建筑工程施工中深基坑支护施工技术初探

作者简介：吉鑫，1983、男、汉、云南昭通、本科、工程师。

摘要：在建筑工程不断向高层、超高层发展的当下，深基坑支护施工技术至关重要。它保障工程安全与质量，维系周边环境稳定。本文剖析常见深基坑支护技术特点，探讨技术选择考量因素与施工要点，并展望其创新、环保节能及智能化自动化的发展趋势，为提升深基坑支护施工水平提供全面参考。

关键词：建筑工程；深基坑支护；施工技术

引言

随着城市化进程的加速，建筑行业蓬勃发展，高层、超高层建筑如雨后春笋般涌现。这使得深基坑工程成为建筑施工中的关键环节。深基坑支护施工技术作为确保基坑稳定、保障周边建筑物和地下管线安全的核心技术，其应用的合理性与科学性直接关乎整个建筑工程的质量与安全。深入研究深基坑支护施工技术，对推动建筑工程行业的可持续发展具有重要意义。

一、深基坑支护施工技术概述

1.1 深基坑的定义与特点

深基坑在建筑工程中一般指开挖深度超过 5 米（含 5 米）或地下室三层以上（含三层），或深度虽未超过 5 米，但地质条件和周边环境及地下管线特别复杂的工程。其特点显著，深度大意味着施工难度和风险增加，对支护结构的强度和稳定性要求极高。周边环境复杂，可能紧邻既有建筑物、道路或地下管线，施工时需充分考虑对周边设施的影响。施工难度高体现在不仅要应对复杂地质条件，还需精确把控支护结构的施工精度。此外，由于基坑深度大且周边环境复杂，对支护的要求极为严格，任何微小失误都可能引发严重后果。

1.2 深基坑支护的目的与作用

深基坑支护的首要目的是保证基坑边坡稳定，防止土体因开挖卸荷导致的坍塌。土体在自然状态下保持一定平衡，基坑开挖破坏了这种平衡，支护结构需提供足够的侧向力维持稳定。同时，支护能有效防止土体坍塌，避免对周边建筑和人员造成安全威胁。对于周边存在建筑物和地下管线的情况，深基坑支护可保护其安全，减少因基坑施工引起的土体变形对周边设施的影响。此外，支护为地下工程施工创造良好条件，提供安全稳定的作业空间，确保施工顺利进行。

1.3 常见深基坑支护施工技术分类

常见的深基坑支护施工技术多样。桩锚支护技术通过桩体承受土体压力，锚杆提供侧向约束，适用于各类土质条件且基坑深度适中的工程。土钉墙支护技术施工简便，成本相对较低，利用土钉与土体形成复合体共同作用，一般适用于地下水位较低、土质较好的基坑。地下连续墙支护技术刚度大、防渗性好，能有效抵抗土体压力和地下水渗透，适用于各种复杂地质条件及对变形控制要求高的深基坑工程。此外，还有重力式挡土墙支护、内支撑支护等技术，各有其适用范围和特点。

二、常见深基坑支护施工技术特点分析

2.1 桩锚支护技术特点

桩锚支护技术具备多方面特点。从承载能力角度看，桩体作为主要承载结构，采用钢筋混凝土灌注桩时，其直径和配筋可根据工程实际需求进行设计，能够承受较大的土体压力。例如，在一些大型商业建筑的深基坑中，通过合理设计桩径和桩长，可使桩体将上部土体压力有效传递至深层稳定土层，确保支护体系的稳定性。

锚杆的设置为桩体提供了强大的侧向约束。锚杆通过与土体之间的摩擦力，将桩体受到的侧向力分散到周围土体中，大大增强了桩体的抗侧移能力。而且，锚杆的长度、倾角和间距等参数可根据基坑的受力特点和地质条件进行灵活调整，使支护体系更具适应性。

该技术在施工方面具有灵活性。在基坑形状不规则或局部受力复杂的区域，可以通过调整桩和锚杆的布置方式来满足支护要求。例如，在基坑的拐角处或临近建筑物的一侧，可以加密锚杆或调整桩的间距，以增强支护效果。同时，桩锚支护施工过程中产生的噪音和振动相对较小，对周边环境的影响有限，适合在城市中心等对环境要求较高的区域施工。

此外，桩锚支护技术对不同地质条件具有较好的适应性。无论是软土地层，通过增加桩长和锚杆长度来提高支护稳定性；还是砂土地层，利用桩体与砂土的摩擦力以及锚杆的锚固作用，都能实现有效的支护。

2.2 土钉墙支护技术特点

土钉墙支护技术以其施工简便而备受青睐。施工过程主要包括钻孔、插入土钉、注浆等工序，不需要大型的施工机械，施工设备相对简单，操作方便。这使得施工速度较快，能够有效缩短基坑支护的施工周期，为后续工程施工争取时间。例如，在一些小型建筑或对工期要求较紧的项目中，土钉墙支护技术能够快速完成支护施工，满足工程进度需求。

成本较低是土钉墙支护技术的突出优势。与其他支护技术相比，土钉墙支护所需的材料主要为钢筋、水泥等，材料成本相对较低。而且，由于施工工艺简单，人工成本和设备租赁成本也相对较少。这使得在满足工程安全要求的前提下，能够有效降低工程成本，提高项目的经济效益。

