，本文對市政工程深基坑支護施工技術進行詳細研究。隨著市政工程的不斷發展，深基坑工程在城市建設中發揮出了重要作用。深基坑支護技術的選擇和應用直接關系到工程的安全性、經濟性和施工效率，通過對不同深基坑支護技術的分析，各類技術均具有獨特的優勢，適用性有所不同，在項目建設中，應結合施工現場環境、施工技術條件，制定完善的技術方案，為市政工程施工提供實用指導，提高施工質量。