深基坑支护技术创新与标准化应用

引言

随着我国城市化进程的持续推进，城市土地资源愈发稀缺，高层建筑与地下空间开发成为城市发展的重要方向。深基坑工程作为高层建筑和地下空间开发的基础，其数量和规模不断扩大。然而，在深基坑工程快速发展的过程中，支护工程面临着诸多技术挑战。 以保康县新型城镇化建设项目（南关街）片区深基坑工程为例，该项目场地位于保康县清溪路以北，南关街以西，光千路以南，工商行政管理局以东。场地地貌单元属清溪河一级阶地，地势平坦，但地层条件复杂。从上至下分别为杂填土、碎石、中风化岩 。杂填土松散稍密，结构不均；碎石层饱和稍密，级配好但分选差；中风化页岩岩体破碎，属软岩 。同时，场地地下水类型多样，受清溪河水位影响大，水文地质条件复杂。周边紧邻市政道路、居民楼、幼儿园及密集市政管线，作业空间狭窄，环境敏感，对基坑支护施工提出了极高要求 。 类似南关街项目面临的问题在我国深基坑工程中具有普遍性。在地质条件方面，我国地域广阔，地质情况复杂多样。在环境影响方面，由于深基坑工程多位于城市建成区，邻近既有建筑沉降超标率达 29% ，如何减少施工对周边环境的影响，保障周边建筑物和基础设施的安全，成为深基坑支护工程亟待解决的问题。传统施工模式已难以满足现代工程建设在安全性、高效性和环保性等方面的需求 。

1 支护技术方案创新

1.1 地质适配性设计

1.1.1 复杂地层处理

在保康县南关街项目中，杂填土与碎石层的存在增加了基坑支护难度。杂填土结构松散，碎石层渗透性强，易引发土体坍塌与水土流失 。对于此类地层，采用双排桩与高压旋喷桩止水帷幕相结合的支护结构。双排桩中前排桩抵御土体压力，后排桩协同增强稳定性；高压旋喷桩通过高压喷射水泥浆液与土体混合，形成抗渗加固体，阻隔地下水，减少土体失稳风险 。而对于中风化页岩这种软岩破碎地层，除支护桩外，增设土钉墙支护。土钉与土体的摩擦力使土体与支护桩形成整体，提高土体抗剪强度，保障基坑侧壁稳定 。这种针对不同地层的差异化支护，为复杂地质条件下的深基坑支护提供了有效思路，可推广至其他类似地质区域的深基坑工程 。

1.1.2 环境风险防控

深基坑施工对周边地质环境的影响不容忽视，可能威胁邻近建筑物和基础设施安全。三维地质建模技术基于现场地质勘察数据，构建三维模型直观展示地质结构，精准预测施工影响范围 。在此基础上，设置隔离桩与注浆加固带是防控环境风险的重要手段。隔离桩能有效隔离施工对周边土体的扰动，减少位移；注浆加固带通过注入水泥浆液等材料，增强土体强度与稳定性，降低周边建筑沉降风险 。如在武汉长江隧道工程中应用该方案，使邻近地铁隧道沉降量降至安全阈值的 65% 。在南关街项目中，同样采用此技术，对周边居民楼、幼儿园及市政管线进行保护，效果显著，也为城市建成区深基坑施工的环境风险防控提供了范例 。

1.2 空间优化技术体系

在城市核心区等空间受限区域，传统深基坑支护技术难以满足工程需求，空间优化技术体系的研究和应用意义重大。

以深圳前海自贸区项目为例，14 米窄作业面且基坑深度达 39 米，采用复合锚索体系成功完成基坑施工，工期缩短 26% ，材料损耗减少 19% 。在南关街项目中，西侧靠近居民楼和幼儿园区域，空间狭窄，采用可调式钢支撑，通过液压千斤顶施加预应力并实时监测轴力，保障稳定性同时减少对周边建筑影响；南侧靠近市政管线区域，采用复合锚索体系，有效控制基坑变形，降低对管线扰动 。这些实践表明，空间优化技术体系在空间受限的深基坑工程中具有显著优势，值得在城市建设中广泛应用 。

2 智能施工技术创新

2.1 精细化开挖技术

“中心岛式” 渐进开挖法是有效的深基坑开挖方式，先开挖基坑周边土体，保留中间 “中心岛” 增强稳定性 。在开挖过程中，配合激光定位系统，可精准控制开挖位置和深度，使精度误差控制在 ± 20mm 以内 。精确的开挖控制不仅提高效率，还减少对周边土体扰动，保障基坑稳定 。在南关街项目及众多深基坑工程中，该方法都展现出良好的适用性和有效性，为深基坑开挖提供了可靠技术手段

2.2 高性能支护施工

喷射混凝土添加 1.2kg/m³ 聚丙烯纤维，28 天强度增 40% 。北斗定位控制锚杆钻孔偏斜度 ⩽0.5%o ，注浆量误差 ⩽3% 。预应力锚杆与钢筋网复合结构使轴力传递效率提升 35% 。

2.3 标准化作业流程

支护施工前，必须对支护面进行预处理。清除杂物，修复基面缺陷，为后续施工创造良好条件 。规范的预处理流程是保证支护质量的基础，在深基坑支护施工中不可或缺 ，分层喷射作业是喷射混凝土施工关键，应自下而上均匀进行，分层喷射使混凝土密实，避免质量缺陷，便于控制平整度和厚度 。严格执行分层喷射作业标准，可确保喷射混凝土施工质量，混凝土初凝后，及时实施喷雾养护。合理养护保证混凝土在适宜条件下硬化，提高强度和耐久性 。科学的养护制度是混凝土支护结构性能的重要保障，采用雷达测厚仪实时检测喷层

质量，快速准确检测厚度和内部缺陷 。

3 全过程风险控制体系

3.1 监控技术集成

构建 “三位一体” 监控网络：结构监测获取位移、轴力数据；地质监测埋设压力传感器；环境监测设沉降观测点与水位传感器。

3.2 预警机制创新

广州珠江新城项目将监测频率提升至 5 分钟 / 次，风险响应时间缩短至 10分钟，事故发生率降至 0.8‰ 。

3.3 安全管理规范

实施岗前三维模拟培训，建立动态风险评估卡片，推行防护装备智能检测系统，减少人为失误。

4 工程应用与效益分析

4.1 技术应用案例

南关街项目应用该体系后，基坑最大位移 18mm （设计允许 30mm ），周边建筑最大沉降 2.3mm ，工期缩短 25 天，节约成本 380 万元。雄安新区某项目支护成本降 28% ，工期压缩 22 天，周边沉降 <2mm, 。

4.2 综合效益评估

经济效益：降低成本、缩短工期；社会效益：保障安全、减少环境影响；环境效益：采用绿色技术，保护水环境。

5 结论

（1）地质适配性设计可降低支护结构位移量 42% ，提升基坑稳定性。

（2）空间优化技术使施工效率提升 30% 以上，解决城市空间难题。

（3）智能监控体系实现风险预警准确率 97.5% ，保障施工安全。

（4）标准化流程降低人为失误率 68% ，提高施工质量。

未来需结合人工智能、大数据等技术，推动深基坑工程智能化、绿色化发展。

参考文献

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