建筑深基坑支护工程施工技术

徐 勇，段 涛，梁科文，李 真

（中建八局总承包公司，上海 200000）

现代的建筑行业发展十分迅速，尤其是高层施工建筑日益增多，容易受到地形等地理因素的影响，从而导致整个施工难度越来越大，所以，这也对施工技术和质量提出了更高的要求。作为高层建筑施工技术的重要保障的深基坑支护技术，在现代的建筑业之中，得到了广泛的应用，其在高层建筑中的应用也更加有效地促进了整个建筑施工质量的提高，为保证建筑工程的质量和安全提供了必要的技术支持。因此，提高深基坑支护技术在建筑工程中的应用对于现代建筑业具有重要作用，能够有效促进整个建筑工程施工质量的科学优化。

1 深基坑支护施工技术概述

深基坑支护施工技术普遍应用于都市的建设工程中，其主要功能在于对建筑底层构造进行施工作业，在确保建筑地基和底层基础稳定的条件下，对建筑周边环境进行支护保护。目前大多应用在建筑的底层构造中，把深基坑支护施工技术运用得好，就可以合理利用底层空间，不仅可以合理保障工程施工的安全，更可以提高建筑的结构安全，这对工程上层建筑的稳固和安全有着巨大的影响[1]。

2 深基坑支护工程的主要内容

2.1 岩石工程勘探及工程技术研究

首先要明确岩石的详细参数和地下水参数，然后要明确周边构筑物、地下铺设物、市政道路以及有关施工设备等的情况，最重要的是要对深基坑支护施工时所产生的岩层位移进行分析，并确定在最大限度以内。

2.2 深基坑的支护架构设计

深基坑支护的架构设计是一项系统的基础工程设计，通常要包括挡土墙等施工围护工程的基础构造，支护体系的设计以及周边加固工程等一揽子施工。另外，深支护构造的方案设计不能孤立进行，而要和整体建筑及深基坑施工过程紧密联系在一起，通过对现场的地质构造、地下水状况、地层构造位置变动情况等的综合考虑来判断方案。同时，施工的工期和造价等几个现实问题，也应该考虑到在里面[2]。

2.3 地基施工和支护的施工

施工与支护系统工程，涵盖了土地开挖施工、排水工程建设和建筑的施工组织设计和施工。从建筑学角度看，结构本身的性质、支撑构件的特点及其地下水的实际状况决定着岩层移动量，而具体的建筑技术与施工方案又反映了岩层移动。

2.4 施工现场的测量控制

要及时准确获取现场数据和信息，针对施工现场的实际情况做出反馈设计，并运用统计分析和信息化理论指导后续建设[3]。

3 深基坑支护工程技术类别

3.1 按用途划分的深基坑支护工程类别

（1）其一般采用的方式是钢板桩、钻孔灌注桩、钢筋混凝土桩、地下室焊接墙和深层混凝土搅拌桩。而挡土体系的功用大部分是透过构成支撑排桩，或支撑挡土墙来阻隔深坑外土压力。

（2）挡水系统。其一般采用的方法有旋喷桩、地下连续墙、深层砂浆搅拌桩、锁口钢板桩和压密注浆方式等。挡水装置的主要功能是阻挡抗外渗。

（3）支撑系统。其主要采用的方法为钢筋砼内支承、钢管和型钢内支撑、钢和钢筋砼复合支撑。支撑体系的功能为支撑建筑物围护结构侧力和限制围护结构偏移[4]。

3.2 常用深基坑的支护工程类别

（1）钢板桩支撑。深基坑支护的钢板桩都是由带有锁口或钳口的热轧型钢制做而成，将这些钢板桩合理地连接起来就构成了钢管的桩墙。

（2）深层混凝土支护。深层混凝土支撑是将水泥用作固化剂，将固化剂与软土剂按配比混匀，使之逐渐硬化，最后组成一种整体的、稳固的并具备一定刚度的水泥土墙，用作支撑构件。

（3）排桩保护。排桩保护的挡土结构形式。其类型一般为以柱列的间距方式来配置钢筋混凝土桩，一是在钢筋混凝土桩中间有适当间距的疏排布置方式，二是在钢筋混凝土桩中间以相切的密排配置方式。柱列的钢筋砼桩也具备了良好的刚性，但是必须注意的是桩和桩间必须要有良好的联系，那么就必须在桩顶进行大断面的钢筋砼冒柱。排桩支护时常常要受到地下水的渗透，所以在桩间或桩背必须要进行高压灌浆，或者采取深层水泥桩，旋喷桩等保护措施，并在桩内专门建设蓄水帷幕[5]。

