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Science and Technology

浅谈土建基础施工中深基坑支护技术

作者

许新波

身份证号码:372926198708173930

引言​

在土建基础施工中,深基坑工程安全至关重要,而深基坑支护技术是保障其安全的关键。随着建筑向地下空间发展,深基坑深度和复杂度增加,对支护技术要求更高。当前该技术应用存在不少问题,影响施工安全与周边环境。

一、土建基础施工中深基坑支护技术相关概述

1.1 深基坑支护技术的内涵与作用

深基坑支护技术是土建基础施工中,为保障基坑开挖与地下结构施工安全,通过构建临时支护结构控制基坑周边土体变形的技术体系。其核心是利用支护结构的刚度与强度平衡土体压力,防止基坑边坡坍塌、坑底隆起及周边地层沉降。该技术不仅能为基坑内部作业创造安全空间,避免开挖过程中因土体失稳引发安全事故,减少施工对周边环境的扰动,是连接基坑开挖与后续基础施工的关键保障环节。

1.2 深基坑支护技术的基本要求

深基坑支护技术需满足安全性、稳定性与经济性三大基本要求。安全性要求支护结构能承受开挖过程中的土体压力、地下水压力等荷载,确保自身及周边环境不发生坍塌、沉降等风险。稳定性体现在支护体系在施工全过程保持结构完整,变形量控制在允许范围内,避免因过度变形导致结构开裂或功能失效。经济性要求在满足安全与稳定的前提下,结合工程实际选择性价比适宜的支护方案,同时兼顾施工便捷性以缩短工期。

1.3 深基坑支护技术的适用场景

深基坑支护技术的适用场景需结合地质条件、基坑深度及周边环境确定。在软土、砂土等易坍塌地层中,需采用刚度较大的支护形式,如地下连续墙,增强对土体的约束能力。在粘性土等稳定性较好的地层,可选用土钉墙等相对轻便的支护技术。对于深度超过一定范围的深基坑,需采用排桩与锚杆组合支护,平衡更大的土体压力。浅基坑则可简化支护形式。若基坑周边存在建筑物、管线等敏感设施,需采用对地层扰动小的支护技术,如钢板桩结合止水帷幕,减少沉降对周边设施的影响;空旷场地可选择施工效率更高的支护方案。

二、土建基础施工中深基坑支护现存问题

2.1 地质勘察不足导致的支护设计问题

地质勘察不足会直接影响支护设计的合理性。部分项目为缩短前期周期,简化勘察流程,仅在基坑周边布设少量勘察点,难以全面掌握土层分布、地下水埋深等关键信息。若实际地层中存在未探明的软土层或承压水层,按常规地质条件设计的支护结构会因承载力不足出现变形。勘察数据未考虑地层动态变化,如雨季地下水上升对土体稳定性的影响,迫使支护方案临时调整,既影响施工进度又埋下安全隐患。

2.2 支护结构施工质量把控问题

支护结构施工质量问题集中在材料管控与工艺执行两个层面。材料方面,部分进场的钢筋、钢板等未达设计强度标准,或止水帷幕使用的水泥浆配比偏差,导致支护结构承载力不足、防渗性能下降。工艺层面,排桩施工时未严格控制成孔垂直度,桩体出现倾斜影响整体受力。土钉墙注浆时未饱满填充,形成空洞削弱锚固力。施工过程中缺乏实时质量检查,需返工修复才能继续施工。

2.3 支护体系监测不到位问题

支护体系监测不到位会延误风险处置时机。部分项目未建立完善的监测体系,仅依赖人工定期观察,难以捕捉基坑变形的细微变化。监测点布设不合理,如周边建筑物沉降监测点数量不足,无法全面反映施工影响。监测数据未及时分析反馈,即使发现支护结构位移超标,也因缺乏预警机制未能及时采取加固措施,导致变形持续扩大。

