市政工程深基坑支护施工关键技术研究

张辉灶

广州盾建建设有限公司 广东 广州 510000

市政工程是城市建设的重要组成部分，包括城市交通、供水、排水、供电、通讯等公共设施的建设和维护。在市政工程建设中，基坑支护是一个重要的工程技术问题，其目的是在保证基坑周围建筑物和地下设施安全的前提下，完成基坑的开挖和土方的运输等施工作业。随着城市化进程的加快，市政工程基坑的深度和规模越来越大，基坑支护技术也在不断地发展和改进。本文旨在研究市政工程深基坑支护施工的关键技术，通过分析和比较各种支护技术的适用范围、优缺点及施工注意事项，为市政工程深基坑支护施工提供技术参考，提高基坑支护施工的质量和效率，减少事故发生的可能性，保障城市建设的安全和稳定。

1 深基坑支护技术概述

基坑支护是指在建筑工程中，为了在开挖土方时保护周围建筑物和地下设施安全而采取的一系列支护措施。基坑支护是建筑工程中的一项重要工作，其施工质量和安全性直接影响到工程的质量和安全性[1]。按照深度的不同，基坑支护可以分为浅基坑支护和深基坑支护。浅基坑支护是指基坑深度在3米以内的支护，通常采用简单的支撑和挡土墙来实现。深基坑支护是指基坑深度在3米以上的支护，通常需要采用复杂的支护结构和施工工艺来实现。深基坑支护一般涉及到地下管线、地铁等地下设施的保护，其施工难度和风险较大，需要精细的设计和施工组织。工程造价方面，深基坑支护施工的工程造价一般比较高，主要原因是需要采用复杂的支护结构和施工工艺来实现，同时还要考虑周围地下设施的保护，施工难度和风险较大。因此，在深基坑支护施工中，需要采取相应的工程造价措施，合理控制工程造价。

2 基坑开挖前期准备

2.1 基坑周边环境调查

基坑周边环境调查目的是为了了解基坑周边的地质、地貌、水文地质、地下水位等情况，为后续的基坑支撑体系设计提供基础数据和依据。在进行基坑周边环境调查时，需要综合考虑地质、水文、气象、地形、人文等因素，对基坑周边进行详细的调查和分析，以了解周边环境对基坑支护工程的影响。在具体实施基坑周边环境调查时，应遵循科学规范，采用现代化技术手段进行数据采集和分析，如地质勘探、遥感技术、GIS技术等。其中，地质勘探是基坑周边环境调查中的重要方法，通过现场钻探、岩芯分析等手段，获取地质资料，了解岩土层厚度、性质、结构等情况，为支护体系设计提供参考。此外，遥感技术和GIS技术的应用可以更加全面、精确地了解基坑周边的地貌、水文地质、地下水位等情况，从而为后续的基坑支护施工提供更为科学的基础数据和依据。

2.2 地质勘探

地质勘探是指对基坑周边区域的地质、地貌、岩土结构等进行实地勘探和分析，以获取基坑开挖过程中所涉及到的地质信息和岩土工程特性数据[2]。在进行地质勘探时，通常需要采用多种勘探技术和方法，如岩芯钻探、地质雷达探测、地震勘探、电法勘探等。其中，岩芯钻探是比较常用的勘探技术之一，通过钻探取样，获取地层厚度、性质、结构、应力等岩土工程参数，为基坑支撑体系设计提供基础数据。同时，地质雷达探测、地震勘探、电法勘探等技术也可以在地质勘探中得到应用，以更好地了解地下情况。通过地质勘探，可以全面、准确地了解基坑周边地质情况，预测可能存在的岩土工程问题，如土层变形、塌陷等。

2.3 活动影响评价

活动影响评价是指对基坑支护施工对周边环境、人口、设施等方面可能产生的影响进行评估和预测，以便采取合适的措施来减轻和消除这些影响。在进行活动影响评价时，需要考虑到基坑支护施工可能引起的土体变形、地面沉降、建筑物损坏、噪声、震动等问题，评估这些问题对周边环境、人口、设施等的影响程度和范围，以制定合适的管理和控制措施。进行活动影响评价采用多种技术和方法，如地质监测、工程监测、物理模拟等。其中，地质监测是比较常用的方法之一，通过对周边环境进行连续、动态的监测和分析，及时掌握地下水位、土体变形、地面沉降等数据，为活动影响评价提供数据支撑。同时，工程监测和物理模拟等技术也可以在活动影响评价中得到应用，以更好地预测和评估基坑支护施工可能产生的影响。通过活动影响评价，可以全面、准确地了解基坑支护施工对周边环境、人口、设施等方面可能产生的影响，采取合适的措施来减轻和消除这些影响，保证施工过程的安全和稳定。

