基础施工中深基坑支护施工技术应用

基础施工中深基坑支护施工技术应用

陈守强

中铁四局集团有限公司

摘要近些年，随着我国人口、交通的日渐密集和繁忙，城市用地日趋紧张，地下空间发展自然而然成为了一个好的发展方向，其中，城市轨道交通车站、超高层建筑物基础、地下商业街、地下仓库及人防工程等等地下空间项目日益增多，规模也日趋增大，导致地下空间基坑开挖支护深度越大，开挖工况日益复杂，使得深基坑支护施工技术人员面临新的问题及挑战。本文根据上述问题进行分析，对深基坑支护施工技术类型进行分析，并针对技术应用优化措施进行探究。

关键词：基础施工；深基坑支护；施工技术；应用优化

前言目前，地下空间基坑工程规模日趋增大，基坑坍塌事故时有发生，而此类事故主要原因一般是基础施工中深基坑支护施工出现了问题。如何提高在基础施工的施工质量与施工安全，就需要不断创新和完善深基坑支护技术，在提高施工效果的同时，保证承建方和工作人员的生命财产安全，提高企业的经济效益和社会效益。

1深基坑施工中支护施工技术类型

1.1自立式支护技术

作 为一种较为基础的支护技术，自立式支护技术是很多其他支护技术的基础。自立式支护技术指的是通过使用钢板桩、挡土墙等设备自身的埋深以及刚度进行压力的承载，这个压力包括水压力、土压力以及各方压力产生的荷载。这种支护技术既不需要在深基坑内部设置支撑点，也不需要使用锚杆，在绝大多数土质中都能进行使用，相对于其他支护技术来说效率高且成本低，物美价廉，是很多基础施工中的最佳选择^[1]。

1.2桩锚支护技术

桩锚支护技术是一种重要的深基坑施工支护技术，与自立式支护技术一样，是常用的支护技术之一，能够在很大程度上保证深基坑施工安全。桩锚支护技术有 四个部分组成而来，包括护支护桩、锁口梁、围檩以及土层锚杆，这四个部位通过有机的结合能够形成一个完整的支护系统，通过锚杆提供的锚固力和抗滑桩提供的阻滑力来阻止基在应用桩锚支护技术的过程中，可能因为水平位移动过大，会产生比较深的基坑，所以桩锚支护技术对于施工的土质要求相对较高，如果是土质较差的施工区域不适用于本技术^[2]。

1.3喷锚支护技术

喷 锚支护技术包括临时性支护和永久性支护两种，主要技术内容是借助水泥、混凝土的高压喷射和事先装置进岩层的锚杆之间相互作用来加固岩层和地基。而且需要借助土钉、锚杆等设备，防止基坑或者岩体发生松动，这种支护技术由于其特殊的技术内容，多应用于岩石隧道方面的建设，但是在沙土、黏土等土质中也可以进行工程施工建设。这种支护技术的主要优势在于深入性、灵活性和粘结性很强，而且性价比极高。但是在具体应用过程中应该控制好基坑的深度，在协助下锚时，如果锚杆不能达到孔底，应立即进行扫孔，以免延误工程进度^[3]。

1.4深层搅拌桩支护技术

深层搅拌桩支护技术指的是通过特制的搅拌轴上的轮叶，从地面表层开始破坏搅拌直至需求深度的一种支护技术，适用于地下水含量较高的软土、黏土地区的基坑支护。深层搅拌桩支护技术不仅自身刚度较高，成本较低，能充分发挥水泥、混凝土材料的抗水优势，而且无噪音、无污染，工作效率高，工期时间短，在房建工程中得到了普遍认可和广泛地应用。

图1.4-1 三轴搅拌桩施工 图1.4-2 SMW工法桩支护

1.5支护桩（墙）体与止水帷幕加内支撑复合支护技术

支 护桩（墙）体与止水帷幕加内支撑复合支护技术是在自立式支护技术基础上发展起来的，主要技术内容是通过支护桩（墙）体与内支撑形成的主要受力框架结构体系承受深基坑的土压力、水压力及地面上方产生的各种荷载，止水帷幕对于支护桩(墙)体间空隙进行封堵或者土体固结，以防止深基坑灌入地下水。由于钢筋混凝土支护桩（墙）本身具有很强的刚度，对于两侧对称受压的工况条件下基坑，框架结构支撑体系具有更大的抗侧刚度及整体稳定性，同时，止水帷幕又能保证土方开挖过程中无地下水渗入，最大限度地保证了基坑局部与整体安全稳定。支护桩（墙）体与止水帷幕加内支撑复合支护技术适用于淤泥、黏性土、冲积土、砂性土、流砂及粒径50mm以下的砂砾层等多种复杂地质条件，应用于深大基坑，其中，地连墙加内支撑支护技术应用的深度可达50m，在轨道交通换乘车站的土建工程中得到了广泛应用。

2各基坑施工支护体系深度与最大位移变形对比计算分析

为了研究各基坑支护体系支护深度，通过设置相同的工况、土层参数进行数值模拟研究。土体选择修正的摩尔库伦（Modified Mohr-Coulomb）模型计算，计算所选取的各层土体参数取值如下表：

