土木工程房屋建设中深基坑支护技术

摘要：随着城市建设的快速发展，深基坑工程在土木建筑领域中的应用日益广泛，尤其是在高密度城市环境下的地下空间开发。深基坑支护技术作为保证施工安全和基坑稳定的重要手段，已成为土木工程领域的关键技术之一。本文分析了深基坑支护技术的基本原理与发展历程，研究了不同支护方式的应用条件与优缺点，提出了合理的支护设计计算方法和相关设计原则，旨在为深基坑工程提供更为安全、经济、可行的技术支持。

关键词：土木工程；房屋建设；深基坑支护

0 引言：

深基坑支护技术是土木工程中的关键技术之一，广泛应用于地下空间的开发、基坑开挖及城市基础设施建设中。随着城市化进程加速，深基坑工程面临着更加复杂的地质条件和施工环境，因此，对其支护技术的研究显得尤为重要。深基坑支护不仅直接影响到施工安全，还关系到周围环境的稳定性。本文通过分析深基坑支护技术的类型、设计原则及计算方法，旨在为相关工程提供科学、可靠的技术指导，并推动该领域的技术进步和实践应用。

1 深基坑支护技术概述

深基坑支护技术是指在地下工程开挖过程中，为确保基坑周围土体及邻近建筑物的稳定，采用的一系列支护措施。随着城市建设的不断发展，深基坑工程已成为土木工程中不可忽视的重要部分。基坑开挖深度和规模的增大，使得基坑支护技术面临更为复杂的挑战。基坑支护不仅涉及到土体力学、结构力学的深入分析，还需要结合工程实际情况，选择合适的支护方式。基坑支护技术的核心目标是确保施工安全、控制基坑变形，并防止地面沉降、周边建筑物的倾斜或损害。

根据不同基坑的地质条件、深度、开挖形式以及周围环境的影响，深基坑支护技术可分为多种类型，包括土钉墙支护、喷锚支护、混凝土结构支护及地下连续墙支护等。每种支护方式在不同条件下具有不同的优缺点，工程设计师需要根据基坑的具体情况，综合考虑支护技术的经济性、安全性及施工便捷性。

2 深基坑支护技术类型

2.1 土钉墙支护技术

土钉墙支护技术是一种通过将土钉插入基坑开挖面，结合土体本身的剪切强度与土钉的锚固力来实现支护的方式[1]。其核心原理是在土体内部形成一个相互协作的系统，通过土钉与土体之间的摩擦力、抗拔力以及土钉本身的拉力实现对基坑壁的支撑。土钉墙技术通常适用于软弱土层、松散土层或软土基坑的支护，具有施工简便、经济性好、适应性强等特点。在施工过程中，土钉通过钻孔的方式垂直或斜向插入土体中，随后进行锚固处理。常见的土钉锚固方式包括机械锚固和化学锚固。土钉墙不仅能有效控制基坑壁的变形，还能通过合理的设计提高支护系统的稳定性。为避免支护结构的过度变形，通常结合网状钢筋或钢板进行加固，以提升墙体的抗拉、抗剪能力。

2.2 喷锚支护技术

喷锚支护技术是一种结合喷射混凝土与锚杆支护的复合支护方式，广泛应用于深基坑、隧道以及地下空间的支护工程中[2]。该技术通过喷射混凝土形成保护层，同时在基坑开挖面上布置锚杆，将锚杆端部通过张拉或灌浆与周围土体紧密结合，从而形成一个稳固的支护结构。喷锚支护的核心原理在于利用喷射混凝土对基坑壁进行加固，而锚杆通过锚固土体提供必要的抗拉力与抗剪力，进而有效控制基坑的变形和土体的滑移。在施工过程中，喷锚支护首先通过高压喷射设备将混凝土均匀喷射到基坑开挖面，形成一层强度较高的保护层；接着，根据基坑深度及土体条件，布置一定数量的锚杆，通过机械或手工方式将其锚固至土体中。锚杆的张拉力与混凝土保护层共同作用，形成一个综合受力系统。此技术尤其适用于软弱土层及高水位环境下的基坑支护。

