桩基承台临河深基坑支护体系的优化设计与施工方法

引言：一个科学合理的支护体系是确保临河深基坑工程安全施工的关键，既能有效地抵抗基坑开挖过程中的土压力和水压力，保证基坑不坍塌，又能将施工对周围环境和附近建筑物的影响降到最低。但是现阶段在实际工程中临河深基坑支护体系的设计及施工仍然存在着各种各样的问题，设计不合理、施工工艺不到位、质量管控不过关，等等一系列的原因导致基坑安全事故的发生，因此，研究桩基承台临河深基坑支护体系的优化设计与施工方法具有重要现实意义。

一、桩基承台临河深基坑支护体系的优化设计原则

（一）安全性原则

安全性是支护体系设计的第一原则，是保证工程顺利进行和人员生命财产安全的基础。在设计过程中，必须考虑各种可能的工况和荷载组合，如基坑开挖过程中的土压力、水压力、施工荷载、地震荷载等，对支护结构进行详细的力学分析和计算，保证支护结构有足够的强度和稳定性，能够承受各种荷载的作用而不发生破坏。

还要做好周边环境方面的全面考察与分析工作，评判基坑开展施工之后给周边建筑以及地下管道所带来的影响情况如何，在此基础之上采取相应防护对策。例如施加隔离桩或者强化监测等手段来保证周边环境不会遭受侵害，在开展基坑建造时也要严格依照设计规范进行，并且注重把控质量水准并加以检测，以便尽早察觉可能出现的危险苗头并予以处理解决，在整个过程之中务必保证这项工程得以安全运行下去。

（二）经济性原则

在保证安全性的基础上，尽可能的降低支护体系的成本，提高工程的经济效益。经济性原则要求对各种不同的支护结构形式进行全面的比较分析，从材料成本、施工成本、工期成本等方面综合考虑，选择经济合理的支护方案。

比如地质条件好、基坑深度小的工程，可以用土钉墙这种比较经济的支护形式，地质条件差、基坑深度大的工程，可以用排桩支护或者地下连续墙这种支护形式，但是要经过优化设计，减少材料用量，降低工程造价。还要合理安排施工工期提升施工效率，缩减施工过程中的间接费用，从而进一步提升工程的经济性。

（三）可行性原则

支护体系的设计要充分考虑施工现场的实际情况，场地情况、施工设备、施工工艺等设计出可实施的设计方案，并且设计方案应符合施工规范及标准。

在设计支护结构时，要考虑到施工现场的空间限制，选择合适的施工设备和工艺。如果施工现场空间比较狭小，不适合大型设备作业，就要选施工工艺简单、设备要求低的支护形式。并且还要考虑到施工过程中可能会出现的问题，提前做好应对措施，保证施工顺利进行。

（四）环保性原则

支护体系设计过程当中，由于大众的环保意识正在逐渐加强，所以一定要包含环境保护的要求全部，优先采用环保型支护材料，从而明显缩减施工期间产生的噪声、粉尘以及废水之类的污染物的排放量。

借助创新的混凝土辅助材料，可以削减水泥的用量，进而有效地缩减制造混凝土时所耗费的能源以及给环境带来的污染。在开展基坑降水工程时，一定要采用切实有效的举措来防范地下水资源被过度利用和污染，保证地下水资源得到妥善保护。此外，规划施工区域的布局，能够减小对周边自然环境造成的不良影响，实现建筑项目和生态保育同步推进，达成可持续发展的目的。

二、桩基承台临河深基坑支护体系的施工方法

（一）支护与防渗帷幕协同施工方法

桩基承台临河深基坑施工时，可以采用支护结构与防渗帷幕同步钻进的工艺，选择大直径咬合桩作为支护主体。桩体浇筑时，用特制注浆管向相邻桩体间隙注入改性水泥土浆液，让浆液在初凝前与桩体混凝土形成互嵌结构，这样就能把传统分步施工的支护与防渗工序整合成连续作业流程，降低工序转换造成的工期延误。咬合桩施工时，利用实时监测系统跟踪桩体垂直度和浆液扩散范围，按照临河侧水压变化调整注浆压力，保证防渗帷幕在高水头作用下依然具备整体性。 在桩顶设置预应力锚索时，利用斜向钻孔工艺，让锚索的锚固点深达河岸稳定的土层中，通过张拉应力来平衡基坑挖掘后产生的侧向土压力，同咬合桩形成立体受力体系，从而抵御河水冲刷引发的附加荷载。