表2-1 土体参数表

自立式支护技术计算选取的是拉森NSP-IVw型钢板桩；桩锚支护技术计算选取的是C35混凝土1000mm支护桩+锚杆（一排：3m，两排：3m、6m，三排：3m、6m、15m）；深层搅拌桩支护计算选取SMW工法桩：φ800mm@600mm三轴搅拌桩，内插H700*300*13*24H型钢；支护桩（墙）体与止水帷幕加内支撑复合支护计算选取C35混凝土1000mm地下连续墙+C35混凝土内支撑（100mm*800mm）。

表2-2 结构参数表

其中结构参数取值说明如下，根据根据结构截面刚度计算公式 ，求得管幕的截面刚度。为简化计算，将复合结构视作同种材料后，得到。同理重度γ也是混凝土和钢管根据各自重度及体积等效计算得来的。

数值计算结果如下图表：

由上表的研究可知，与其他支护技术相比，地下连续墙加内支撑复合支护在相同工况条件下能满足基坑安全开挖的深度最大，深度对位移影响最小，喷锚支护可达到的深度最小，深度对位移影响最大。也证实了，地下连续墙加内支撑复合支护强度最大，适合深大基坑，深度可达50m以上，部分工程的地下连续墙可作为主体结构墙设计施工。

3深基坑支护施工技术应用优化分析

3.1收集施工基本信息

为了更好的进行深基坑支护施工技术的优化使用，应该在工程施工开展之前进行施工基本信息的收集，信息收集的内容主要包括工程所在位置、环境土质、地下水分布等情况，而且要着重对地下管线进行排查，避免在施工过程中由于施工失误切断或扰乱管线排布，影响到周围居民的日常生产生活。另外在施工过程中也应该贯彻落实对施工环境的监测，实时监测土质和水源的情况，时刻保证施工安全，并在发现安全隐患时及时上报并整改，降低安全事故发生的可能性^[4]。

3.2健全施工建设体系

工程施工是一个长期的过程，涉及到众多的环节和阶段，如果想要保证工程施工的顺利推进和完成，势必要制定严格的施工方案设计，并建立健全施工建设体系，对施工的各个环节、程序进行规范化的规定，并严格按照规定和计划进行管理，避免在工程施工过程中出现各种突发情况，导致工程变动，进而出现成本的波动和增加，损害到承建单位的经济利益和社会效益。通过对工程施工体系的建立健全，可以尽可能地减少施工工作中出现的矛盾，保证工程顺利进行，提高工作效率^[5]。

3.3考虑施工周边环境

基础施工工作的进行不能盲目，在选定施工区域并制定施工方案之后，应该首先在充分考察施工周围环境的前提下，进行环境信息的综合考量，并通过环境考量因地制宜的进行最优施工方案的选择，并进行相对应的调整，尽可能的使方案和施工环境能够适配。如果施工区域位于人流量较大的市区中心区域，还应该充分考虑到基础工程施工与周围居民日常生活的交互关系，尽量避免对居民产生打扰，如果是在电缆、水管或者网线光纤分布较为密集的地方，还要尽可能的减少对线路的破坏，避免影响居民日常生活^[6]。

3.4加大质量监督力度

在基础施工中应用深基坑支护技术还是有一定的危险性，一旦出现问题，会对施工人员的生命财产安全造成巨大的威胁，为了切实保证深基坑施工的安全质量，尽可能减少工程事故发生，势必要在施工过程中加大质量监督的力度。通过对基坑以及周围支护组织的下沉和变性进行监测和记录，避免因为长时间的偏移积累造成无法挽回的影响。另外也应该对施工人员的施工操作进行监督，避免在施工过程中出现不当操作，造成施工质量下降甚至人员伤亡。

结语综上所述，在城市建设飞速发展的今天，地下空间工程面临的环境与工况日益复杂，其涉及的深基坑工程正在不断向更宽、更深的趋势发展，深基坑支护技术也应在基础施工应用中不断地优化，为城市地下空间开发育利用提供最安全有效的保障。深基坑支护技术的技术类型十分多样，包括自立式支护、桩锚支护、喷锚支护、钢板桩支护、深层搅拌桩支护以及支护桩（墙）体与止水帷幕加内支撑复合支护等多种支护技术。基于此，本文通过对上述技术分析和研究，围绕如何优化提高深基坑支护技术的应用进行了探讨，包括在进行施工之前要收集施工基础信息，建立健全施工建设体系，充分考虑是供周边环境以及加大对技术应用的质量监督力度等等，希望能为我国地下空间综合利用工程施工技术的优化发展提供助力。

参考文献

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[2]付宪章,武登辉,赵庆亮,叶胜林,马振.紧邻既有住宅建筑的深基坑支护及降水设计施工实例[J].建筑技术,2022,53(02):177-180.

[3]钟翰虎,李聪,李雨林,朱纯,雍攀,屈星.偏压荷载下深基坑支护结构非对称变形与控制技术研究[J].中外公路,2022,42(01):34-37.

[4]唐福源,衣利伟,曹勇,陈正红,陈秋南,吴岑佳.填海地层深基坑支护参数优选与基坑变形分析[J].科学技术与工程,2022,22(02):707-714.

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[6]徐爽,李俊才,滕晓军,高立权.南京长江漫滩区某超大深基坑支护与监测结果分析[J].南京工业大学学报(自然科学版),2022,44(01):107-113.