市政排水管道深基坑开挖支护施工技术分析与研究

摘要：针对市政排水管道深基坑开挖支护施工过程中遇到的各项技术难题，对深基坑支护结构形式及施工工艺进行了系统性分析。从基坑支护结构设计和施工工艺两个方面进行了深入研究，提出了排桩支护、土钉墙支护、地下连续墙支护等多种支护形式的优化方案，通过对某市政排水管道工程实例进行分析，采用钢板桩支护结构配合降水、加固等辅助措施，有效解决了深基坑变形控制难度大、土体稳定性差等施工难题，研究结果表明，采用合理的支护结构形式并优化施工工艺，能够有效控制基坑变形，确保周边建筑物稳定，达到了理想的支护效果。

关键词：市政排水管道；深基坑开挖；支护结构；施工工艺

引言：市政排水管道工程作为城市基础设施建设重要组成部分，其施工过程中深基坑开挖支护技术是工程建设关键环节。随着城市建设规模不断扩大，排水管道埋深逐渐加大，深基坑开挖支护施工难度随之增加，深基坑施工面临着土体稳定性差、地下水丰富、周边建筑物密集等诸多不利因素，对支护结构设计和施工工艺提出了更高要求，基于工程实践经验，对深基坑支护结构形式、施工工艺及工程实例进行系统性分析研究，对于提升深基坑支护施工技术水平具有重要意义。

一、深基坑支护结构形式分析

（一）刚性支护结构

在排水管道深基坑施工过程中，地下连续墙支护结构以及钢筋混凝土灌注桩支护结构已经得到了广泛应用，地下连续墙支护结构采用的是钢筋混凝土浇筑而成的连续挡土墙，通过槽段开挖以及混凝土浇筑等工序完成施工具有较强的抗弯能力和抗渗性能。对于深度超过15米的基坑工程来说，地下连续墙支护结构能够有效控制基坑变形，减少对周边环境的影响，钢筋混凝土灌注桩支护结构则是利用钻孔设备施工成型的现浇桩体，桩径一般在800毫米至1200毫米之间，通过合理布置桩距来确保整体支护效果，在软土地层条件下刚性支护结构表现出优异的承载性能和稳定性，能够承受较大的土压力和水压力，适合作为永久性挡土支护结构使用[1]。

（二）柔性支护结构

在市政排水管道深基坑工程中，钢板桩支护结构和型钢水泥土搅拌墙支护结构属于典型的柔性支护形式，钢板桩支护结构采用的是拉森钢板桩，通过振动锤将钢板桩打入地层中形成连续的支护结构，具有施工速度快且造价相对较低的特点。型钢水泥土搅拌墙支护则是将型钢插入水泥土搅拌桩中形成的复合支护结构，既发挥了型钢的抗弯性能，又利用了水泥土的防渗效果，在地下水位较高的地区柔性支护结构需要配合深井降水或轻型井点降水等措施，通过合理设置支撑体系来增强整体刚度，对于埋深较浅且周边环境条件较好的基坑工程，柔性支护结构能够满足临时支护要求并且具有较好的经济性。

二、深基坑支护施工工艺研究

（一）土方开挖施工工艺

在深基坑土方开挖过程中采用分层开挖并结合分区施工的方式进行施工，开挖深度一般控制在2米至2.5米之间，机械开挖主要选用挖掘机进行作业，同时配备人工配合清理基坑角落以及支撑结构周边的土方。对于深度超过6米的基坑工程，需要设置临时运输通道以及施工平台，便于土方外运以及机械设备进出，基坑开挖过程中应当保持基坑底面的平整度，避免积水对土体强度造成影响，在软土地层条件下基坑开挖需要结合降水措施，确保开挖面的稳定性并且严格控制开挖速度，防止产生较大的土体变形，基坑开挖到位后，及时进行基底处理以及垫层施工，为后续管道安装创造良好的施工条件。

（二）支护结构施工工艺

深基坑支护结构施工采用机械化施工方式，针对不同的支护形式选择合适的施工设备，地下连续墙施工采用液压成槽机进行槽段开挖，通过泥浆护壁来稳定槽壁然后吊装钢筋笼并浇筑混凝土。钢板桩支护结构则采用振动锤进行沉桩，通过导向架来控制桩位偏差确保钢板桩之间的咬合效果，型钢支撑体系安装时，需要调整支撑轴线，保证支撑构件受力均匀并且设置钢垫板来增大支撑端部的受力面积，冠梁以及支撑系统的混凝土浇筑应当采用分段施工方式，混凝土强度达到设计要求后方可进行下道工序施工[2]。