（4）砼模板支护技术。砼钉支护是一种新型的挡土技术，主要运用于土地的挖掘与边坡安全。因为其经济性强、可靠性好以及施工快捷简单，所以在建筑深基坑的支护施工行业中迅速普及和使用。当然土钉支护同时也有其特殊使用要求，其要求混凝土体特质的自稳功能，同时进行土钉墙时也要求相应的工期。在实际施工中，由于土钉墙很容易受到地下水的损伤，从而造成整体或部分破坏，所以进行土钉墙支护时保护工作也十分关键。

（5）地下连墙。由于地下连墙在建筑施工过程中的主要功能是承自重，并产生了良好的防水效应。所以一般在进行建筑施工时，针对于一些高度在地下水位以下的建筑物，可采取地下连墙的方式。但由于地下连墙的建造过程亦深受当地土质条件的影响，在施工过程中的各种技术要求亦不一样。如在土壤多以软泥为主的情况，由于软泥的承自重有限，所以需要把地基底部的连墙嵌入得很深，此方式在国际上已被普遍使用。由于中国经济社会的发展和建筑技术的进步，地下连续墙的应用范围也在不断拓展，如今，地下连续墙既可作为地基建设时的挡地建筑围护结构，也可作为拟建工程项目主要结构的侧壁，通过结合有效的总体设计方法，使得其在很好发挥基础功能的同时，还能够很好地抑制软土地层的结构变化等问题的发生[6]。

4 深基坑支护施工技术存在的问题

4.1 施工设计与实际施工不相符

施工中的深地基保护建筑技术设计，关于整体建设工程具有重要的含义，是其在建设施工过程中的重要保障。但是，在具体的深基坑支护施工建筑设计过程中，却常常会发生与深基坑支护施工建筑设计不一致的情形，这就是由于建筑施工单位未能仔细进行深基坑支护施工建筑设计工作的原因，深基坑支护施工建筑设计技术人员如未能根据现场的实际状况，仅依据一部分有关资料便开展深基坑支护施工建筑设计，未能深刻地对施工现场的环境、地质条件等加以勘测，又未能及时去掌握其附近的水文地质环境条件，从而使得深基坑支护施工建筑设计工作与实际的深基坑支护工程建设不一致，由此就可能产生一系列的安全问题。例如，在现实的深基坑支护施工过程中，由于施工者对此所使用的水泥和施工设计参数并不一致，就会造成支撑力度的不足，支护结构极易形成开裂或变形等现象，又或者是由于施工设计方案中未能充分考虑到现实的施工要求，而导致一些深基坑支护施工时无法满足实际施工要求，这些因素都会对深基坑支护施工的安全和稳定性造成危害。此外，在深基坑支护的过程中，有些质量不良的建设单位偷工减料，使用材料无法达到实际的施工条件，还有在深基坑支护施工过程中设计图纸规范不细致，影响施工的品质，这都为之后深基坑支护工程建设留下了隐患[7]。

4.2 边坡修整不规范

深基坑支护施工能够安全顺利进行的先决条件就是要完成路基边坡修补工程，这就是深基坑支护施工技术的基础存在。但是在现场施工时，由于施工单位对于建筑工程的建设速度，单纯追求于提高施工速度，而对于现场施工管理并没有注意，使得实际施工中的坡度修补管理工作并不能很有效地开展，或者由于有些施工单位没有去对坡度加以修补，这样不仅对深基坑保护造成了隐患，还将严重危害整个建筑施工的安全。此外，在深基坑支护施工过程中，由于工作人员没有进行安全检查，没有在意滑坡休整问题会不会给建筑施工安全性造成隐患，且工作人员也没有工程意识，在深基坑支护施工过程中，只一味地求速度，盲目和随意地进行建筑施工造成了深基坑支护施工过程中存在很多问题。不仅对整个正在施工的深基坑支护施工过程造成了巨大的安全风险，而且对整体深基坑的支护施工品质也产生了严重的负面影响。

4.3 土方开挖不合理

深基坑支护施工的最重要部分就是进行深层基础结构工程，而其中的土方挖掘工作在很大程度上也可以影响深基坑支护施工的效率。但是在具体进行的土地挖掘过程中，由于大部分施工单位都缺乏高度重视，也没有将土方施工这项技术含量较低的建筑工作放在同一个层次上，所以，在具体的过程中，对于土方的施工作业经常都会存在着大量矛盾，各个阶段土方施工作业可以随意进行，但是施工队伍之间往往不能做好协调工作，由此导致整体施工中的深基坑支护施工常常无法完成，从而导致了整体的深基坑支护施工过程中会存在延误工期的情况，土方施工作业无序，对整体深基坑支护施工工作造成了安全隐患，也使得整体施工中的深基坑支护施工常常无法正常完成整体施工进度。