2.4 基坑支撑体系设计

基坑支撑体系是为了保证基坑的稳定性和安全性，通过对周围土体进行支撑和加固，防止基坑变形、塌陷等问题。在进行基坑支撑体系设计时，需要综合考虑地质、地形、水文地质、工程要求等因素，根据实际情况选择合适的支撑结构和材料。常用的基坑支撑结构包括预应力锚杆支护技术、钢板桩技术、土钉墙技术、深层搅拌桩支护技术、排桩支护技术等。在选择支撑结构时，需要综合考虑地质条件、基坑深度、承载能力、稳定性等因素，并进行相应的计算和分析。此外，支撑材料的选择也非常重要，不同材料的强度、耐久性、施工难度等因素都需要考虑，以确保支撑体系的牢固和持久性。在进行基坑支撑体系设计时，需要采用现代化的设计手段和技术，如CAD、3D模型等，以方便对设计方案进行可视化、多角度分析和优化。同时，还需要对设计方案进行全面的安全性评估，对可能存在的风险和问题进行充分考虑和预防，以保障施工的安全和稳定。

3 深基坑支护施工技术

3.1 预应力锚杆支护技术

预应力锚杆支护通过预先在土体内埋设锚杆，并对锚杆进行张拉预应力，使锚杆与土体之间形成紧密的摩擦力，起到加固土体的作用，从而保证基坑的稳定性和安全性[3]。预应力锚杆支护在基坑周边挖掘出锚孔，然后在锚孔内埋设锚杆，并固定锚杆的底部，随后施加预应力，拉紧锚杆，使之与土体形成摩擦力，增加土体的承载力和稳定性。最后用注浆等方法对锚孔和周边土体进行加固和加密，保证基坑的稳定性和安全性。预应力锚杆支护技术具有支撑力度大、施工周期短、耐久性好等优点，是深基坑支护中的一种重要技术。然而，该技术也存在一些缺点，如施工难度较大、对施工工人技术要求高等问题。

3.2 钢板桩技术

钢板桩技术基本原理是将钢板桩钉入土体中，形成支撑结构，从而保证基坑的稳定性和安全性。钢板桩技术要在基坑周边挖掘出桩孔，并将钢板桩钉入桩孔中，直至到达预定深度。随后，通过连接器将钢板桩连接成一个整体支撑结构，形成一个封闭的钢板桩墙，以防止土体坍塌。最后用注浆等方法对桩孔和周边土体进行加固和加密，保证基坑的稳定性和安全性。钢板桩技术具有支撑力度大、施工周期短、适应性强等优点，是深基坑支护中的一种重要技术。然而，该技术也存在一些缺点，如支撑结构强度和稳定性难以保证、施工过程中易受现场环境和施工工艺等因素影响等问题。

3.3 土钉墙技术

土钉墙技术是通过在土体中钉入钢筋或钢索，并与土体形成摩擦力，从而形成一个具有一定抗拉能力的支撑结构，保证基坑的稳定性和安全性。土钉墙技术的具体施工步骤为：首先在基坑周边钻掘孔洞，然后将钢筋或钢索钉入孔洞中，并将其固定在土体中，随后在钢筋或钢索上施加预应力，形成一定的抗拉能力。最后，将土壤用水泥浆等材料填充密实，使钢筋或钢索与土体之间形成紧密的结合，形成一个整体的支撑结构。土钉墙技术具有支撑力度大、施工周期短、适应性强等优点，是深基坑支护中的一种重要技术[4]。然而，该技术也存在一些缺点，如土钉长期受力易产生疲劳、对土壤的强度和稳定性要求高等问题。

3.4 深层搅拌桩支护技术

深层搅拌桩基本原理是通过将水泥和土壤混合后钻入土体中，形成具有一定承载能力和稳定性的支撑结构，从而保证基坑的稳定性和安全性。在施工时，首先在基坑周边钻掘孔洞，然后将水泥和土壤混合并钻入孔洞中，形成搅拌桩。随后，通过钻机将搅拌桩旋转至设计深度，并逐层打入土壤中，形成一个整体的支撑结构。最后，对搅拌桩和周边土体进行加固和加密，保证基坑的稳定性和安全性。深层搅拌桩支护技术具有支撑力度大、施工周期短、适应性强等优点，是深基坑支护中的一种重要技术。然而，该技术也存在一些缺点，如对施工人员技术要求高、土壤水分控制难度大等问题。

