建筑深基坑施工技术要点与质量控制
程仕林
中国五冶集团有限公司 610063
随着城市高密度建设的推进,建筑深基坑作为高层建筑和地下空间开发的重要组成部分,越来越多地应用于现代建筑施工中。然而,深基坑工程的施工过程往往面临诸多挑战,包括地质条件复杂、周边建筑物安全保障及地下水控制等问题,这些都使得深基坑施工技术和质量控制成为了建筑工程中的关键环节。特别是在大规模、高深度的基坑施工中,基坑的支护系统、土方开挖与地下水控制等方面的技术要求都对施工质量提出了极高的标准。因此,深基坑施工过程中不仅需要科学的技术支持,还需要严格的质量控制体系来确保施工过程中的每一个环节都能得到精确监控和调整。特别是在复杂的地质环境和紧邻已有建筑的施工条件下,深基坑的施工更需要精确的技术手段和可靠的质量控制措施。
1. 建筑深基坑施工技术要点
1.1 支护与加固体系设计
复杂荷载及相邻建构物敏感性决定支护体系刚度与整体稳定要求。工程实践显示,当桩锚联合体系采用排桩 + 两道预应力锚索形式,桩顶水平位移可稳定控制在 0.04h 以内,桩体最大侧移不超 35mm 。为提高止水与抗渗性能,高压旋喷桩设置成帷幕环绕基坑,浆液压力维持 0.6-0.8MPa ,钻头匀速提升确保土-浆充分混合,实测桩体强度较常规搅拌桩提升约 18% 。软弱地层宜配合袖阀管分段压注微膨胀水泥浆,形成复合加固区,提高侧向抗剪。支护优化还应依据开挖深度、地下水位及邻近地铁荷载反演分析,对桩间距、锚索倾角及锁口深度采用参数化迭代,形成“荷载- 变形”双控设计体系。
1.2 土方开挖与地下水控制
分层分区、中心岛反压与逆作结合是深基坑安全开挖的核心策略,一般分层厚度限定在 1.5-2.0m ,可有效削减侧壁附加土压力,坑外沉降下降 32% 。开挖顺序宜由中部向四周推进,并与支护、注浆交叉流水作业,避免支护滞后引发变形集中。高水位场地需先行井点降水;当水位下降速率 >0.8md-1 时,监测显示基坑底 heave 风险显著升高,建议分级抽排并设置截水帷幕。降水过程同步监测孔隙水压与流速,组合集水井与明沟排排体系,确保坑底负压不超30kPa. 。对岩层或密实粉土区段,可采用“钻爆松动 + 机械清渣”工艺,但需实时校核爆源- 支护距离,控制爆破振速 ⟨2cms-1 ,以免扰动周边结构。
1.3 信息化监测与动态调整
全过程监测指标体系覆盖桩顶水平位移、坑外沉降、地下水位及支护内力等六类参数,预警值—控制值分级界定为 24mm/30mm 、 0.8m/1m 等阈限。传感网络采用光纤应变 + GNSS + 倾角仪多元融合,数据采样频率在开挖期提升至2–4 次 d-1 ,实现近实时反馈。监测结果进入数值仿真平台,比对预测 - 实测偏差,当桩体倾角偏差 > 1% 或支撑轴力增幅 > 15% 时即时触发调整:增设临时支撑、减缓开挖速率、局部回填反压。质量控制层面对监测数据、施工日志、材料检测及变更记录实施数字化归档,形成“设计—施工—监测—反馈”闭环管理,可追溯不足并指导后续工序优化。
2. 建筑深基坑施工技术要点与质量控制
2.1 支护与加固系统的质量控制机制
深基坑支护系统作为稳定结构主体、控制周边沉降和基坑变形的首要屏障,其质量控制须贯穿设计、选材、施工及验收全周期。施工阶段对桩基采用全段钢筋笼一次吊装、导管灌注砼,确保灌注连续性及不离析,混凝土入模坍落度控制在 18-22cm 之间。锚索张拉过程中设置多级张拉程序,分阶段预加荷载至设计张拉力的 80% 、 100% 、 120% ,并以荷载 - 位移曲线验证锚固性能与反力均匀性。止水帷幕施工中,采用旋喷浆液三重管技术,控制浆液比为 1:1 ,喷浆压力控制在 0.8MPa 左右,并通过抽芯检测强度及渗透系数,确保抗渗等级达到设计要求。
2.2 土方开挖与地下水控制的质量保障路径
深基坑开挖质量控制核心在于施工节奏与支护同步、土体扰动最小化及地下水位稳定可控。分层分段开挖施工必须严格控制单层厚度与顺序,对基坑边坡设置实时变形监测,确保变形率不超过 0.2mm/d. 。地下水控制方面,场地水文地质资料应在前期详勘中全面获取,依据渗透系数 k 值大小设置合理井点布置及抽水策略。施工过程中,定期检测水位变化、抽水速率与地下水质,井点系统设有备用泵站,确保降水不中断。抽水过程需同步评估地基有效应力变化,对坑底隆起风险进行稳定性验算,当隆起安全系数 F 低于 1.25 时须启动加压反压措施,如临时回填砂袋、反压水池等。雨季及突发强降水条件下,开挖区域设置集排水系统与边坡挡水帷幕,有效避免表面径流冲刷引起坍塌。
2.3 信息化监测与动态管理的质量闭环控制
信息化手段已成为深基坑质量管理中不可或缺的构成。通过监测数据驱动施工过程优化,不仅提升响应速度,更构建全过程可追溯的质量控制体系。监测系统应覆盖变形、应力、水位、支护反力等关键参数,设置报警门限值与趋势分析模型,形成“数据预警—工序调整—结果验证”闭环机制。数据平台还应嵌入 BIM 模型,实现基坑三维可视化、支护受力状态动态呈现以及施工进度与监测结果叠加分析。结合数字化质量档案管理,支护施工参数、混凝土强度、锚索张拉力等技术数据可全过程溯源,建立工程“数字孪生”体,有效提升工程透明度与质量评估精准性。
3. 总结
建筑深基坑工程作为城市高密度建设背景下的重要地下开发手段,其技术复杂性与风险等级显著高于常规土建工程。支护结构的合理设计与高质量施工直接决定了基坑的整体稳定性与周边环境安全,工程实践表明,采用刚度匹配良好、止水性能优异的桩锚体系,辅以高精度张拉与混凝土浇筑控制,可有效降低支护变形与渗漏风险。土方开挖阶段,通过分层分区、开挖与支护同步施工,可显著减少基坑底部隆起与边坡滑移概率;配合精准降水与有效截水帷幕,能够控制地下水扰动范围,保障基坑底部稳定。全过程信息化监测则为动态调整与质量追溯提供技术支撑,实现从事前预控、过程管控到事后评估的闭环管理,为城市地下空间开发提供坚实基础。
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作者简介,程仕林,男,民族:汉,籍贯(省市):湖北省麻城市,职务职称:工程师,学历:本科,研究方向:建筑工程