5 深地基支护施工技术的应用

5.1 施工设计

施工设计在工程项目的地基与支撑设计阶段具有关键性意义，因此在建筑施工设计阶段，建筑施工者必须对工程开展具体的工程勘察工作，对工程的环境条件与地质条件状况等加以细致勘查，对其水文地质状况也加以勘探，这样工程设计图纸才可以结合实际施工，在以后的实施工程中更具有重要指导意义。在做好建筑方案设计的同时，还必须对实际工地的周围环境加以勘测，特别对周围建筑物的地基做好检查工作，以保证在后期工程建设中不致遭受损失。

5.2 土层描杆施工

在深基坑保护施工的实际施工过程中，要对地下建筑的围护结构全部进行钻井施工，而且在施工中钻进的洞口直径和孔深均要与建筑设计要求相一致。同时注意把洞口形状改为更适合加入纲绞线防拉料的圆柱形，在之后灌注砼时更能合理采用，如此便可与地层稳定融合，从而提高防拉伸效果。通过这些施工方法可以极大提高建筑品质。此外，在对地下建筑围护结构实施钻进作业的时候，还必须重视孔壁、孔深和桩点相互之间的关联，还需要确定其高度，并且在每个钻井完成之后还要清扫孔槽。在对钻机实施安装锚索时，应该严格根据施工条件执行，选择螺线钻杆施工方法，合理地实施其作业，对于锚索材质的选择，应该确保锚杆平滑无锈。

5.3 土钉支护施工

土钉支护措施具有很大的安全效果，可以有效提高深基坑支护结构的安全性和稳定性，在具体的工程实施方案中，针对实际的技术问题选择最合理的方式实施土钉支护措施，其首要目的就是要确保土钉具有一定的拉伸强度，而且具有适当的强度，同时不仅要确保土钉质量和深基坑保护的标准相符合，更要开展现场的检验作业，如对土钉进行拉拔等，唯有如此，才能提高深基坑保护开挖的效率，更要通过科学计算土钉支撑的方法，严格控制水泥比例进行浇筑，提高浇筑效率，以便更合理地进行深基坑边坡保护。

（1）深基坑支撑工程建设的地基体积相当大时，为了确保建筑施工的顺利进行，提高建筑施工的质量，通常要求采取分段、分层、划块进行和对称的方法实施作业，或边开挖边进行施工来保证实施质量的稳定性，同时一边开挖一边进行施工，能够有效地防止因工程地基暴露在空气中时间过长、工程基土易被周围地下水浸润以及受到阳光暴晒等因素造成的地质改变，从而造成建筑土质的不平衡，进而严重影响建筑施工质量。

（2）深基坑支护施工中最关键的组成部分便是怎样处理好深基坑支护的地下水管理问题。传统的对深基坑施工的地下水管理的主要方法有排放和止水2个方法。但在具体的施工过程中使用何种方法来缓解现场的地下水管理问题全部取决于施工过程时建筑现场的地理环境特征。例如在一些海岸地区，其地貌特征主要是由上层的多维碎石等杂土所组成，结构上较为疏松，并与海洋相通，在这种的状况下如果使用泥沙等弱黏性土壤加以填充止水的方法效果上是非常不理想的。由于技术的提高与市场的发展，近年来，国家采取以冲孔桩、素混凝土桩和钢筋混凝土桩为支柱介质，取代了单纯的以泥沙等软体材料作为支柱介质，从而稳定施工，保证工程实施质量等方面取得了很好的效果[8]。

5.4 施工过程中的产品质量检查

实地及时检查开掘过程与土裂内部情况发生的变化，如果发现周围有土壤不容易被挖净或是在开掘后仍有土壤突出的状况，就应该立即果断中止作业。而一旦出现了更重大的突发状况，如在开挖过程中突然发生了土壤开裂的状况，由于土壤开裂是周围土质达到最大承载极限的体现，所以当出现了此类状况，就应该尽快检测周围是否有影响土壤边界平衡的恶劣原因出现，如地下水位有无超高、地下管道是不是有损坏、支护桩有无偏斜，以及支柱是不是有偏斜等问题，并及早、高效地解决。

6 结束语

综上所述，近年来，由于中国建材行业的发展越来越快，对建设工程中地下水基础结构施工要求的日益提高，就必然会使用到深地基的支撑施工技能，其不仅能够提高对地表建筑施工的效率，同时在对各个地下工程施工中，也能够提高进度和建筑品质。由于深基坑式支护施工技术有着很明显的建筑特性，因此只需恰当地掌握好其特性，便可高效提高基础建设工程施工效能，进而保证整体施工的平稳安全，促进整个建材行业的发展。