建筑施工中深基坑支护技术的应用与优化

引言

在城市化飞速发展的浪潮下，高层建筑如雨后春笋般拔地而起，地下空间也得到了更为深入的开发利用。深基坑工程作为建筑领域的关键环节，其重要性愈发凸显。深基坑支护施工技术直接关系到工程的安全、质量和进度。在城市中心区域，土地资源稀缺，建筑物密集，地下管线错综复杂，这使得深基坑工程的施工难度和风险显著增加。因此，研究和应用先进的深基坑支护施工技术具有重要的现实意义。

1 建筑施工中深基坑支护技术的应用

1.1 土层锚杆支护施工技术

土层锚杆是一种新型的受拉杆件，一般由钢筋、钢管或者钢索制成，其一端锚固在坚实的稳定土层中，另一端和基坑边坡相连，利用拉杆把边坡的荷载传递到基土中。施工时为了增强单个锚杆的锚固力通常采用二次压力灌浆技术、预应力张拉技术或者适当增加锚固体长度等方法。土层锚杆技术对优化施工环境、节约施工成本等方面具有明显优势，还可以组成锚-网-喷、地下连续墙-锚杆等组合支护形式。锚杆施工过程依次为：钻孔与清孔—锚杆安装—灌浆。钻孔与清孔：首先，根据工程设计和地质、水文条件确定锚杆位置、标高和倾斜角。其次，使用旋转钻机或冲击钻机进行钻孔，孔径通常35mm 及以上，孔底超钻30~50mm。需要注意的是，钻孔前确保钻机、钻杆和桩孔对齐，按慢速后匀速原则钻孔，保持孔壁稳定。最后，进行清孔。清孔时，不得使用膨润土循环泥浆护壁，钻孔完成后用高压空气清孔。锚杆安装：首先，选择符合设计要求的锚杆，常用直径为25mm，材质为 HRB400 或HRB500 高强度钢材。锚杆安装前涂刷防锈漆、焊接导向锥，预留1.0~1.5m 在孔外。其次，安装隔离架、紧固环和灌浆管，确保锚杆在锚孔中心位置，特别注意的是在安装过程中，需用塑料管包覆锚杆自由段并在前端设置隔浆板。灌浆：采用埋管式单次注浆法，从孔底向孔口方向灌浆，灌浆压力为0.6~0.8MPa。但在土体松散或岩石破碎情况下，需采用二次灌浆技术确保灌浆质量。

1.2 地下连续墙

地下连续墙，由钢筋混凝土构筑而成，是一种具备出色防渗与支护能力的连续墙体。面对复杂地质状况以及深基坑工程，它都能大显身手。施工时，先在基坑周边挖掘槽孔，接着往槽孔中浇筑钢筋混凝土，随着浇筑作业的完成，一道坚实的连续墙体便就此成型。地下连续墙具有较好的稳定性和防渗性能，能够有效防止土体和地下水的侵入。地下连续墙的设计和施工需要考虑地质条件、基坑深度以及周边环境的影响，以确保其能够有效发挥支护作用。

1.3 钻孔灌注桩施工技术

1)钻孔前期工作包括施工场地平整及测量放样，进行点位布置，以及泥浆储备池及运输通道布置，同时还应做好突发情况准备。2)在布置点位进行护筒埋设，采用4mm 厚的钢护筒，埋置深度不宜小于1.0m，埋设时应基于十字法对齐中心，护筒中心与钻孔中心误差不应大于15mm，同时其垂直度偏差不应大于1/100，埋设完成后应回填一定量的黏土进行固定。3)钻机运输至点位附近后，首先应进行底座校准，同时做好钻头垂直度偏差检验，不应小于1/200。4)钻孔过程中，为避免塌孔、缩径及倾斜等事故，应严格控制进尺速度，在应对硬土层过渡向软土层时，可适当加速，反之应加压慢钻；最后应及时修补或更换钻头，避免因钻头损耗导致偏移现象。5)钢筋笼安装时，采用多点平衡吊放，以提高吊装精度，吊放时应缓速下降，为保证浇筑后保护层厚度达标，在钢筋笼四周设置4 个保护层垫块，使其下放后与孔壁间存留足够距离。6)浇注混凝土时，采用刚性导管进行浇筑，以连续浇筑为主，其浇筑速率应根据具体情况进行合理调控，同时其管口埋深应不低于2m。