土钉墙支护技术的工作原理是通过土钉与土体形成复合体共同作用。土钉在土体内形成一种类似 “骨架” 的结构，与土体相互咬合，增加土体的内摩擦力和黏聚力，从而提高土体的整体稳定性。这种复合体结构能够较好地适应土体的变形，在一定程度上减少了因土体变形而导致的支护结构破坏风险。

然而，土钉墙支护技术对土质条件有一定要求。它适用于地下水位以上或经过降水处理后的土质较好的黏性土、粉土、砂土和填土等。在软弱土层中，由于土体的力学性能较差，土钉与土体之间的锚固力难以保证，可能导致支护效果不佳。在地下水丰富的区域，水的作用可能会软化土体，降低土钉与土体的黏结力，因此需要结合降水措施或与其他支护技术联合使用。

2.3 地下连续墙支护技术特点

地下连续墙支护技术刚度大，能承受较大的土体压力和水压力，对基坑变形控制能力强，适用于对周边环境要求高、基坑深度大的工程。其防渗性好，连续的墙体结构可有效阻止地下水渗透，为地下工程施工提供干燥的作业环境。该技术适用于各种复杂地质条件，如在软土地层、砂卵石地层或含有障碍物的地层中都能施工。但地下连续墙施工成本高，材料和设备投入大，且技术要求高，施工过程需严格控制泥浆制备、成槽精度、钢筋笼下放和混凝土浇筑等环节，确保墙体质量。

三、深基坑支护施工技术选择与施工要点

3.1 影响深基坑支护施工技术选择的因素

工程地质与水文地质条件是影响深基坑支护施工技术选择的关键因素。不同的地质条件对支护结构的要求差异较大。在软土地层中，土体的抗剪强度低、压缩性大，容易产生较大的变形。因此，需要选择能够提供较大刚度和稳定性的支护技术，如地下连续墙或桩锚支护，并结合深层搅拌桩等止水措施，防止地下水对土体的软化作用。而在砂土地层中，土体透水性强，虽然土体自身具有一定的内摩擦力，但在地下水作用下可能发生流砂等现象。此时，除了考虑支护结构的承载能力外，还需注重其防渗性能，可选择地下连续墙或土钉墙结合降水井的支护方式。

3.2 深基坑支护施工前的准备工作要点

施工前场地平整至关重要，需清除场地内障碍物，确保施工设备顺利进场作业。精确的测量放线为后续施工提供基准，确定基坑开挖边界和支护结构位置。材料与设备准备要充足，确保材料质量合格，设备性能良好，满足施工需求。技术交底必不可少，施工单位技术负责人向施工人员详细讲解施工工艺、质量标准、安全注意事项等，使施工人员熟悉施工流程和要求，保证施工质量和安全。

3.3 深基坑支护施工过程中的关键要点

桩体施工时，要严格控制桩的垂直度和孔径，确保桩身质量。泥浆护壁灌注桩需控制泥浆性能，防止塌孔。锚杆或土钉施工中，锚杆的长度、角度和注浆质量是关键，保证锚杆与土体有效锚固。土钉施工要注意土钉间距和插入深度，确保土钉与土体紧密结合。地下连续墙成槽过程中，控制成槽精度，防止槽壁坍塌。钢筋笼制作和下放要保证尺寸准确、连接牢固，确保墙体的整体性和防渗性。同时，施工过程中要加强质量控制和安全管理，确保支护结构施工质量和施工人员安全。

四、深基坑支护施工技术的发展趋势

4.1 技术创新趋势

技术创新是深基坑支护施工技术发展的重要方向。新型支护结构不断研发，如组合式支护结构，结合多种支护技术优点，提高支护效果。新材料应用逐渐增多，高性能钢材、新型复合材料等用于支护结构，提高结构性能。与信息化技术融合也是趋势，利用 BIM 技术进行支护结构设计与施工模拟，优化设计方案，提高施工效率和质量。

4.2 环保节能趋势

在环保节能方面，采用环保型材料，如可降解的注浆材料、再生建筑材料用于支护结构，减少对环境的污染。施工过程中减少废弃物排放，对废弃泥浆、渣土等进行合理处理和回收利用。降低能源消耗，推广使用节能型施工设备，优化施工工艺，提高能源利用效率，实现深基坑支护施工的可持续发展。

4.3 智能化与自动化趋势

智能化与自动化是深基坑支护施工技术的发展趋势。引入智能监测系统，实时监测基坑变形、应力等参数，及时预警安全隐患。自动化施工设备逐渐应用，如自动化成槽机、智能压浆设备等，提高施工精度和效率，减少人工干预，降低施工风险，实现深基坑支护施工过程的实时监控与智能控制。

五、结论

深基坑支护施工技术在建筑工程中地位关键，其合理应用关乎工程安全与质量。通过对常见支护技术特点的分析，以及对技术选择和施工要点的探讨，我们明确了不同技术的适用范围与施工要求。随着行业发展，深基坑支护施工技术朝着技术创新、环保节能、智能化与自动化方向迈进。建筑工程从业者应紧跟技术发展趋势，不断提升技术水平，确保深基坑支护施工的科学性、安全性与可持续性，推动建筑工程行业高质量发展。

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