浅谈建筑深基坑支护工程施工技术

【摘要】建筑深基坑支护技术是建筑深基坑的必要加强和防护，合理使用建筑深基坑支护技术有利于建筑基坑和整体建设实现安全和稳定，在追求建筑质量、建设安全和建设进程的今天，建筑深基坑支护技术对于建筑行业有着重要的价值和意义。应该从建筑深基坑支护施工的程序和要点出发展开对建筑深基坑支护技术的深入分析探讨建筑深基坑支护更为有效地应用，在发挥建筑深基坑支护技术优势的背景下实现建筑的建筑和施工总目标。

【关键词】建筑；基坑支护；施工技术；设计观念

一、建筑深基坑支护技术的概述

1、建筑深基坑支护技术的产生背景

目前，我国城市化进程加速，城市进入高速发展和扩张时期，土地资源的紧缺和不可再生性等特点导致了城市中建筑的数量不断增多。不可避免的是高层建筑越来越多，自然而然建筑高度越来越高，基坑的深度也会越来越深，加何确保基坑的稳定成为一项重要且迫切的问题需要建筑行业加以解决。因此建筑深基坑支护技术应运而生，并成为建设、监理单位和施工单位必须掌握的一项技术。

我国建筑深基坑支护工程技术已经形成了可以用于各种基坑深度和工程地质条件中比较合理、适用的技术体系，建筑工程中深基坑支护技术一般要具有很强的防水渗透性能，并且最大限度的减小因基坑开挖对工程周围的地下管道、道路以及建筑造成的损害，同时保证深基坑开挖过程中施工人员的人身安全和工程的顺利进行。目前，国内建筑深基坑支护结构主要是：锚杆支护、排桩支护、灌注桩支护、搅拌桩支护、土钉墙支护以及地下连续墙等。

2、建筑深基坑支护技术的功能

建筑深基坑支护结构主要有两项功能：一是对外周土层的阻挡；二是对外周地下水的阻挡。建筑深基坑支护结构通过连续墙、灌注桩、钢筋混凝土桩、钢板桩等形式对深基坑侧壁进行加强，避免侧壁出现坍塌、滑落和侧移，降低地下水渗入对深基坑结构、功能和安全的影响。到如今建筑深基坑支护功能和结构有了很大的变化和提高，各种多功能支护结构不断出现丰富了建筑深基坑支护形式，提高了对深基坑的支护效果。

3、建筑深基坑支护技术的发展趋势

一是传统干式喷射混凝土加固技术将会被湿式加固方式所取代，这样能既提高加固的强度又缩短加固的时间；二是从外撑固定型支护转向内撑型支护，有利于控制支护空间；三是防渗墙技术被引入支护施工，以搅拌桩、灌注桩、锚杆为主体的防渗墙将会逐步取代传统的支护结构起到加固和防渗两项基本功能；四是侧向变形控制技术应用于深基坑支护过程之中，在避免侧向变形和侧向压力破坏的基础上实现对建筑深基坑的支护作用。

二、建筑深基坑支护工程施工技术以及注意事项

1、建筑深基坑支护工程施工技术

根据建筑深基坑支护的形式，建筑深基坑支护工程的支护结构可分成两大类：支挡型和加固型。支挡型又可细分为土钉支护结构、挡排支护结构、地下连续墙结构等。加固型结构通常采用水泥搅拌加固结构。

1.1所谓的土钉支护结构就是一种将土钉高密度的钉入需要加固的混凝土和土体中，形成与挡土结构类似的结构，承受土体或者混凝土周围土压力或者其他作用力的一种支护结构。这种支护结构施工操作简单、费用低、工程造价低，而且柔性比较高，结构轻便。目前大多数的建筑深基坑支护技术都会首选土钉支护结构进行深基坑支护的施工。

1.2 桩排支挡结构就是指：通过将钻孔灌注桩、预制钢筋混凝土板桩、人工挖孔桩等布置于柱列式间隔中，构成挡排形式的一种支护结构。其形式通常有柱列式桩排、组合式桩排以及连续桩排。

1.3 地下连续墙结构的防水渗透性能比较强，整体刚性也比较大，如果建筑工程地基涉及地下水位的软体粘性土层或者建筑工程基坑开挖深度要求比较大，通常会采用地下连续墙结构进行深基坑支护施工。

