道路桥梁基础施工中的深基坑支护技术研究

引言：城市化进程加速，道路桥梁工程逐渐向复杂地质条件区域延伸，深基坑施工面临的环境约束与技术挑战日益凸显。深基坑支护作为保障施工安全的核心措施，其技术合理性直接关系到工程周期、成本及周边环境稳定性 [1]。

一、深基坑支护技术类型与特点

（一）排桩支护技术

在深基坑工程中，支护结构的选择需综合考虑地质条件、开挖深度及周边环境。排桩支护技术应用广泛，其核心是在基坑边缘密集排列钻孔灌注桩或预制桩，形成一道连续的挡土墙体，在软土地层或开挖深度较大的情况下尤为适用，施工相对便捷且结构刚度较高，能有效抵抗土压力。然而，排桩支护的一个关键挑战是桩间缝隙可能导致的渗水问题，实际工程中通常需要配合止水帷幕（如水泥土搅拌桩）共同使用，形成完整的挡水体系。例如，在某大型跨江大桥的主墩基坑施工中，工程团队采用了直径 1.2 米的钻孔灌注桩，桩中心间距为 1.5 米进行布置。为了有效阻隔地下水，同时配套施作了三轴水泥土搅拌桩作为止水帷幕。通过这种组合方式，成功地将基坑的变形控制在安全允许范围内，保障了施工的顺利进行[2]。

（二）地下连续墙技术

该技术通过使用专门的成槽设备，在地下构筑连续的钢筋混凝土墙体作为基坑的支护和挡水结构，整体性好、刚度大，并且墙体自身具有优异的抗渗性能，适合于周边建筑物密集、地下管线复杂或开挖深度超过 15 米的深大基坑项目。地下连续墙能最大限度地减少对邻近建（构）筑物的扰动影响。在某城市高架桥匝道的大型基坑工程实践中，就应用了厚度 0.8 米、深度达 25 米的地下连续墙。施工过程中，注重槽段接缝处的处理工艺，采用了可靠的接头技术和止水措施。最终监测结果表明，墙体接缝处的渗水率被严格控制在极低的水平（低于 0.1 升 / 分钟），显著降低了对紧邻建筑基础的潜在威胁，充分体现了该技术的优势[3]。

（三）土钉墙支护技术

对于地质条件相对较好、开挖深度较浅的基坑工程，土钉墙支护技术是一种经济高效的选择，将一定长度和密度的土钉（通常是钢筋或钢管）近乎水平地打入或钻孔置入基坑侧壁外的稳定土层中，然后与坡面喷射的混凝土面层牢固连接，共同形成一个类似重力式挡土墙的加筋土复合体。这种结构主要依靠土钉与土体之间的界面摩阻力来加固原位土体，提高其整体稳定性。土钉墙具有施工速度快、材料用量省、造价相对较低的特点。然而，单纯使用土钉墙存在一定的应用限制，特别是在土质较差（如淤泥、松散砂土）、开挖深度较大或对变形控制要求极为严格（如临近重要设施）的复杂工况下，其支护能力和变形控制效果可能不足。为了突破这些限制，拓展其适用范围，工程实践中发展出了多种土钉墙复合支护技术。最常采用的是“土钉墙 + 微型桩”和“土钉墙 + 预应力锚索”两种复合形式。微型桩（通常是直径较小的钻孔灌注桩或型钢桩）通常布置在坡顶或坡脚，起到超前支护或加强抗倾覆能力的作用，能有效控制开挖初期的变形。而预应力锚索则是在土钉的基础上，在关键位置施加更大的、可主动控制的锚固力。锚索深入更远的稳定地层，施加高吨位的预应力，主动约束基坑壁的位移，提供更强的支护刚度和变形控制能力[4]。

