土建基础施工中深基坑支护施工技术分析

王明辉，刘雪成，唐飞宇

（中国建筑第七工程局有限公司，河南 郑州 450000）

随着城市化发展和人口的增长，越来越多的高层建筑、大型工程和基础设施建设需要进行土建基础施工。而在土建基础施工中，深基坑作为一种重要的工程形式，具有良好的承载能力与稳定性，被广泛应用于地铁、商业综合体等大型建筑项目中。然而，随着基坑深度、规模的不断增大，基坑支护施工技术也面临了越来越严峻的挑战。因此，针对深基坑支护施工技术进行研究已经成为一个备受关注的问题。

1 深基坑支护施工技术总流程

1.1 支护结构设计

深基坑开挖会对周围土体产生较大的变形和应力，进而影响周围建筑物和地下管线的安全。为此，在深基坑施工前需要进行支护结构设计，确定合理的支护方式和使用材料，以确保支护结构的稳定性和可靠性。

1.2 适当选择支护材料

深基坑支护材料的选择决定了支护效果的好坏。常见的支护材料有砼、钢材、玻璃钢等。不同的材料有着各自的特点以及优缺点，根据实际情况进行合理选择，能够最大程度地发挥支护材料的优势，从而保证施工效果。

1.3 安全监测系统

深基坑支护施工期间需要进行安全监测，及时掌握基坑周围土体、支护结构的变形和应力情况，以便及时调整施工方案。安全监测系统包括地下水位、沉降观测站、支撑应力监测等设备。

1.4 施工方案优化

深基坑支护施工需要制定合理的施工方案，通过对开挖方式、支护结构、支护材料等方面的优化，以最小化对周围环境和建筑物的影响，并保证施工效率。

2 深基坑支护施工具体流程

2.1 工程简介

为方面介绍，这里以余政工出[2022]10 号地块年产1 000 万支营养棒等产品项目为例，该项目所在地持力层为中风化泥质粉砂岩，该土壤结构强度高，工程力学性质好，埋深及厚度均较大。地下土层分为8 个工程地质层，细分为19 个工程地质亚层。④1-1粘土、④1-2 粉质粘土、⑤1 粉质粘土、⑥1 粘土、⑥3-1 粉砂、⑥3-2 砾砂及⑦2-2 圆砾或单独或联合作为预应力管桩桩端持力层；⑦2-2 圆砾、⑩2 强风化泥质粉砂岩或⑩3 中风化泥质粉砂岩强度高，工程力学性能良好，均可作为钻孔灌注桩的桩端持力层。

2.2 HC 工法桩

本工程基坑围护西南角及东侧，选择HC 工法桩结合两道钢筋砼支撑支护结构。HC 工法桩结合两道钢筋砼支撑是一种常用的地下结构支护方式，具有施工周期短、成本低、对环境污染小等优点，在市政、建筑、交通等领域得到了广泛应用。

2.2.1 前期准备

（1）现场勘探：在施工前，相关工作人员使用专业设备进行现场勘探，包括地质勘探、地下管线勘探等，以便确定施工方案和避免事故发生。

（2）设计方案：根据勘探结果，设计专家会制定出最佳的施工方案，包括桩长、H 型钢规格型号、拉森钢板桩规格型号、支撑深度等参数，同时还需要制定好安全预防措施和应急预案。

（3）材料准备：准备好所需的材料，包括H 型钢、拉森钢板桩、打桩机械等（详见表1）。

表1 该项目HC 工法桩材料规格及型号

2.2.2 施工步骤

（1）HC 工法桩采用拉森Ⅳ钢板桩，小企口施工钢板桩长度为15.0 m。这意味着在HC 工法桩的施工过程中，使用了拉森Ⅳ钢板桩，这种型号的钢板桩被认为是最适合工程项目的一种，长度为15.0 m，这是由于工程项目的需要而设计的。

（2）HC 工法桩插入型钢采用700 mm×300 mm×13 mm×24 mm，H 型钢穿过压顶梁，并高出压顶梁项面500 mm。这里提到的700 mm×300 mm×13 mm×24 mm 指的是型钢的规格，高度尺寸700 mm，翼面宽300 mm，腹板厚度13 mm，翼面厚度24 mm。H 型钢被用来穿过压顶梁，并高出压顶梁项面500 mm，以便支持整个结构的稳定性。

（3）HC 工法桩型钢空隙采用小企口拉森钢板桩连接。在HC 法桩的施工过程中，型钢空隙将使用小企口拉森钢板桩进行连接。这种连接方式可以提供更好的连接强度和稳定性，从而确保整个结构的安全。

（4）HC 工法桩应采用专用机械施工，采用引孔配合微扰动施工工艺，严禁采用振动、锤击成桩工艺，平面允许偏差为±20 mm，标高误差不大于100 mm。HC 法桩的施工需要采用专用机械，并使用引孔配合微扰动施工工艺。在施工过程中，严禁采用振动、锤击成桩工艺。此外，在平面方向上，允许的偏差为±20 mm，在高度方向上，标高误差不得超过100 mm。

（5）拉森钢板桩必须控制好下沉速度，钢板桩下沉速度一般为1 m/min。在HC 工法桩的施工过程中，必须控制好拉森钢板桩的下沉速度，一般情况下，下沉速度为1 m/min。

