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土木工程房屋建设中的深基坑支护技术应用探讨

作者

曾毅

汉滨区招投标服务中心 725000

引言:

随着城市土地资源的日益紧张,高层建筑和地下空间的开发需求显著增加,深基坑工程在房屋建设中的地位愈发重要,深基坑施工面临地质条件复杂、周边环境敏感、施工风险高等挑战,支护技术的选择与设计成为工程成败的关键因素。通过大量研究,形成了多种支护形式,如地下连续墙、排桩支护、土钉墙等,但在实际应用中仍存在技术适应性、成本控制及环境影响等问题。深入研究深基坑支护技术的优化与创新,对于提高工程质量、降低施工风险具有重要意义,也是当前土木工程领域亟待解决的重要课题。

1. 采用排桩支护技术,确保深基坑边坡稳定性

深基坑支护技术是确保施工安全与周边环境稳定的关键环节,排桩支护技术作为一种常见的支护方式,通过在地层中设置钢筋混凝土桩或钢板桩,形成连续的挡土结构,有效抵抗基坑侧向土压力,从而保障深基坑边坡的稳定性。该技术适用于土层条件复杂或周边环境敏感的工程场景,其核心优势在于施工灵活性强,能够根据地质勘察结果调整桩间距、桩径及嵌固深度,以适应不同土质和荷载要求 [1]。排桩支护可与锚杆、内支撑等辅助结构协同作用,进一步优化受力性能,例如在软土地区,通过增设预应力锚杆可显著减少桩身位移,而在狭窄施工场地内,采用环形内支撑则能节约空间并提升整体刚度。

排桩支护技术的施工质量直接影响深基坑工程的安全性与经济性,成桩工艺的选择尤为关键,钻孔灌注桩适用于大多数地层,但其泥浆护壁可能污染环境,而静压预制桩虽效率高,却不适用于硬质岩层。施工过程中需严格控制桩体垂直度与混凝土浇筑质量,确保桩间土体不发生流失,信息化监测技术的引入可实时反馈支护结构变形与土体应力变化,为潜在风险提供预警。

2. 应用地下连续墙支护,控制深基坑周边土体变形

地下连续墙支护技术通过分段开挖槽段并浇筑钢筋混凝土,形成一道连续的地下挡土结构,不仅能承受较大的侧向土压力,还能有效阻隔地下水渗透,适用于深度大、周边环境敏感的基坑工程。地下连续墙的施工通常采用液压抓斗或铣槽机成槽,并在槽内放置钢筋笼后浇筑混凝土,形成兼具支护与防渗功能的墙体。其核心优势在于墙体刚度大、变形小,能够显著减少基坑开挖对邻近建筑物和地下管线的影响,例如在高层建筑或地铁站等深基坑工程中,地下连续墙可有效抑制土体位移,避免因基坑变形引发周边地表沉降。

地下连续墙支护技术的应用需结合工程地质条件、基坑深度及周边环境进行综合设计,在软土或砂层等不稳定地层中,可采用泥浆护壁或槽壁加固措施,防止槽段坍塌。墙体的厚度、深度及配筋需根据土压力和水文地质条件计算确定,以确保其足够的抗弯和抗剪能力,与排桩支护相比,地下连续墙的整体性更好,变形控制能力更强,但其施工成本较高,工期较长,因此更适用于对变形要求严格的工程,随着施工技术的进步,预制地下连续墙和双轮铣槽机等新工艺的应用,进一步提高了施工效率和质量。

3. 使用内支撑体系,增强深基坑支护结构整体刚度

内支撑体系借助在基坑内部设置水平或斜向支撑构件,与围护结构共同形成稳定的受力体系,有效限制基坑变形并提高整体稳定性,内支撑通常采用钢支撑或钢筋混凝土支撑,其中钢支撑具有自重轻、安装便捷的特点,适用于需要快速施工的工程;而钢筋混凝土支撑则刚度更大,适用于对变形控制要求严格的深大基坑。内支撑体系的布置形式多样,包括对撑、角撑、环形支撑等,设计时需根据基坑形状、尺寸及周边环境选择最优方案。例如在狭长型基坑中采用对撑可有效传递水平力;而在不规则基坑中,环形支撑能均匀分布荷载,减少局部应力集中。