二、支护技术优化方向

（一）地质条件适配性分析

深基坑支护方案能否成功，关键在于精准匹配工程场地的地质特性，优化设计的起点必须是详实可靠的地质勘察成果。工程师需要深入分析土层分布、物理力学参数（如粘聚力 c、内摩擦角 φ、渗透系数 k）以及地下水状况，据此建立反映真实土体行为的力学分析模型，为支护结构选型和参数设计提供科学依据。不同的地层对支护结构的要求差异显著。例如，在结构松散、稳定性较差的砂卵石地层中，基坑开挖易引发较大的侧向土压力，常规的单排桩可能面临较大的倾覆风险。此时，采用双排桩结构（前后排桩通过冠梁或连梁连接）能显著增强支护体系的整体刚度和抗倾覆稳定性，更好地约束土体变形。反之，在承载力低、压缩性大且富含水的淤泥质软土地层中，地下连续墙因其优良的整体性和抗渗性往往成为更优选择。同时，必须配套实施强化的基坑降水措施（如深井降水、真空降水），有效降低地下水位，减少孔隙水压力，改善坑底土体性质，这是确保基坑稳定和控制周边沉降不可或缺的环节，地质条件的精细分析是避免支护失效、实现安全经济优化的基石。

（二） 智能化监测技术应用

传统监测手段存在数据滞后性，而基于 BIM 技术的实时监测系统可实现位移、应力、渗流等多参数同步采集。某大桥承台基坑工程中，项目团队在整个基坑关键位置（如支护桩顶、冠梁、周边建筑及管线）布设了密集的光纤光栅传感器网络，具有精度高、抗干扰强、分布式测量的优势。系统将关键参数的监测频率从传统的一天数次大幅提升至每小时 1 次，实现了近乎实时的状态感知。通过对海量数据的智能处理（如趋势分析、阈值预警、机器学习预测），系统成功将预警准确率提升至 98% ，使项目管理方能提前数小时甚至数天发现潜在险情（如局部变形速率异常增大、支撑轴力陡增），为采取应急措施争取了宝贵时间，极大提升了基坑工程的安全管控水平。

（三） 绿色施工理念融入

随着建筑业对可持续发展要求的不断提高，深基坑支护技术的优化也必然融入绿色施工理念，在保障工程安全的前提下，最大限度减少资源消耗、降低环境影响，并推动循环经济发展。核心方向之一是研发和应用可回收再利用的支护构件，例如可回收式锚索技术已日趋成熟，锚索在完成支护使命后，可通过专用设备解除锚固段的锁定并完整拔出回收，避免了传统锚索永久留在地下形成“地下垃圾”和对后续地下空间开发的阻碍。同样，装配式钢支撑系统正逐步替代现浇混凝土支撑，工厂化预制的高强度钢支撑构件通过螺栓连接快速拼装，不仅大幅缩短工期，更重要的是在基坑回填后可拆卸、整修并重复用于其他项目，显著提高了材料的周转利用率。在部分城市核心区的大型基坑项目中，这一理念得到了成功实践。项目大胆采用可拆卸、标准化的钢支撑体系替代了传统的混凝土支撑。

结语：

深基坑支护技术的选择需综合考量地质条件、环境约束及经济性，排桩支护与地下连续墙仍是主流方案，但复合支护形式与智能化监测的融合将成为发展趋势。未来研究应聚焦于支护结构 - 土体相互作用机理的精细化分析，以及基于大数据的施工风险预测模型构建。通过技术创新与管理优化，深基坑工程将向更安全、高效、环保的方向发展，为道路桥梁建设提供坚实保障。

参考文献：

[1] 史宏彦, 杨德森, 涂彬鸿. 桩锚( 撑) 支护基坑施工变形与受力计算新方法 [J]. 地下空间与工程学报 , 2025, 21 (03): 994-1000+1029.

[2] 王国佳 . 复杂工况下地铁车站深基坑施工关键技术研究 [J]. 建筑机械 ,2025, (06): 251-255.

[3] 柴海博 . 深水基础超大深基坑开挖支护方式比选研究 [J]. 建筑机械化 ,2025, 46 (04): 82-85.

[4] 胡志红 . 深基坑围护结构施工技术在桥梁工程中的应用 [J]. 中国高新技术企业 , 2010, (09): 169-170.