土木工程中的深基坑支护设计与施工关键技术研究

摘要：深基坑支护设计与施工是土木工程领域中的重要环节，直接关系到基坑稳定性和周边环境的安全。本文围绕深基坑支护的设计原则与关键施工技术，结合典型案例探讨其在复杂工程条件下的实际应用。研究表明，科学合理的设计方案和精细化施工技术能够有效提升基坑支护的安全性与经济性。文章通过图表对常见支护形式与施工工艺进行分析总结，为深基坑支护工程提供技术参考。

关键词：土木工程；深基坑支护；设计原则；施工技术；案例分析

引言

深基坑工程作为土木工程中的重要组成部分，在城市化建设中应用广泛。随着城市地下空间开发的深入，深基坑工程面临复杂地质条件和周边环境限制，其设计与施工难度不断增加。支护设计的合理性和施工技术的精确性直接影响工程的安全与经济效益。然而，在实际工程中，常出现支护设计不当、施工技术不到位等问题，导致基坑变形、周边建筑物沉降甚至安全事故。本文从深基坑支护的设计与施工两大关键环节入手，结合具体工程案例，探讨解决技术难点的有效方法，为类似工程提供技术借鉴。

一、深基坑支护设计的基本原则与方法

（1）深基坑支护设计的基本原则

深基坑支护设计需满足稳定性、经济性和可施工性的要求。在设计过程中，应充分考虑基坑周边的环境条件，包括建筑物分布、地质状况和水文条件等，同时确保基坑侧壁和底部的稳定性。设计原则包括以下几点：

① 整体性原则：支护结构应具有足够的整体刚度与强度，防止基坑开挖过程中出现侧壁变形或滑塌。

② 环境适应性原则：需综合评估基坑周边建筑物及地下管线的影响，选择对环境扰动最小的设计方案。

③ 经济性原则：在保证安全的前提下，优化支护结构形式与材料选择，降低工程成本。

（2）常见深基坑支护形式分析

根据地质条件和工程要求，深基坑支护形式主要包括重力式支护结构、桩锚支护结构、地下连续墙和喷锚支护等。图1展示了几种常见支护形式的结构示意图及应用特点。

· 重力式支护：依靠自身重量抵抗土压力，适用于浅基坑和稳定性较高的地质条件。

· 桩锚支护：通过桩体和锚杆共同作用，适用于较深基坑，具有良好的抗变形能力。

· 地下连续墙：由钢筋混凝土墙体形成封闭结构，适用于地下水位较高的复杂地质条件。

· 喷锚支护：喷射混凝土与锚杆联合作用，适合中浅基坑的稳定性加固。

（3）深基坑支护设计的关键技术

① 土压力计算与结构分析：基于地质勘察数据，准确计算基坑侧壁的土压力分布，并结合数值模拟优化支护结构设计。

② 排水与降水设计：在地下水位较高区域，需采取有效的排水措施，如井点降水或帷幕止水，避免基坑底部渗流引发的稳定性问题。

③ 防变形设计：通过优化结构刚度与连接方式，控制基坑开挖过程中的位移与沉降，确保支护系统的稳定性。

二、深基坑施工中的关键技术要点

（1）施工顺序与过程控制

深基坑施工顺序需根据地质条件与支护形式确定，一般包括以下步骤：

① 基坑围护结构施工：根据设计图纸完成桩体、墙体或锚杆的施工。

② 分层开挖：按照“分层、分块、对称”的原则进行土方开挖，避免局部受力不均导致变形失稳。

③ 支护结构施工：随开挖进度同步完成支护体系的搭建与加固。

施工过程中需实时监测基坑位移、周边沉降及地下水位变化，确保施工过程安全可控。

三、深基坑支护的典型案例分析

（1）案例一：城市地下综合管廊工程

某城市综合管廊建设项目采用桩锚支护形式，基坑深度为12米，地质条件复杂。施工过程中，通过数值模拟优化支护设计，采用井点降水与钢筋混凝土桩组合的支护体系。监测数据表明，基坑侧壁位移控制在设计范围内，周边建筑沉降量低于3毫米，支护体系效果显著。

（2）案例二：综合楼建设工程

某市集团公司食堂会议室综合楼，基坑深5～11.2m，因基坑周围情况复杂，临近小区住宅、城市管廊、城市快速路，采用单排桩+桩定编破挂网喷混防护、土钉墙防护、分级放坡支护进行组合施工。墙体施工完成后，通过实时监测周边建筑、城市管廊、周边地表的竖向位移和水平位移，均在设计安全范围，确保基坑施工期间周边建筑和地表的安全。

四、结语

深基坑支护设计与施工技术是土木工程领域中的关键技术环节，直接关系到工程的质量与安全。通过合理的设计方案与精细化的施工技术，能够有效解决复杂地质条件下的基坑支护难题。本文通过理论分析与实践案例研究，明确了设计与施工中的核心技术要点。

参考文献

[1] 杨雪松.探究土建施工中深基坑支护施工技术的运用[J].绿色环保建材，2020，（06）：169+171.DOI：10.16767/j.cnki.10-1213/tu.2020.06.117.

[2] 曹野.土木工程基础施工中的深基坑支护施工技术[J].建材世界，2019，40（03）：77-79.

[3] 陈晓喻.土木工程房屋建设中深基坑支护技术的应用分析[J].中小企业管理与科技（中旬刊），2018，（08）：127-128.