2.3 混凝土结构支护技术

混凝土结构支护技术主要是通过在基坑周围设置钢筋混凝土结构来抵抗土体压力、地下水作用及外部负荷，从而确保基坑的稳定性。此类支护方式通常采用钢筋混凝土挡土墙、承压板、框架结构等形式，广泛应用于深基坑开挖，特别是地质条件较复杂、周围环境较为敏感的区域。混凝土支护技术的关键在于结构的整体性及其抗变形能力。在施工过程中，通过预先设定的施工顺序和方案，浇筑一定厚度的钢筋混凝土挡土墙或支撑板，构成基坑的支护外围。支护墙体一般通过支撑桩或地下连续墙与周围土体相连，以形成抗倾覆、抗滑移的支撑系统。混凝土结构支护技术可以通过合理的设计来有效控制基坑的水平位移及垂直变形，特别适用于大深度、高强度的基坑支护。

2.4 地下连续墙支护技术

地下连续墙支护技术是一种采用钢筋混凝土连续墙体作为基坑支护结构的技术，广泛应用于深基坑及地下空间工程中[3]。该技术通过在基坑周围开挖出垂直的混凝土墙体，形成一体化的屏障，既能承受土体水平推力，又能有效隔离地下水。地下连续墙具有极高的抗变形能力和抗水渗透性能，适用于地下水位较高或土质松软的区域。在施工过程中，使用钢筋混凝土墙体模板进行开挖，并通过地下连续墙设备将混凝土浇筑成连续墙结构。墙体一般采用机具配合钢筋网片增强其强度与稳定性。该墙体在竖向深度上贯通，可以有效控制基坑的沉降与变形，同时通过预应力锚杆或支撑系统加强抗拉、抗压能力。

3 深基坑支护设计原则与方法

3.1 深基坑支护设计原则

深基坑支护设计原则主要包括安全性、经济性、适应性和可施工性[4]。安全性是设计的首要原则，支护结构必须能够有效抵抗土体水平推力、地下水压力及施工荷载，确保基坑周围土体和邻近建筑物的稳定；经济性要求在满足安全性的前提下，选择合适的支护技术和材料，降低工程造价；适应性要求设计能够根据不同地质条件、基坑深度及周围环境进行灵活调整，选择最适合的支护方案；可施工性原则强调设计应考虑施工工艺的可操作性和施工周期，确保工程顺利进行。

3.2 支护设计计算方法

深基坑支护设计计算方法主要包括极限平衡法、塑性分配法和弹性分析法[5]。极限平衡法通过对基坑土体进行极限状态分析，求解支护结构所需的最小稳定性，适用于土体较为简单的情况。塑性分配法则基于土体塑性变形理论，分析支护结构的变形及土体内力分布，常用于复杂地质条件下的支护设计。弹性分析法则通过土体的弹性模量和基坑开挖深度，计算土体和支护结构的应力应变状态，适用于较为均匀且稳定的土层环境。基坑支护的设计计算还需要考虑地下水压力、土体的摩擦角、土体剪切强度以及周围建筑物荷载等因素。在具体计算时，常使用有限元分析法（FEM）对复杂支护系统进行精确模拟，确保支护设计满足安全、稳定、经济等多重要求，确保支护结构的设计符合工程实际需求和安全标准。

4 结语：

综上所述，深基坑支护技术在现代土木工程中占据着重要地位，随着基坑工程规模的不断扩大，其支护技术也在不断发展。本文详细介绍了深基坑支护的主要技术类型，包括土钉墙支护、喷锚支护、混凝土结构支护和地下连续墙支护，分析了各技术的应用条件与优缺点。通过对设计原则和计算方法的研究，本文为今后的深基坑支护工程提供了理论基础和技术参考。

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.

[3]花洋.土木工程深基坑支护技术及其在房屋建设中的应用[J].建筑工人，2024，45（06）：34-37.

[4]覃坚.探析土木工程房屋建设中深基坑支护技术的应用[J].居业，2024，（03）：49-51.

[5]杨家兴，潘建旭，梁泽锋.房屋建筑土木工程施工中的注浆技术研究[J].城市建设理论研究（电子版），2023，（36）：120-122.