1.4 将软土剂与机械搅拌水泥而制成的固化剂进行充分搅拌，直到混合物发生反应，最终硬化到一定强度，用来做成深基坑坚固的支护结构就是深层搅拌加固结构。

三、目前深基坑支护存在的问题

1、支护结构设计中土体的物理力学参数选择不当

深基坑支护结构所承担的压力大小直接影响期安全度，但由于地质情况多变且十分复杂，要精确地计算土压力目前还十分困难，至今仍在采用库伦公式或朗肯公式。关于土体物理参数的选择是一个非常复杂的问题，尤其是在深基坑开挖后，含水率、内摩擦角和粘聚力三个参数是可变值，很难准确计算出支护结构的实际受力。在深基坑支护结构设计中、如果对地基土体的物理力学参数取值不准，将对设计的结构产生很大影响。

2、基坑土体的取样具有不完全性

在深基坑支护结构设计之前，必须对地基土层进行取样分析，以取得土体比较合理的物理力学指标，为支护结构的设计提供可靠的依据。一般在深基坑开挖区域内，按国家规范的要求进行钻探取样。为减少勘探的工作量和降低工程造价，不可能钻孔过多。因此，所取得土样具有一定的随机性和不完全性。但是，地质结构是及其复杂、多变的，取得的土样不可能全面反映土层的真实性。因此，支护结构的设计也就不一定完全符合实际的地质情况。

3、基坑开挖存在的空间效应考虑不周

深基坑开挖中大量的实测资料表明：基坑周边想基坑内发生的水平位移中中间大两边小。深基坑边坡的欠稳，常常以长边的居中位置发生。这足以说明深基坑外挖是一个空间问题。传统的深基坑支护结构的设计是按平面应变问题处理的。对一些细长条基坑来讲，这种平面应变假设是比较符合实际的，而对近似方形或长方形深基坑则差别比较大。所以，在未进行空间问题处理前而按平面应变假设设计时，支护结构要适当进行调整，以适应开挖空间效应的要求。

4、支护结构设计计算与实际受力不符

目前，深基坑支护结构的设计计算仍基于极限平衡理论，但支护结构的实际受力并不简单。工程时间证明，有的支护结构按极限平衡理论设计计算的安全系数，从理论上讲是绝对安全的，但有时却发生破坏；有的支护结构安全系数虽然比较小，甚至达不到规范的要求，但在实际工程中却满足要求。极限平衡理论是深基坑支护结构的一种静态设计，而实际上开挖后的土体是一种动态平衡状态，也是一个土体逐渐松弛的过程，随着时间的增长，土体强度逐渐下降，并产生一定的变形。所以，在设计中必须充分考虑到这一点。

四、建筑深基坑支护施工技术的注意事项

进行建筑深基坑支护的施工时，主要包括支护的施工工艺以及设计等方面的内容。在设计和施工基坑支护的过程中，必须充分考虑周围环境条件、基坑开挖深度、土质条件、地理位置等综合因素。进行基坑支护时控制的关键内容是流砂和管涌、防止基坑隆起、地面变形、地下水控制、基坑稳定性等险情，要注意对支护方案进行实时的调整，并且在进行过程中要充分考虑环境因素、地质条件的变化。设计和施工深基坑支护时需要注意的内容有如下几个方面：

1、若施工的地点是城市，则对于环保会有非常高的要求，所以，进行支护体系的选择时，不仅要考虑在施工过程中支护工程所造成的震动，同时还要充分考虑化学浆液、泥浆、噪音等问题给城市带来的影响。

2、充分考虑周边的居民。通常来说，很多旧的建筑物在施工场地周围势必会产生一定程度的损坏现象，这时必须注意考虑深基坑施工场地附近房屋的材料收缩变形以及沉降、周围环境的温度等问题。

3、城市的繁华地带属于建筑较为集中的部位，周围具有密集的建筑物，地下则有较多复杂的管线，这对于基坑的施工在很大程度上造成了限制，垂直开挖在这时就显得非常必要，同时还必须注意潜在威胁的影响。

4、深基坑的场地非常狭小，尤其是在工业建筑改造中，同时其施工工期也相对较紧，所以，由于施工场地的局限性在施工过程中要进行综合的考虑，注意施工流程的合理安排，同时，在施工过程中还要充分注意环保工程。

五、建筑深基坑支护工程的施工技术

建筑深基坑的施工过程为：准备阶段、进行支护桩施工的阶段、进行锚杆施工的阶段、开挖土方的阶段。

（1）准备施工阶段。在施工开始之前，应该复核场地标高以及基坑开挖深度等基本问题，对周围建筑物的埋深、基础类型以及四周道路和地下管线埋深等基础资料进行调查，在施工过程之中，如果发现勘察报告和设计与地质条件、场地布置、施工工况等不吻合，必须与设计单位进行及时的沟通，适当的作出调整。同时按照建设部建质2009年87号文关于印发《危险性较大的分部分项工程安全管理办法的通知》规定，组织专家对施工方案进行论证并通过。

