高层住宅建筑工程深基坑支护施工技术

随着现代建筑不断向高空和地下延伸，基坑工程的深度与体量持续增加，这给施工过程带来了前所未有的技术难题。在开挖深基坑过程中，原始土体的力学平衡会被打破，从而诱发多种岩土工程问题，包括地层应力重分布、围岩变形等关键现象。针对这些挑战，开展深基坑支护技术研究显得尤为迫切，这不仅关系到基础工程的顺利实施，更直接影响施工安全性和工程品质的保障。

1 常见深基坑支护类型及特点

在深基坑工程建设过程中，支护结构的选择至关重要，不同支护形式各具特点。土钉墙作为经济实用的支护方案，其优势主要体现在施工便捷性、经济性和适应性三个方面。该技术通过在岩土介质中植入加筋构件并注入浆液，形成协同工作的复合体系，从而提升土体整体强度。但需注意的是，这种支护方式受限于其力学特性，仅适用于开挖深度较浅、水文地质条件简单且变形控制标准宽松的工程场景。若遇到深基坑或软弱地层情况，其支护性能将显著降低。另一种常见支护形式是桩锚体系，该结构由竖向支承构件和斜向拉结构件共同组成。其中竖向构件多采用现浇或预制混凝土桩，斜向构件则通过锚固段将桩体与稳定地层有效连接。这种支护方式的突出优势在于其卓越的抗侧移能力和变形控制性能，特别适合深开挖或对周边环境保护要求严格的工程。设计人员可根据实际需求灵活调整结构参数，包括桩体尺寸、布设间距以及锚杆配置等。然而其不足之处在于施工工序繁琐、造价偏高且工期较长，同时锚杆施工可能扰动地下水流场。地下连续墙作为高端支护方案，其核心特征是在基坑周边构筑钢筋混凝土挡墙。这种支护形式具有显著的刚度优势和优异的防渗性能，对邻近建构筑物影响较小，能够适应各类复杂地质条件和超深基坑工程。另一个显著特点是该结构可兼作永久性地下构筑物，使用寿命较长。但需要指出的是，该工艺存在设备专业化程度高、施工成本昂贵等技术经济瓶颈，且伴随产生的废弃泥浆若处置不当易引发环境污染问题。

2 工程概况

某项目总占地面积达15262.42 平方米，主要建设内容为一栋26 层的高层建筑。该建筑主体结构高度达到 103.24 米，地下部分设有两层空间：负一层规划为机动车停放区域，负二层则作为物资储存空间使用。项目选址于城市核心区域，施工区域空间有限，周边紧邻城市道路和居民区，环境条件较为复杂。此外，场地内地下管网系统密集分布，给施工带来较大挑战。本工程基坑开挖深度设计为18.5 米，开挖范围覆盖2451.62 平方米的作业面。

3 高层住宅建筑工程深基坑支护施工技术

3.1 施工准备

施工团队应深入研读工程图纸，准确把握设计理念，全面掌握深基坑支护的技术规范。基于现场地质勘探数据，系统分析土层特性及水文地质条件，为编制切实可行的施工计划提供科学支撑。同时，需制定完善的施工组织方案，统筹安排工期进度、资源配置及安全质量管控体系。依据施工方案提前落实材料采购、机械租赁及构件调配工作。完成场地"三通一平"基础工作（道路畅通、水电接通、场地平整），营造良好的施工环境。同步建设临时设施，合理规划材料储放区及加工场地，为后续施工做好充分准备，保障工程实施过程规范有序，杜绝因前期准备不充分导致的进度滞后、质量缺陷或安全隐患等问题。

