建筑施工中的深基坑支护技术应用研究

引言：深基坑工程是指在城市建设中，为了建造地下结构（如地下室、地铁车站、地下停车场等）而进行的深度超过一定限度的土方开挖工程。随着城市土地资源的日益紧张，向地下空间发展已成为必然趋势，这直接推动了深基坑工程技术的快速发展。然而，深基坑开挖过程中，周边土体的应力状态发生改变，易引发边坡失稳、地面沉降等问题，对周边建筑物、地下管线等构成威胁。因此，科学合理地选择和应用深基坑支护技术，对于保障工程安全、控制变形、减少对周围环境的影响至关重要。

1 深基坑支护技术概述

深基坑支护技术是指在深基坑开挖过程中，为防止坑壁坍塌、控制基坑变形、保护周边环境安全而采取的一系列工程措施。随着城市地下空间开发的不断深入，深基坑工程日益增多，支护技术作为其核心组成部分，其选择与应用直接关系到工程的成败。

支护技术分类

深基坑支护技术主要包括放坡开挖、土钉墙支护、排桩支护、地下连续墙、内支撑体系、锚杆（索）支护等。每种技术都有其特定的适用条件和优缺点，例如放坡开挖适用于地质条件好、开挖深度不大的情况，具有成本低、施工简便的优点；而地下连续墙则适用于复杂地质条件或对周边环境要求高的工程，具有刚度大、防水性能好的特点。

技术发展趋势

近年来，随着材料科学、信息技术和施工工艺的进步，深基坑支护技术呈现出以下发展趋势：一是绿色环保，注重减少施工对环境的影响，如采用可回收材料、降低噪音和粉尘污染；二是智能化，利用物联网、大数据等技术实现支护结构的实时监测与预警，提高施工安全性；三是高效化，通过优化设计和施工工艺，缩短工期，降低成本；四是综合化，强调支护结构与主体结构的一体化设计，提升整体性能。

2 深基坑支护技术的主要类型及其特点

2.1 土钉墙支护技术

土钉墙支护技术是通过在原位土体中钻孔、插入钢筋或钢管并注浆，形成具有一定抗拉强度的土钉，与喷射混凝土面板结合，共同工作以抵抗土压力的一种支护形式。其特点包括：施工简便、成本较低、适应性强，尤其适用于地下水位较低、土质较好的场地。但土钉墙对土体的自立性有一定要求，且变形控制能力相对较弱，不适用于对变形控制要求严格的工程。

2.2 排桩支护技术

排桩支护是通过在基坑周边设置一排或多排桩（如钻孔灌注桩、预制桩等），桩间设置挡土板或喷射混凝土面层，形成连续的支护结构。排桩支护具有刚度大、变形控制能力强、适用范围广的优点，特别适合于软土地基或开挖深度较大的基坑工程。然而，排桩支护的成本相对较高，施工周期较长，且对施工精度有一定要求。

2.3 地下连续墙支护技术

地下连续墙是一种在地下连续浇筑的钢筋混凝土墙体，作为基坑的支护结构兼作永久结构的一部分。其特点是刚度大、防水性能好、对周边环境影响小，特别适用于地质条件复杂、开挖深度大、对变形和防水要求高的工程。但地下连续墙施工复杂，成本高，对施工技术和设备要求较高。

2.4 内支撑体系

内支撑体系是在基坑内部设置水平或斜向支撑，与支护桩或墙共同作用，以抵抗土压力和水压力。支撑形式多样，包括钢支撑、混凝土支撑等。内支撑体系能有效控制基坑变形，提高支护结构的稳定性，适用于各种地质条件和开挖深度的基坑工程。但内支撑的设置会增加基坑内的施工难度，影响土方开挖和主体结构施工，且支撑拆除需谨慎处理，避免对周边环境造成不利影响。

2.5 锚杆（索）支护技术

锚杆（索）支护是通过在土体中钻孔、安装锚杆（索）并施加预应力，将支护结构与稳定土体连接起来，形成整体支护体系。锚杆（索）支护具有施工灵活、对周边环境影响小、能有效控制变形的优点，特别适用于狭窄场地或对周边环境要求高的工程。但锚杆（索）的耐久性和防腐处理需特别注意，且其效果受地质条件影响较大。

3 深基坑支护技术的应用策略

3.1 地质勘察与支护方案优化

在深基坑支护工程实施前，详尽的地质勘察是基础。通过钻探、原位测试等手段，准确掌握地层结构、土体物理力学性质、地下水条件等信息，为支护方案的选择提供科学依据。基于地质勘察结果，结合工程特点（如开挖深度、周边环境敏感度、工期要求等），采用数值模拟、模型试验等方法，对多种支护方案进行比选分析，优化支护结构设计，确保支护结构既安全可靠又经济合理。

3.2 动态监测与信息化施工

深基坑支护施工过程中，应实施动态监测，包括支护结构变形、土体位移、地下水位变化、周边建筑物及管线沉降等关键参数。利用物联网、大数据、云计算等现代信息技术，建立实时监测系统，实现数据的自动采集、传输与分析，及时发现异常情况并预警。根据监测数据反馈，及时调整施工参数或支护措施，

实施信息化施工，确保施工安全。

3.3 环境保护与绿色施工

深基坑支护工程应注重环境保护，减少施工对周边环境的影响。采取降噪、降尘措施，如使用低噪音设备、设置防尘网、定期洒水等。合理规划施工场地，减少临时占地，保护周边植被和水体。同时，推广使用环保材料，如可回收的支护材料、低污染的注浆材料等，促进绿色施工。

3.4 施工质量控制与安全管理

严格把控支护结构施工过程中的材料质量、施工工艺和施工质量。对关键工序（如钻孔、注浆、钢筋绑扎、混凝土浇筑等）进行旁站监督，确保符合设计要求。加强施工现场安全管理，制定详细的安全操作规程，对施工人员进行安全教育和培训，配备必要的安全防护设施，预防安全事故的发生。

3.5 风险评估与应急预案

针对深基坑支护工程可能面临的风险（如坍塌、涌水、周边环境破坏等），进行全面的风险评估，识别潜在风险源，评估风险等级。根据风险评估结果，制定针对性的应急预案，包括应急组织机构、应急资源准备、应急响应流程、应急演练等内容。确保在突发事件发生时，能够迅速、有效地进行应对，减少损失。

4 案例分析

以某城市地铁车站深基坑工程为例，该工程位于繁华商业区，周边建筑物密集，地下管线复杂，开挖深度达 20m ，地质条件主要为软黏土层。经过综合比选，决定采用地下连续墙结合内支撑体系的支护方案。施工过程中，实施了严格的动态监测，通过实时数据反馈，及时调整了支撑预应力，有效控制了基坑变形。同时，采用了低噪音、低振动的施工设备，减少了对周边环境的影响。工程顺利完成，未发生安全事故，且对周边环境的影响控制在允许范围内，验证了支护方案的有效性和施工管理的科学性。

结束语

深基坑支护技术是确保深基坑工程安全、高效进行的关键。随着技术的不断进步和工程实践的积累，未来深基坑支护技术将更加注重绿色环保、智能化、高效化和综合化。设计人员和施工人员应不断学习新技术，结合工程实际情况，科学合理地选择和应用支护技术，同时加强施工过程中的监测与管理，确保深基坑工程的安全与质量，为城市的可持续发展贡献力量。

参考文献

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