（2）支护桩施工的阶段。支护桩可以使用钢筋混凝土护壁，使用人工挖孔桩。例如灌注桩，使用吊桶和电动葫芦运输的方式进行土方开挖。在整个过程中要对配置、灌注混凝土，制作、安放钢筋笼，成孔、清孔等工序的质量标准进行严格的控制，从而保证成桩的质量。

（3）锚杆施工的阶段。锚杆属于新型的承拉杆件，它的一端在地基岩石中锚固，另一端联结结构物或挡土墙桩，各种向外倾覆力不能利用锚杆和岩石与锚固力承担。进行基坑开挖达到锚杆的标高之后，进行土层锚杆的施工，钻孔、锚头的制作、穿锚索、注浆，水泥砂浆和水泥浆可以作为注浆材料。完成注浆之后，进行钢垫板、钢台座、钢腰梁的安装，随即进行张拉锚固。之后，进行锚杆实验，确定其是否满足设计要求，若满足则可以结束。

（4）土方开挖阶段。较大的土方开挖量会产生尘土，这对于居民的正常生活会造成一定的影响，所以必须进行分层开挖，随着开挖要及时将土运出，同时要进行人工清土配合施工。根据维护检测的结果发生变化调整挖土的速度，若发现异常现象必须立刻停止施工，对异常的原因进行分析，及时采取措施进行处理，待处理完毕才可以继续进行施工。

六、建筑深基坑支护工程施工技术管理

施工阶段作为整个建筑工程深基坑支护的关键部分，对工程质量以及使用安全至关重要。因此，在实际管理中，监理人员必须根据当地水文气候以及地质勘探资料，在整合深基坑施工条件、经验的同时，明确工程重点项目。在此过程中，要求施工单位必须制定合理的施工方案，尤其是突发事件的应急预案工作。

1.深基坑施工

深基坑在建筑工程中经常会被用到，分为挖土、挡土、维护和防水四个部分，操作较复杂，其中的每一个环节都是十分重要的，弄错一个环节，对工程质量的影响都是极大的，不容易弥补。在对工程的设计和施工阶段，要按照操作程序依次进行，相关的技术手段一定要管控严格，对于施工中的施工要点也要反复强调，避免因人为的因素造成的工作失误，并且要制定一套技术行为规范操作书，以保证深基坑工程的顺利实施。另外，在土方挖掘之前，要对深基坑周围的环境和地质条件做出科学的监测，如果是一些特殊的地质或是周边环境，就要请教有关部门，综合各方面的意见和建议来确定是否适合深基坑的挖掘，还要避开梅雨季节，以免对施工造成影响。

2.深基坑周边土体止水控制

止水帷幕作为高水位地区支护工程常用的止水措施，常用的方法有高压喷射、深层搅拌以及压力注浆等方法。在此过程中，一旦搅拌桩成桩质量遭到影响，基坑开挖就会出现渗水的现象。再使用灌浆等方法，不仅会增加工程造价，还会延误工期。为了保障桩体质量，必须确定合理的水泥浆掺加量。在桩体搅拌均匀、桩长满足设计要求的同时，避免桩头“无浆”的现象。另外，为了保障桩体搭接密实度、长度，必须避免蜂窝、空洞以及桩头开叉等现象造成的不良影响。

3.支护信息化管理

为了保证深基坑的整体稳定，在施工过程中会对基坑壁进行加固支护工作，以确保深基坑的挖掘工作顺利进行。科技的发展要求施工建设进行科学化管理，在支护中用高科技的设备进行电子监控，对基坑壁的压力、土层结构的剪应力、基坑形变的趋势以及支护结构的稳定性等，进行数字化的采集信息，一旦发现有超过预警值的迹象，应立即进行处理，降低危险发生的频率。

七、结语

综上所述，建筑深基坑支护技术有着不断发展和进步的空间，新时期要从建筑深基坑支护工作的实际出发，既要联系建筑深基坑工程的安全、效率和质量展开支护结构的设计和施工，又要对设计观念、设计方法、支护结构等重点展开技术应用。发挥出建筑深基坑支护结构的真正价值，起到维护建筑深基坑稳定确保建筑安全的作用。

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