内支撑体系的应用需综合考虑施工便捷性、经济性和结构安全性,随着基坑深度的增加,支撑层数也相应增多,这会加大施工难度并延长工期,因此需合理确定支撑间距和层数,平衡安全性与施工效率。在软土地区或高水位条件下,内支撑还需考虑土体蠕变和地下水压力对支撑轴力的影响,必要时采用可调式支撑或施加二次预应力以补偿轴力损失。与锚索支护相比,内支撑体系无需占用基坑外侧空间,特别适用于周边场地受限的城区深基坑工程,但其缺点在于支撑构件会占用基坑内部空间,影响土方开挖和主体结构施工。

4. 实施锚索支护技术,减少深基坑开挖对邻近建筑影响

锚索支护技术因其主动加固特性,成为减少深基坑开挖对邻近建筑影响的优选方案,该技术通过在基坑周边土体中钻孔植入高强度钢绞线,并灌注水泥浆液形成锚固体,再通过张拉锁定对支护结构施加预应力,从而主动约束土体变形。锚索支护的核心优势在于其能够充分利用土体自身强度,通过空间桁架效应形成稳定的加固区,显著降低基坑开挖引起的周边地表沉降。相较于传统内支撑体系,锚索支护不占用基坑内部空间,为土方开挖和主体结构施工提供了便利条件,锚索的布置参数需根据地质条件精心设计,包括锚固段长度、倾角和预应力值等关键指标 [2]。

锚索支护技术的实施效果很大程度上取决于地质适应性和施工质量控制,锚索支护往往需要与其他支护形式组合使用,如在松散填土区域配合土钉墙,或在渗透性强的砂层结合止水帷幕。预应力损失是锚索支护需要重点监控的问题,通过采用低松弛钢绞线、优化锚具设计和实施补偿张拉等措施,可有效维持长期支护效果。

5. 采用土钉墙支护工艺,提高深基坑边坡抗滑移能力

土钉墙支护工艺因其经济高效的特点,被广泛应用于提高深基坑边坡抗滑移能力的工程实践中,该技术通过在边坡土体中分层植入土钉(通常为钢筋或钢管),并与喷射混凝土面层形成复合支护体系,充分利用土体自承能力来维持边坡稳定。土钉墙的支护机理主要体现为:土钉与周边土体通过注浆形成的粘结作用,能够显著提高土体的整体强度和刚度,而喷射混凝土面层则有效约束坡面变形,防止局部土体剥落。相较于传统支护方式,土钉墙具有施工便捷、造价低廉、适应性强等优势,特别适用于开挖深度适中、工期要求紧张的工程项目。

土钉墙支护工艺在实际应用中需重点把控施工质量和变形监测两个关键环节,由于该工艺主要依赖土体自身强度,因此在富含地下水或极软弱土层等不良地质条件下需谨慎使用,必要时可结合降水措施或配合微型桩进行加固 [2]。喷射混凝土面层的厚度和配筋直接影响支护体系的整体性能,需要确保混凝土强度和钢筋网搭接满足设计要求。

结语:

深基坑支护技术在房屋建设中的应用是保障工程安全与稳定的核心环节,其技术选择与施工质量直接影响整体工程的成败,本文通过对深基坑支护技术的探讨,总结了其在工程实践中的关键作用与发展趋势,为相关领域的研究与施工提供了参考。随着新材料、新工艺的不断涌现,深基坑支护技术将朝着更加智能化、绿色化的方向发展,进一步推动土木工程行业的进步。

参考文献:

[1] 杨国涛 . 土木工程房屋建设中深基坑支护技术的应用 [J]. 砖瓦 ,2024,(08):168-170.

[2] 刘雄 . 土木工程房屋建设中深基坑支护技术的规范应用探究 [J]. 城市建设理论研究 ( 电子版 ),2024,(21):214-216.