市政工程深基坑支护设计与施工分析

引言

城市化建设进入高速发展阶段，地铁、综合管廊、地下商业综合体等市政工程不断涌现。深基坑作为此类工程的基础环节，其规模与深度持续刷新纪录。然而，深基坑施工常处于城市人口密集、地下管线错综复杂的区域，周边环境敏感脆弱。一旦支护设计或施工出现问题，极易引发基坑坍塌、周边建筑物沉降倾斜、地下管线破裂等严重事故，不仅造成巨大经济损失，更威胁人民生命财产安全。例如，部分城市在地铁施工中因深基坑支护失效，导致路面塌陷，交通瘫痪，社会影响恶劣。

一、市政工程深基坑支护概述

1.1 深基坑支护的概念与作用

深基坑支护是指为保证地下结构施工及基坑周边环境的安全，对基坑侧壁及周边环境采用的支挡、加固与保护措施。其核心作用体现在三个方面：抵御土压力、水压力等荷载，防止坑壁土体坍塌，确保基坑开挖和地下结构施工安全。控制基坑变形，减少对周边建筑物、地下管线的影响，避免因土体位移导致建筑物倾斜、管线破裂等事故。提供干燥的施工空间，通过止水帷幕、降水等措施阻断地下水，为施工创造有利条件。

1.2 市政工程深基坑的特点

市政工程深基坑具有显著特点。地质条件复杂，城市区域往往存在地层分布不均、地下水丰富等问题，如沿海地区常遇软土地层，易产生较大沉降变形。周边环境干扰大，深基坑常紧邻既有建筑物、交通干道和地下管线，施工时需严格控制变形，避免对周边设施造成破坏。工期要求紧，市政工程多与民生息息相关，需在有限时间内完成，导致施工强度大，对支护结构的快速施工与稳定性提出更高要求。

二、深基坑支护设计要点

2.1 设计原则：筑牢安全与效益基石

深基坑支护设计首要遵循安全可靠原则，需确保支护结构在施工与使用阶段能承受土压力、水压力及周边荷载，避免坍塌、滑移等安全事故，同时控制变形量在允许范围内，保护周边建筑物与地下管线安全。经济合理原则要求在满足安全的前提下，通过优化设计方案、合理选用材料与工艺，降低工程造价。施工便利原则强调设计应充分考虑现场施工条件与工艺可行性，减少施工难度与风险，如避免复杂的支护结构导致施工周期过长或质量难以控制。环境保护原则不容忽视，设计需采取有效措施减少施工对周边环境的影响，如控制降水范围防止地面沉降，采用低噪音设备降低施工噪音污染。

2.2 设计参数确定：精准计算保障结构稳定

设计参数的准确性直接影响支护结构的可靠性。土体物理力学参数的确定是关键，需通过现场勘察与室内试验获取土的重度、黏聚力、内摩擦角等数据。地下水位参数也至关重要，准确掌握地下水位变化情况，有助于合理设计止水与降水方案，避免因地下水压力导致基坑渗漏或突涌。周边荷载取值需综合考虑建筑物、车辆、施工材料堆载等因素，对临近主干道或高层建筑的基坑，应加大荷载计算安全系数，确保支护结构有足够的承载能力。

2.3 常见支护结构类型及选型：因地制宜实现科学支护

深基坑支护结构种类繁多，有各自对应的适用条件，如排桩支护、地下连续墙支护及土钉墙支护，如选型不当容易导致质量问题。排桩支护间隔设置的钢筋混凝土桩可以形成挡土结构，其适用于大部分的土质，相对适用于中等土质及基坑深度较深的基坑工程；地下连续墙由于自身整体性较好、防渗功能强等。

三、深基坑支护施工流程与技术

3.1 施工流程

规范有序推进工程建设，深基坑支护施工前应做好场地的清理及测量放样、基坑边界和边坡位置的确定，支护结构位置的确定，以及地质勘察报告和设计方案提出施工材料和设备的准备，对施工人员做好技术交底工作等。基坑开挖坚持“分层分段、对称均衡、限时开挖”的原则，严禁超挖，每开挖一层及时进行相对应的支护结构，做到土体的暴露时间最短。开挖期间同步实施基坑监测，随时对边坡位移和沉降、地下水位等数据进行监测，一旦发生异常，立即停工采取紧急措施。

3.2 排桩支护施工技术

精准成桩筑牢安全屏障，以成桩工艺为中心进行排桩支护施工。钻孔灌注桩施工过程中采用旋挖钻机或者回旋钻机进行成孔，成孔过程中应严格控制成孔的偏位、垂直和孔径，利用泥浆护壁以防止成孔时发生孔壁坍塌。成孔至设计深度后进行清孔，清理孔底沉渣，确保桩身承载力，吊放钢筋笼控制钢筋笼定位确保不产生偏移和上浮，最终采用导管法浇筑水下混凝土，浇筑过程中控制导管的埋深和确保混凝土的连续及密实。预制桩排桩施工过程中采用锤击或者静压的方法沉入预制桩，施工过程中应当检查桩身的质量，保证桩的垂直度，控制桩的入土深度，确保桩的受力均匀，从而形成挡土结构。

3.3 地下连续墙施工技术

多道工序打造坚固墙体，地下连续墙施工工序繁杂，精度要求高。先进行导墙施工，导墙能够起到定位、支撑和储存泥浆作用，导墙施工的好坏关系到成槽精度与墙体垂直度。成槽是核心，成槽使用的是液压抓斗开挖或使用铣槽机开挖，使用泥浆护壁，能够有效保持槽壁稳定，开挖成槽过程中要时刻检测槽壁的垂直度与深度，防止槽壁塌槽。成槽完毕后，进行清底换浆，将槽底沉渣与稠泥浆清出槽外。对于钢筋笼的制作要严格控制钢筋的规格、间距与连接质量，使用大型起重机将整根钢筋笼吊入槽内。最后进行混凝土浇筑，使用双导管法对称浇筑，保持混凝土面的均匀上升，防止产生夹泥、冷缝等质量缺陷，使各个幅墙段连接紧密，形成一道连续的完整地下墙。

3.4 土钉墙支护施工技术

锚土协同实现经济支护，土钉墙支护施工强调土体与土钉的协同作用。首先进行土方开挖，每层开挖深度与土钉间距相匹配，分层分段施工。土方开挖后及时进行坡面修整，保证坡面平整度与坡度符合设计要求。然后进行土钉施工，通过钻孔、置入土钉钢筋、注浆等工序使土钉与土体紧密结合，注浆质量直接影响土钉抗拔力，需控制注浆压力与浆液配合比。挂设钢筋网片并与土钉连接牢固，随后喷射混凝土面层，喷射混凝土需分多次进行，控制喷射厚度与喷射角度，确保混凝土与坡面、钢筋网紧密粘结，形成由土钉、土体与混凝土面层组成的复合支护结构，有效提高边坡稳定性。

结语

市政工程深基坑支护设计与施工是保障工程安全与城市建设的关键环节。通过科学的设计原则、精准的参数确定、合理的结构选型以及规范的施工流程和技术应用，可有效提升深基坑支护的安全性与可靠性。进一步融合智能化监测技术与绿色施工理念，加强技术创新与实践探索，推动深基坑支护技术向更高效、更安全、更环保的方向发展。

参考文献

[1] 侯 宝 山 . 市 政 工 程 深 基 坑 支 护 技 术 及 施 工 要 点 分 析 [J]. 建 筑 与 预算,2023,(07):77-79.

[2]刘小梅.市政工程深基坑支护形式及施工难点与突破途径分析[J].工程技术研究,2023,8(14):204-206.