3.2 土方开挖

土方开挖是指深基坑施工过程中，将基坑范围内的土体按照设计要求进行挖掘移除的作业环节，其目的是为后续的支护结构施工以及地下室建设创造空间条件。土方开挖前，要根据基坑的形状、大小、深度以及周边环境等因素，制定合理的开挖方案。开挖方案需明确开挖顺序、分层分段厚度、开挖方法以及出土路线等内容。一般情况下，土方开挖应遵循“分层分段、先撑后挖、严禁超挖”的原则，在开挖前先安装好相应的支撑结构，待支撑稳固后再进行土体开挖，防止因土体卸载导致基坑边坡失稳。开挖操作过程中，要密切关注基坑边坡的稳定性，通过监测设备实时监测边坡位移、沉降等情况。同时，合理安排挖掘设备的作业位置与行走路线，避免设备碰撞支护结构或对周边建筑物、地下管线等造成损害。土方开挖需达到的效果是，按照设计要求准确开挖出基坑的形状与尺寸，基底土体不受扰动，基坑边坡稳定，为后续施工提供良好的作业面，且不影响周边环境的安全。

3.3 锚杆支护技术

锚杆支护技术通过调动土体自身承载力来增强基坑边坡的稳定性，该工法具有广泛的适用性，能够适应不同地质环境。其施工机具相对轻便，作业流程简便，特别适合空间受限的施工场地。然而土体特性会显著影响锚固性能，同时施工质量管控存在挑战，若出现灌浆不密实或锚杆长度不够的情况，将直接削弱支护效能。施工流程首先需进行测量定位，精确标定锚杆布设点位。随后使用钻机按既定倾角和孔深实施钻孔作业，过程中必须维持孔壁稳固，成孔后需彻底清理孔内钻渣及松散颗粒。接着将预制锚杆插入孔道，通过在杆体表面增设凸肋结构来提升与灌浆料的握裹性能，同时借助注浆设备向孔内压注水泥浆液，必须精准把控注浆参数，确保浆液完全充填杆体与孔壁间的间隙，实现锚杆与周边土体的协同受力。最后还需完成张拉锁定工序，通过施加设计预应力使锚固系统达到预期工作状态。

3.4 水泥挡土墙支护技术

水泥挡土墙支护工艺采用水泥作为核心固化材料，通过专用搅拌设备将水泥浆液与地基土充分拌合，最终形成具备结构强度和防水性能的复合桩墙体系，用于基坑边坡的支护工程。这种工艺因其材料特性展现出优异的防渗效果，能够有效阻隔地下水的渗透。然而受限于水泥土材料的力学性能，在深基坑或高土压力工况下，其支护能力存在明显不足。施工过程中需先依据设计文件完成场地整平，准确定位支护结构位置，并对搅拌设备进行调试。具体作业时，搅拌设备沿设计轨迹下钻，同步注入水泥浆液，通过搅拌装置实现浆土均匀混合。当设备达到预定深度后转为上提搅拌模式，确保混合料充分融合。提升阶段需精确控制设备行进速率和注浆参数，同时保证相邻桩体形成足够的咬合宽度，最终构建完整的挡土结构体系。

3.5 钻孔灌注桩支护技术

采用钻探设备在工程基坑周围进行桩孔成孔作业，随后在孔洞内安放预制钢筋骨架，再通过浇筑混凝土工艺，形成单根或多根相互关联的混凝土桩体，作为基坑围护体系的核心构件。该技术具备单桩承载力突出的特点，能够有效应对较强的地层侧向荷载，施工作业对邻近土层的干扰程度相对有限。但需注意的是，钻孔灌注桩的施工工序较为繁琐，在实施过程中可能出现孔壁坍塌、孔径收缩、桩体断裂等施工缺陷，同时存在工效偏低、经济投入较大的局限性。具体实施流程包括：首先完成测量放线工作，精确定位各桩点坐标；其次架设并调校钻探装置，确保设备处于水平稳定状态；选用适宜的成孔工艺实施钻孔，针对不同地质条件动态调整钻进技术参数；达到预定孔深后实施孔底清理，彻底清除沉积物；随后吊装钢筋骨架，其加工制作必须满足技术规范要求，重点控制钢材型号、配筋数量、排布间距及节点焊接品质，吊装过程需防止与孔壁发生接触；钢筋骨架定位后即刻开展混凝土连续浇筑作业，确保桩体完整性。