（二）动态水土压力平衡调控技术

针对临河深基坑容易受水位涨落影响的情况，开发依靠实时监测数据的动态水土压力调控体系。在基坑周围设置分层沉降计和孔隙水压力传感器，将监测数据连入智能控制系统，用算法模仿不同水位工况下的土压力分布情况，河水水位上升造成基坑外侧水压力忽然变大时，系统就会自动激活预先埋设在支护结构里的微型注浆设备，为桩后土体注入快速凝固型浆液，依靠浆液硬化改进土体抗剪强度，从而间接抵消水压力增量。在基坑底部安排可控制的排水系统，按照内侧土压力变动来调整排水量，实现坑内外水土压力处于动态平衡状态，这项技术冲破了传统被动防渗的限制，凭借主动干涉完成水土压力的精确调节，特别合适于季节性水位变化剧烈的临河地带。

（三）模块化钢支撑的快速安装技术

创新使用模块化的可调节钢支撑代替传统的钢管支撑来解决临河基坑支护支撑安装效率低的问题。钢支撑单元在工厂进行预制时在两端连接头上设置有内置式液压千斤顶 ， 在现场吊装就位后利用千斤顶可以随时调整支撑的长度 ， 使得支撑可以紧紧地贴在支撑结构上。支撑单元之间采用榫卯式的连接方式配合高强度的螺栓来固定 ， 节点的抗剪承载能力满足设计的要求。为了能够适应基坑开挖过程中产生的受力变化在支撑体系中插入了应力传感器实时监测支撑的轴力数值 ， 当轴力数值超过警戒线时 ， 通过液压系统对支撑预应力进行微调来避免由于局部受力过大导致支护结构变形。该模块化的工艺让单根支撑的安装时间缩短到传统工艺的三分之一，可以随着基坑的大小来进行组合从而提高临河基坑的施工安全性和施工进度。

（四）基坑底部抗隆起加固工法

结合临河基坑底部易出现管涌、隆起风险，研发高压喷射注浆+ 微型桩复合加固技术。在基坑开挖前，沿基坑底部周边布置双排微型桩，桩体采用中空注浆锚杆，利用高压注浆使桩体与周围土体形成刚性复合地基，在微型桩内侧采用三重管高压旋喷工艺，形成直径 1.2 米的连续防渗墙，墙体内掺入钢纤维增强材料，提高墙体抗裂能力。 基坑开挖期间，依靠预埋于复合地基内的沉降观测点来追踪坑底隆起量，一旦隆起值逼近限值就激活微型桩的二次注浆系统，往桩底之下 3 米范围内灌注膨胀型浆液，凭借浆液膨胀产生的向上推力来抵消部分基底附加应力，此工法将被动加固转变成主动控制，通过复合结构优化坑底土体整体刚度，从而化解了临河软土地层里基坑抗隆起的难题。

结束语

展望未来，随着科技进步以及对工程不断的实践，临河深基坑支护技术还会不断进步发展，相信在同行人的努力下临河深基坑支护技术也会不断发展、创新，将会更好的为我国基础工程建设的发展起到更大作用。

参考文献

[1] 张英明 ， 谭浩林 ， 张贺 ， 等 . 放坡 - 桩锚支护体系在超深基坑中的应用 [J]. 科技创新与应用 ，2025，15（20）：189-192.

[2] 张刚 . 异形深基坑灌注桩 - 止水帷幕支护体系力学响应研究 [J]. 铁道建筑技术 ，2025，（07）：158-161+214.

[3] 赵之皓 . 明暗挖合建地铁车站深基坑无根桩支护体系力学特性研究 [D]. 大连交通大学 ，2025.

[1] 孙建强 ， 孙振峰 . 免内撑钢管深基坑支护体系及施工工艺研究 [J]. 新城建科技 ，2025，34（05）：115-117.