1.4 水泥土搅拌桩止水帷幕施工技术

①桩机就位：调整桩机垂直度，偏差不超过 0.5% ，准确对位。②预搅下沉：启动搅拌机，缓慢下沉，速度控制在 0.6-1.0m/min，不冲水。③喷浆搅拌提升：下沉到设计深度后，喷浆并搅拌提升，速度控制在0.4-0.6m/min，确保水泥土搅拌均匀。④重复搅拌下沉和提升：为保证搅拌均匀性，进行二次搅拌。⑤清洗：施工完毕后，及时清洗搅拌机和输浆管道。

2 建筑施工中深基坑支护技术优化策略

2.1 稳定性管理

在土方开挖前,对淤泥质土区域采用深层搅拌桩进行土体改良,以提高土体抗剪强度；粉砂层区域增设轻型井点降水系统,降低地下水位并形成防渗帷幕。优化土方开挖方案,细化分层分段参数,将每层开挖厚度由2m 调整为1.5m,每段开挖长度缩短至 15～20m ,可减少土体暴露时间。坡脚处设置袋装砂包反压平台,宽度为 3～5m, 以增强坡脚抗滑能力。建立边坡稳定性实时监测预警系统,当出现位移速率超过 2mm/d 时,应立即停止开挖,采用砂袋回填或注浆加固措施,确保边坡安全稳定。

2.2 新型支护材料与工艺

在深基坑支护施工技术的创新与优化中，新型支护材料与工艺的应用显著提升了支护结构的性能和施工效率。在混凝土中加入聚丙烯纤维、钢纤维等材料，制成高性能纤维增强混凝土，能极大地增强混凝土的抗裂能力和韧性，让其性能更上一层楼，减少了裂缝的产生，增强了支护结构的耐久性。自愈合混凝土则通过在混凝土中添加自愈合材料，如海藻酸钙聚合物、壳聚糖基超吸水聚合物等，使混凝土在出现裂缝时能够自动修复，延长了材料与结构的使用寿命。新型复合材料支护桩采用高强度、轻质化的复合材料，如玻璃纤维增强塑料（GFRP）或碳纤维增强塑料（CFRP），这些材料不仅具有优异的抗腐蚀性和耐久性，还能在复杂地质环境中保持稳定的支护效果。

2.3 做好安全管理及培训工作

深基坑支护施工涉及的人员、设备、器具多，现场环境复杂，安全隐患众多，做好安全管理及人员培训工作是保证工程质量的必要条件。而深基坑施工过程中施工人员的素质水平是影响工程质量的重要因素之一，为了确保深基坑支护施工的安全高效进行，施工单位要把安全管理培训工作放在首位，让施工人员深刻理解安全第一、预防为主的安全方针，切实提升安全意识和应急处置能力，帮助其掌握深基坑支护的基础施工技术，树立安全施工意识，时刻牢记安全生产的基本原则。具体包括以下几点：①结合本单位实际情况对施工过程进行统筹规划，制定培训方案时应根据施工实际针对性地开设安全技能提升、事故预防措施、突发事件现场应急排危和安全法律法规等课程，力求培训方案的科学性。②针对土方施工人员众多、整体文化水平不高的特点设置安全员现场讲解机制，对每个施工阶段发现的安全问题进行现场讲解，教授现场处置技巧。③坚决贯彻持证上岗原则，严格审核施工人员资质，对所有施工人员建立施工档案，记录上岗资质、操作经验、技术特长等信息，保证特殊工序必须由特殊工种人员完成。

深基坑支护施工技术在建筑工程中的应用，不仅关系到工程的安全和质量，还直接影响到施工进度和经济效益。持续创新和改良支护技术，能显著提升深基坑工程的安全性与稳定性，降低施工风险，节省工程成本。

参考文献

[1]许峰.建筑工程中深基坑支护施工技术分析[J].城市建设理论研究（电子版），2024（4）：128-130.

[2]孙久长.建筑工程中深基坑支护施工技术的应用研究[J].中国住宅设施，2024（1）：184-186.