市政工程施工中深基坑开挖支护关键技术探讨

1、引言

城市基础设施建设中市政工程是重要部分，近年来随着城镇化进程加快、城市更新需求增多，市政工程规模和复杂程度都大大提高，统计显示 2018 到2023 年中国市政工程投资每年平均增长超 8% 且深基坑工程在其中占重要地位，市政工程施工里深基坑开挖支护技术是关键环节且关系到工程质量与安全，但因地质条件多样、周边环境敏感、施工工艺复杂，深基坑工程面临不少挑战，软土地区做深基坑开挖时地表沉降、支护结构失稳很容易发生，高密度城区基坑施工对相邻建筑物、地下管线的影响也不容小觑，而且深基坑施工要投入很多资源且存在环保问题，这是市政工程领域急需解决的重点课题，面对这些挑战研究人员和工程人员一直在探寻新技术、新方法如先进地质勘察手段、支护结构优化设计、科学开挖方案、实时监测与信息化管理等，这些技术用于施工既能提高安全性、经济性又能减少对环境的不良影响，本文将深入讨论深基坑开挖支护关键技术并结合实际案例分析应用效果同时展望未来发展趋向，希望给市政工程领域技术进步提供理论支撑和实践引导。

2、深基坑开挖支护技术概述

2.1 深基坑开挖的基本原理和方

在现代城市基础设施建设里，市政工程中的深基坑开挖是个重要环节，其基本原理是借助合理施工方法和技术手段让开挖过程中的基坑维持稳定并尽量减少对周边环境的影响，一般采取分层开挖方式且会依据地质条件和周边环境不同选取合适的开挖顺序与深度控制方案，在复杂地质条件下逆作法慢慢变成关键技术，这种技术以自上而下施工，把地下结构当作支护体系一部分从而有效降低基坑变形风险，近年市政工程规模越来越大使得深基坑开挖面临的挑战也更严峻了，统计显示近五年我国每年新增深基坑工程项目超 5000 个且大概30% 在高密度城市区域，这些项目常伴复杂地质条件和敏感周边环境进而使开挖方案设计与施行更难，所以科学的开挖方法不但要考虑地质力学特性还得充分结合信息化施工手段来达成安全与效率的平衡。

2.2 支护结构类型及选择依据

深基坑开挖时支护结构是关键的安全保障因素，常见的支护类型有桩墙式支护、土钉墙支护、地下连续墙和复合支护等，要选择合适的支护形式就得综合考量地质条件、基坑深度、周边建筑分布和施工成本等因素，比如软土地基时地下连续墙因隔水性佳、承载力强而广泛应用，基坑深度浅且周边环境简单时土钉墙支护因经济性好常被首先选用，新材料和新工艺近年一应用支护结构的选择就更多样了，统计显示 2022 年全国用地下连续墙的深基坑项目占比达四成，这比例过去五年涨了近十个百分点，并且信息化技术发展给支护结构设计带来重要支撑，通过数值模拟和实时监测数据能更精准评估支护体系稳定性以优化设计方案，不过施工环境越来越复杂，在确保安全性的前提下如何兼顾经济性和环保性依然是支护结构选择的核心难点。

2.3 深基坑开挖支护技术的发展现状

近年来，在理论研究与工程实践方面，深基坑开挖支护技术均有显著进展且信息化施工和智能化监测领域的进展尤其明显，传感器技术、大数据分析以及人工智能算法被引入后，深基坑施工的安全性和效率大大提高，像基于物联网的实时监测系统，能动态采集基坑变形、地下水位变化等关键数据并用智能算法预测潜在风险从而给施工决策提供科学依据。新型支护材料研发也给行业发展增添活力，因为高强度混凝土和高性能钢材一应用，支护结构的承载能力和耐久性就显著提高，数据表明，2021 到 2023 年期间，采用智能化监测技术的深基坑项目数量每年平均增长率为 15% ，可见行业正朝着精细化、智能化稳步前行，不过目前技术发展还面临不少挑战。

3、深基坑开挖支护关键技术分析

3.1 基坑围护结构设计技术

在市政工程里，围护结构合理设计对深基坑施工的安全性与经济性有着高度依赖性，并且这几年随着城市地下空间开发规模不断壮大，围护结构形式朝着多样化发展，像地下连续墙、桩锚支护以及土钉墙等形式都包含在内，选择哪种形式得综合考量地质条件、基坑深度还有周边环境敏感程度等因素，比如说在软土地区，由于地下连续墙抗渗性和承载力良好而被广泛应用，而在硬质地层呢，桩锚支护的经济优势就更明显了，近五年的数据表明，国内深基坑工程事故超 30% 跟围护结构设计不当有关联，所以在这个领域，科学的设计方法和精细化计算模型成了重点研究的方向[1]。

3.2 基坑支撑系统设计技术

开挖过程的安全性直接由基坑支撑系统的稳定性决定，在复杂地质条件下这一点尤为明显且支撑设计就更为关键。当前常用的支撑形式有钢支撑、混凝土支撑还有复合支撑体系，钢支撑在临时性基坑工程里占主导是因为安装方便还能重复利用，混凝土支撑适合长期或者永久性的基坑项目。得注意的是，这几年逆作法施工兴起来了，先施工上部结构再向下部开挖让支撑效率提升不少，统计显示，2020 到 2023 年，我国用逆作法施工的深基坑项目数量每年平均增长率为 15% ，这趋势说明支撑系统设计朝着高效化和环保化发展了。

3.3 基坑降水技术

深基坑施工要确保工程顺利推进就得控制好地下水，尤其在高水位地区，降水技术的应用更是必不可少，当下井点降水、管井降水、真空降水是比较流行的降水法，其中井点降水适合浅层含水层，管井降水能对付较深的承压水，但过度抽地下水会造成地面沉降，还可能危及周边建筑物安全，所以得依据实时监测数据动态调整降水方案，2022 年统计数据显示，全国基坑坍塌事故有约20% 是由降水不当引起的，于是优化降水技术、强化环境影响评估成了行业的共同认识，以后，智能化降水管理系统或许能在提升降水效果和环保性能方面更上一层楼。

4、结论

在市政工程施工里，深基坑开挖支护技术的研究与应用是保障工程安全和质量的重要一环并且对市政建设行业的可持续发展也极为关键。这几年由于城市化进程加快使得市政工程规模越来越大，地铁建设、地下综合管廊以及高层建筑基础施工里的深基坑工程占比一年比一年多，统计显示 2018 年到 2023 年期间我国每年新增深基坑工程项目数量增长超 15% 且复杂地质条件下施工的比例大大增加，在这样的大环境下深基坑开挖支护技术的重要性就更突出了。文章深入讨论地质勘察、支护结构设计、开挖方案优化以及信息化施工等关键技术并揭示这些技术在应对复杂地质条件、敏感周边环境以及高难度施工挑战时起着核心作用。特别是实时监测和信息化管理被引进后，施工安全有了重要保障并且事故发生的概率也明显降下来了。

参考文献

[1]林雄 ;. 市政工程施工中深基坑开挖支护关键技术探讨 [J]. 散装水泥 ,2024(06):79-81.

[2]李浩源 ;. 城市明挖隧道深基坑支护施工的关键技术 [J]. 城市建设理论研究 ( 电子版 ),2024(21):143-145.

[3]朱文中 ;. 市政工程中滨海吹填地深基坑开挖支护关键技术探讨 [J].江西建材 ,2024(06):255-256+259.