（三）降水与止水施工工艺

市政排水管道深基坑工程通常需要采取有效的降水与止水措施，以控制地下水对施工的影响，在粉土及粘性土地层中采用管井降水方案，沿基坑周边布置深井，井深应超过开挖面以下3至5米，砂性土地层则适合采用轻型井点降水，通过真空泵抽取地下水使基坑周边形成降落漏斗。止水帷幕施工主要采用高压旋喷桩进行加固，通过调整喷射压力以及提升速度来控制桩径确保帷幕的连续性，在降水过程中需要实时监测水位变化情况，并根据监测数据调整抽水量，对于局部渗水点，可采用注浆方式进行堵水处理，注浆材料的选择应考虑止水效果以及环境影响，基坑降水系统的布置要与支护结构形式相协调，确保降水效果。

三、支护结构优化与应用

（一）支护结构设计优化

针对市政排水管道深基坑支护结构的设计优化，主要从结构形式和支撑体系两个方面进行改进，在结构形式方面通过增加地下连续墙的壁厚来提高整体抗弯刚度，并且优化钢筋配置方案以增强结构的承载能力，支撑体系设计采用三道支撑的布置形式，支撑间距根据土压力分布情况进行合理调整，在关键受力部位加设斜支撑来增强结构稳定性。通过合理布置锚杆位置和调整预应力大小来优化受力性能，在冠梁结构设计方面采用变截面形式并增加配筋率，有效提升了结构的整体性能。

（二）施工工艺改进措施

在深基坑支护施工工艺改进过程中采用新型的机械设备和材料工艺来提升施工效率，地下连续墙施工采用液压抓斗成槽设备，配备测斜仪实时监控成槽垂直度，有效控制了地下连续墙的施工精度。钢板桩支护结构施工采用静力压桩技术，减少了振动对周边环境的影响并且提高了桩体的密贴程度，支撑系统安装采用整体吊装技术，通过工厂预制支撑构件并现场拼装大幅提升了施工效率，在混凝土浇筑工艺上，采用自密实混凝土替代传统混凝土，避免了振捣过程对支护结构的扰动，降水井施工采用反循环钻机，通过调整钻进参数来提高成井质量并且在井管安装时采用新型止水材料，有效解决了井壁漏水问题[3]。

（三）工程实例分析

某城市排水管道工程基坑深度为12米，周边环境复杂，地下水位较高，经过综合分析，采用地下连续墙加内支撑的支护方案，地下连续墙厚度800毫米，墙体配筋率为1.2%，内支撑采用φ609钢管支撑，间距4米。施工过程中，通过优化的液压抓斗成槽工艺地下连续墙垂直度偏差控制在1/300以内，接头漏水现象得到有效控制，降水方案采用管井降水并结合轻型井点，通过实时监测调整水位确保基坑开挖面的稳定性，支撑系统采用分段预制并整体吊装的方式，缩短了施工工期，通过现场监测数据显示基坑周边建筑物沉降值控制在15毫米以内，支护结构水平位移最大值为28毫米，各项技术指标均满足设计要求，取得了良好的工程效果。

结语

通过对市政排水管道深基坑开挖支护施工技术进行系统性研究，深入分析了不同支护结构形式的适用条件和施工工艺要点，研究发现，深基坑支护结构选型应综合考虑地质条件、周边环境、施工工期等多重因素，采用合理的支护形式并优化施工工艺，能够有效控制基坑变形，确保施工过程稳定可靠，在实际工程应用中通过采取有针对性的支护结构优化设计和施工工艺改进措施，取得了良好的支护效果，为同类工程施工提供了有益借鉴。

参考文献

[1]于来宾. 市政工程施工中深基坑开挖支护关键技术 [J]. 城市建设理论研究（电子版）， 2024， （03）： 208-210.

[2]瞿强. 市政工程施工深基坑开挖支护关键技术应用 [J]. 城市建设理论研究（电子版）， 2023， （35）： 214-216.

[3]林伟. 市政工程施工中深基坑开挖支护关键技术 [J]. 工程建设与设计， 2023， （09）： 238-240.