图1 搅拌桩支护施工

3.5 排桩支护技术

排桩支护技术通过在土体中钻孔并灌注混凝土，形成钢筋混凝土排桩支撑结构，从而保证基坑的稳定性和安全性。排桩支护技术的具体施工步骤为：首先在基坑周边钻掘孔洞，并将钢筋或钢管安装在孔洞中。随后，将混凝土灌注至孔洞中，使其充实孔洞，并与钢筋或钢管形成一个整体的支撑结构。最后，对排桩和周边土体进行加固和加密，保证基坑的稳定性和安全性。排桩支护技术具有支撑力度大、稳定性好等优点，是深基坑支护中的一种重要技术。然而，该技术也存在一些缺点，如施工难度较大、排桩长度受限制等问题。

3.6 地下连续桩支护技术分析

地下连续桩支护是在土体中钻孔并灌注混凝土，形成钢筋混凝土地下连续桩支撑结构，从而保证基坑的稳定性和安全性[5]。地下连续桩支护时，首先在基坑周边钻掘孔洞，并将钢筋或钢管安装在孔洞中。随后，将混凝土灌注至孔洞中，形成地下连续桩支撑结构。最后，对地下连续桩和周边土体进行加固和加密，保证基坑的稳定性和安全性。地下连续桩支护技术具有支撑力度大、稳定性好等优点，是深基坑支护中的一种重要技术。然而，该技术也存在一些缺点，如施工难度较大、地下连续桩长度受限制等问题。

4 深基坑支护工程施工管理

4.1 施工组织设计

施工组织设计应包括工程目标、施工方案、施工组织机构、人员配置、施工设备配置、安全管理和质量控制等方面的内容。其中，施工方案是施工组织设计的核心，应结合具体工程的实际情况，对施工工艺、材料和设备进行综合考虑和确定，保证施工过程中的安全性和质量。在深基坑支护工程的施工组织设计中，应根据工程的实际情况制定详细的施工方案，并结合施工过程中的实际情况进行调整和完善。同时，应对施工人员进行培训和管理，确保施工人员具备必要的专业技能和安全意识。此外，还应对施工设备进行合理配置和使用，保证施工过程的高效性和安全性。

4.2 施工进度管理

施工进度管理应包括施工计划的制定和实施、进度监测和分析、进度调整和优化等方面的内容。其中，施工计划的制定和实施是施工进度管理的核心，应根据工程的实际情况和需求制定详细的施工计划，并严格按照计划进行施工。在深基坑支护工程的施工进度管理中，应根据施工计划制定相应的进度监测和分析方案，及时掌握工程进度情况，分析进度偏差原因，并采取相应的措施进行调整和优化。同时，还应建立健全的进度管理制度和相应的考核机制，对工程进度进行有效监管和控制。

4.3 施工质量控制

施工质量控制应包括施工质量目标的确定、质量管理制度的建立、施工质量检测和评估等方面的内容。其中，质量管理制度的建立是施工质量控制的核心，应根据工程的实际情况制定相应的质量管理制度，包括施工过程中的各项质量控制措施和评估标准[6]。在深基坑支护工程的施工质量控制中，应建立健全的质量检测和评估机制，对施工过程中的各项质量进行检测和评估，及时发现和解决问题。同时，还应加强施工人员的质量意识培养和管理，确保施工人员具备必要的专业技能和质量意识。

4.4 施工安全管理

施工安全管理应包括施工安全目标的确定、安全管理制度的建立、安全教育和培训、安全检查和评估等方面的内容。其中，安全管理制度的建立是施工安全管理的核心，应根据工程的实际情况制定相应的安全管理制度，包括施工过程中的各项安全控制措施和评估标准。在深基坑支护工程的施工安全管理中，应加强安全教育和培训，确保施工人员具备必要的安全意识和技能。同时，还应定期进行安全检查和评估，及时发现和解决安全隐患。对于施工过程中出现的安全事故和问题，应及时进行调查和处理，并采取相应的措施避免类似事故的再次发生。

5 结语

本文对市政工程深基坑支护施工中的关键技术进行了研究，包括预应力锚杆支护技术、钢板桩技术、土钉墙技术、深层搅拌桩支护技术、排桩支护技术、地下连续桩支护技术等。通过对各种支护技术的原理、应用、优缺点分析以及改进措施的总结，本研究对市政工程深基坑支护施工提出了一些有价值的参考意见。在实际施工中，应根据具体工程情况选择合适的支护技术，并针对各种技术存在的问题提出改进措施，如预应力锚杆应注意杆体抗拉强度的检测、土钉墙应加强钢丝绳的防腐措施、深层搅拌桩应注意拌合时间等。