（6）拉森钢板桩和型钢要确保平整度和垂直度，不允许有扭曲现象，插入时要保证垂直度。插入H 型钢时，若有接头应保证接头的抗弯、抗剪及抗拉的等强度，接头应位于开挖面上下2 m 范围外且邻两根钢板桩接头应错开1 m 以上。在HC 工法桩的施工过程中，必须确保拉森钢板桩和型钢的平整度和垂直度，并且不允许有任何扭曲现象。插入H 型钢时，如果存在接头，则必须确保接头具有抗弯、抗剪和抗拉的等强度，并且应该位于开挖面上下2 m 范围之外。此外，相邻的两根钢板桩接头应错开1 m 以上。

（7）型钢出厂前对小企口焊接完整。所有焊缝应连续满焊，焊缝高度为8 mm。焊接接头不超过1 个，焊接头的位置不得设在支撑位置或开挖面附近等型钢受力较大处。施工前应对型钢进行探伤检测，以确保其完整性和稳定性。

（8）HC 工法桩需待基坑肥槽回填压实后回收，采用静拔工艺，先回收H 型钢桩，后拔除拉森钢板桩，最后应及时注水泥浆填充型钢拔除后的空隙。在HC工法桩施工完成后，需要等待基坑肥槽回填并压实后，才能进行回收。这个过程使用静拔工艺，首先要回收H 型钢桩，然后再拔除拉森钢板桩，最后应及时注入水泥浆来填充型钢拔除后留下的空隙。

（9）HC 工法桩在正式施工前应进行试成桩，并检测桩体完整性、桩体深度及强度，评估围护桩施工对周边道路及建筑的影响，确定无振动施工工艺做好相关试桩记录，经各方确认试成桩合格后方可进行正式施工。在开始HC 工法桩的正式施工之前，应进行试成桩，并检测桩体完整性、深度和强度。此外，还需要评估围护桩施工对周边道路和建筑的影响，并确定无振动施工工艺。在试成桩过程中，必须做好相关记录，并经各方确认试成桩合格后，才能进行正式施工。

2.3 PC 工法桩

（1）PC 工法组合钢管桩是一种常用的地基处理方法，采用直径为820 mm、壁厚为14 mm 的螺旋焊管和Q345 钢制成钢管，中间插拉森Ⅳ型钢板柱。这种结构可以有效增加土体的承载力和抗侧力能力（如图1 所示）。

图1 PC 工法桩组合方式

（2）在施工过程中，三支点桩基底盘应保持水平，平面允许偏差为±20 mm，柱导向垂直度偏差不应大于1/250，桩径偏差不大于10 mm，标高误差不大于100 mm。这些要求有助于确保钢管桩的稳定性和承载能力。

（3）PC 工法组合钢管桩采用小企口拉森钢板桩连接钢管桩和拉森桩，起吊和打拔施工时应确保自安全。这个要求意味着在起吊和打拔时需要采取必要的安全措施，以避免人员伤害和设备损坏。

（4）PC 工法组合钢管桩的下沉速度必须得到控制，钢管桩下沉速度一般为1 m/min。必要时可采用水刀引孔打设，具体参数应结合观场试桩确认。该要求是为了确保钢管桩的垂直度和平整度，避免因下沉速度过快引起桩身变形和损坏。

（5）PC 工法组合钢管桩的插入过程中，要确保平整度和垂直度，并且不允许有扭曲现象。插入时要保证钢管的垂直度。如果钢管有接头，则应保证接头的抗弯、抗剪及抗拉等强度，并将接头位于开挖面以下1 m，邻两根钢管接头应错2 m 以上。这些要求有助于确保钢管桩在施工过程中的稳定性和承载能力。

（6）焊接接桩应采用坡口焊等强焊接，严禁现场焊接。对接焊缝的坡口形式和要求应符合现行业标准《建筑钢结构焊接技术规程》（GB50661-2011）的有关规定，焊缝质量等级不应低于Ⅱ级。焊缝应进行现场探伤检测，检测数量不少于20%。这些要求有助于确保钢管桩和拉森钢板桩的连接牢固，保证整个结构的稳定性和承载能力。

（7）单根钢管桩中焊接头不超过1 个，焊接头的位置不得设在支撑位置或开挖面附近等型钢受力较大处。这个要求是为了确保钢管桩在施工过程中不会出现变形或损坏。

（8）PC 工法组合钢管桩采用免共振锤施工，严禁采用普通机械手振动、锤击成桩工艺，可采用引孔配合静压、中掘等成桩工艺。工法桩在正式施工前应进行试成桩，并检测桩体完整性、桩体深度及强度，评估围护桩施工对周边环境影响，确定施工工艺做好相关试桩记录，经各方确认试成桩合格后方可进行正式施工。这些要求有助于确保钢管桩的安全性和稳定性，在施工过程中不会对周边环境造成不必要的影响。

（9）在地下室外墙施工完毕并达到设计强度后，回填砂分层夯实回填至相应标高并跳拔回收钢板桩和钢管桩，先拔出钢板桩，再跳拔出钢管桩。最后必要时采用灌浆或注桨等填实围护桩桩体内的空隙。这个要求是为了确保完成施工后的钢管桩的安全回收，并且填实围护桩桩体内的空隙，以增加整个结构的稳定性和承载能力。

（10）建议施工顺序：先施工工程桩，再施工钢管桩和拉森钢板桩。这个建议是基于施工经验得出的，可以有效避免因施工顺序不当带来的施工难度和问题，从而提高施工效率和质量。

3 结语

土建基础施工中深基坑支护施工技术研究是一个不断探索与创新的过程。在现代城市化进程中，越来越多的高层建筑和地下工程需要开挖深基坑，因此深基坑支护施工技术的研究和应用具有重要的意义。随着科学技术的不断发展，深基坑支护施工技术也会不断更新和完善，更加适应新的工程环境，并提高支护施工效率和质量。