2.4 周边环境影响应对不足问题

缺乏对周边环境的影响处理不当导致施工纠葛。施工准备阶段对施工范围内周边建筑物、地下管线的现状及检查不力,对老旧建筑基础形式、管线材质不熟悉,支护开挖后土体下沉导致管线漏水或建筑物裂开。缺乏有针对性的应对措施,比如对于基坑边与之距离较近的高压线塔未做有针对性的专项支护加固措施,施工时仅仅设置了一些常规防护措施,难于阻挡施工振动的影响。缺乏对周边环境的应急联动工作机制,一旦发生管线渗漏等突发情况,不能及时联系并协调相关的单位迅速处理,造成影响范围扩大。

三、土建基础施工中常用深基坑支护技术

3.1 排桩支护技术

排桩支护通过在基坑周围进行钢筋混凝土灌注桩的施打来达到基坑支护的目的,其钻孔的孔距以土体的侧压力为依据,为防止出现渗漏,在其周围可以设置高压旋喷桩或者搅拌桩作为止水帷幕。钻孔时在基坑的周边将支护桩进行施打,然后利用钻孔钻入基坑,成孔后安装钢筋笼,再进行混凝土的浇筑,待支护桩强度达到设计强度要求时再开挖基坑,通过此种方法支护刚度大,能够抵挡深层土的压力,适用于各种软土地基及砂土等地基。其施工过程中也容易出现孔位的倾斜问题,控制钻孔的垂直度是关键,容易出现单个支护桩受力过大而引起的变形。桩顶之间的冠梁连接排桩,提高了整体结构的刚度。

3.2 土钉墙支护技术

土钉墙支护是边坡开挖后边坡土钉注浆并与喷射混凝土面层共同作用的支护模式。土钉墙的施工顺序为分级分层边坡开挖后钻孔造孔植入土钉、灌浆锚固、挂钢筋网、喷射混凝土。土钉与边坡土体通过注浆的手段实现其粘接锚固的作用,通过土钉墙的注浆抗剪强度,将边坡土体土压力传给基坑稳定的地层,喷射混凝土面层防止坡面的渗水,防止坡面泥浆、水土的流失。土钉墙法施工方便、经济,在黏性土等易治理地质状况下施工。在施工中应注意土钉的设置间距,土钉钻孔角度的设置,土钉浆液要饱满,面层混凝土要做好分层,不能一次施工,避免一次性喷射混凝土,因面层混凝土收缩造成面层裂缝产生。

3.3 钢板桩支护技术

钢板桩支护技术使用钢板桩,该钢板桩为热轧型钢的钢板桩,利用打桩机将其一块一块打入地层中形成连续的防渗墙,钢板桩之间通过锁口的方式相互连接,钢板桩既起到支护作用又能止水,且打桩以后可以回收再利用。其施工速度快,并适宜于开挖深度适中的基坑和抢险工程中。打桩前需整平场地检查钢板桩锁口的完好度,打桩时控制垂直度,避免锁口错位影响止水效果,对硬土层采用打引孔辅助打桩,减少钢板桩变形。

3.4 地下连续墙支护技术

地下连续墙支撑的基坑开挖原理是在地下以特殊的机器挖掘钢筋混凝土墙,墙厚度比较宽、整体性好,在保证墙体支护、防渗的同时兼有承重的作用。这种支撑方式先挖导沟、建导墙,再使用抓斗或钻机将地基中的地层挖掘出来,然后把相邻地层槽段连接起来,通过接头管连通,将挖出来地层浇筑成连续墙壁。这种方法的优点是基坑深入,施工周边的环境复杂。所以,这种方式可控制地面沉陷性,以免影响周围建筑。对槽段和挖好的地基垂直度以及泥浆护壁要求比较严格,以防槽壁塌陷。

结语

深基坑支护技术对土建基础施工安全至关重要。虽当前应用存在地质勘察、施工质量等问题,但通过采用合适技术及提升建议可改善。结合实际持续优化技术,加强质量与监测管理。其相关经验为工程实践提供参考,助力土建基础施工安全高效开展,推动建筑行业发展。

参考文献:

[1] 陈舒智 . 深基坑支护施工技术在土建施工中的应用探究 [J]. 散装水泥 ,2024,(06):116-118.

[2] 杨琳 , 马佳彪 , 宋占涛 , 等 . 岩土工程基础施工中深基坑支护施工技术研究 [J]. 西部探矿工程 ,2024,36(12):25-27+31.