3.6 土钉支护施工技术

在基坑边坡工程中，通过按特定间距布置适当长度的土钉构件，借助土钉与周边土体产生的摩擦阻力和粘结效应，使两者形成协同受力的复合体系，从而提升土体整体稳定性能，达到基坑围护效果。需要注意的是，这种支护方式在淤泥质土等低强度地层中不宜采用，当基坑开挖深度超过一定限度时，单纯依靠土钉支护往往难以满足工程需求，此时需要结合其他支护措施共同作用。施工过程中采取分层分块开挖方式，每完成一层开挖后立即进行对应区域的土钉安装作业。具体施工时，首先按照设计参数准确定位钻孔位置，严格控制钻孔的深度、孔径及倾斜角度。完成钻孔后，将带有加强螺纹的土钉钢筋准确插入孔内，随后进行压力注浆作业，确保水泥浆液充分填充土钉与孔壁间的空隙，实现两者的可靠结合。土钉安装完毕后，需及时铺设并固定钢筋网片，通过喷射混凝土形成防护面层，该面层能有效提升土钉与土体的协同工作性能，增强支护体系的整体刚度。按照上述工序循环作业，直至完成全部基坑支护工程。

3.7 混凝土灌注桩施工技术

混凝土灌注桩施工技术与钻孔灌注桩支护技术在施工工艺上有相似之处，但混凝土灌注桩在深基坑支护中是一种独立的支护结构形式，其采用的是在基坑周边按设计要求成孔的方式，灌注混凝土形成桩体，依靠桩体自身的强度和刚度来抵抗土体侧压力。其施工工艺复杂，施工质量受多种因素影响，施工成本相对较高，施工速度相对较慢。钢筋笼制作完成后，用起重机将其吊放入孔内，要保证钢筋笼的位置准确，避免碰撞孔壁，并通过定位筋将其固定在孔口，防止在混凝土浇筑过程中发生移位。采用导管法进行水下混凝土浇筑，在浇筑前要先在孔口安装好导管，并进行密封检查。然后将混凝土通过导管缓慢注入孔内，随着混凝土的上升，逐渐提升导管，但要保证导管埋入混凝土中的深度在一定范围内。浇筑过程中要连续浇筑，不得中断，并做好混凝土的振捣工作，使混凝土密实均匀。要准确测量混凝土的浇筑高度，确保桩顶混凝土达到设计标高。

3.8 监测与信息化管理优化

在现有监测机制基础上，通过引入智能化分析工具与动态数据采集系统，实现监测流程的全面重构。采用分布式计算架构搭建实时数据处理平台，结合多源异构数据融合技术，显著提升监测数据的时效性与准确性。同步推进管理信息系统迭代更新，构建基于云服务的协同工作平台，实现业务流程的电子化流转与可视化管控。重点突破传统管理模式的信息孤岛问题，建立跨部门数据共享机制，通过权限分级配置确保信息安全。

深基坑支护施工过程中，监测工作发挥着不可替代的关键作用。通过科学有效的监测手段，能够快速识别基坑潜在风险，为工程管理提供决策支持。优化监测体系的核心在于根据工程地质条件和支护结构特点，科学规划测点位置，确保全方位捕捉基坑变形特征与力学响应。具体监测内容需涵盖围护结构水平位移、竖向沉降、地下水位波动以及土层应力分布等关键参数。在技术层面，应选用符合工程需求的监测设备与测试方法，确保采集数据的精确度与稳定性。

结论

综上所述，高层建筑深基坑支护工程涉及多种施工工艺和技术方案。研究显示，各类支护技术均具备特定的技术特点和适用范围。在项目实践中，必须结合场地地质特征、周边建筑状况以及工程具体要求等关键因素，进行全面技术经济比选后确定最优支护方案。此外，需要严格规范施工作业流程，从前期准备到地下结构施工直至土方回填的各个工序环节，都必须确保工程质量和施工安全。

参考文献

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