建筑工程深基坑支护结构设计与施工关键技术探讨

深基坑工程是建筑施工中的重要环节，尤其是在城市密集区域，由于场地狭小、周边建筑物密集、地下管线复杂等因素，对基坑支护结构的要求更为严格。支护结构不仅要承受基坑开挖过程中产生的土压力、水压力等荷载，还要有效控制基坑变形，避免对周边环境造成不利影响。因此，深入研究深基坑支护结构的设计与施工关键技术，具有重要的现实意义。

一、深基坑支护结构的常见类型

深基坑支护结构的选择需结合工程地质条件、基坑深度、周边环境、施工条件及经济性等因素综合确定。目前，常见的支护结构类型主要包括以下几种：

（一）排桩支护

排桩支护是由钢筋混凝土灌注桩、预制桩等组成的排桩墙体，通过桩体的抗弯、抗剪能力承受侧向荷载，适用于软土、砂土等多种地质条件。排桩支护具有施工灵活、对周边环境影响较小等优点，在深基坑工程中应用广泛。例如，在某城市地铁车站深基坑工程中，采用直径 1000mm 的钻孔灌注桩作为排桩支护结构，有效控制了基坑变形。

（二）地下连续墙

地下连续墙是在地面上采用专用设备，沿着基坑周边开挖出一条狭长的深槽，在槽内吊放钢筋笼后浇筑混凝土，形成一道连续的地下墙体。其具有刚度大、止水效果好、整体性强等特点，适用于深度较大、周边环境复杂的基坑工程。如在上海某高层建筑深基坑工程中，采用地下连续墙作为支护结构，墙深达 35m ，成功抵御了复杂地质条件下的侧向压力。

（三）土钉墙支护

土钉墙支护是由土钉、喷射混凝土面层及原位土体组成的复合支护结构，通过土钉与土体的相互作用，提高土体的整体稳定性。该支护结构适用于地下水位较低、地层较好的基坑工程，具有施工速度快、成本低等优势。在某住宅小区基坑工程中，采用土钉墙支护，土钉长度为 6-9m ，间距 1.5m ，有效保障了基坑开挖过程中的安全。

（四）钢板桩支护

钢板桩支护是利用钢板桩的锁口相互连接形成的连续墙体，具有强度高、施工便捷、可重复使用等特点，适用于软土、淤泥质土等地质条件。但钢板桩支护的刚度相对较小，变形较大，一般适用于深度较浅的基坑工程。

二、深基坑支护结构的设计要点

（一）地质勘察与荷载计算

在进行深基坑支护结构设计前，需进行详细的地质勘察，明确场地的土层分布、岩土力学性质、地下水位等情况，为设计提供准确的地质参数。同时，要合理计算支护结构所承受的荷载，包括土压力、水压力、地面荷载、施工荷载等。土压力的计算可采用朗肯土压力理论或库仑土压力理论，根据具体地质条件选择合适的计算方法。

（二）支护结构的选型与布置

根据地质勘察结果、基坑深度及周边环境要求，合理选择支护结构类型。在布置支护结构时，需确定桩（墙）的间距、长度、截面尺寸等参数，确保支护结构具有足够的强度和刚度。此外，还应考虑止水帷幕的设置，防止地下水渗入基坑，常用的止水帷幕有高压旋喷桩、深层搅拌桩等。

（三）基坑稳定性验算

基坑稳定性验算包括整体稳定性、抗倾覆稳定性、抗滑移稳定性等内容。整体稳定性验算可采用圆弧滑动法，确保基坑在开挖过程中不会发生整体滑动；抗倾覆稳定性验算需保证支护结构在侧向荷载作用下不发生倾覆；抗滑移稳定性验算则要防止支护结构沿基底发生滑动。只有各项稳定性指标均满足要求，才能保证基坑施工的安全。

（四）变形控制设计

基坑变形是影响周边环境的重要因素，因此在设计中需进行变形控制设计。通过计算基坑的最大沉降量、水平位移量等参数，采取相应的措施减少变形。例如，增加支护结构的刚度、设置锚杆或内支撑等，均可有效控制基坑变形。同时，要根据周边建筑物、地下管线的允许变形值，制定合理的变形控制标准。

三、深基坑支护结构的施工关键技术

（一）施工前的准备工作

施工前，需做好场地平整、排水设施布置、施工机械设备进场及调试等工作。同时，要对周边建筑物、地下管线进行详细调查，并采取相应的保护措施。此外，还应编制详细的施工组织设计，明确施工顺序、施工工艺及质量控制要点。

（二）支护结构施工技术

1. 排桩施工：钻孔灌注桩施工时，应控制钻孔垂直度、孔径及孔深，确保钢筋笼制作与安装质量，浇筑混凝土时要保证连续浇筑，避免出现断桩现象。

2. 地下连续墙施工：需严格控制导墙施工质量，确保其垂直度和强度；成槽过程中要及时进行泥浆护壁，防止槽壁坍塌；钢筋笼吊装时要保证其平稳性，避免碰撞槽壁；混凝土浇筑应采用导管法，确保混凝土密实。

3. 土钉墙施工：土钉成孔可采用机械钻孔或人工洛阳铲成孔，成孔后及时插入土钉并注浆，注浆应饱满；喷射混凝土面层施工时，要控制配合比和喷射厚度，确保面层强度。

（三）基坑开挖与支护协同施工

基坑开挖应遵循“分层开挖、先撑后挖、限时开挖、严禁超挖”的原则，与支护结构施工紧密配合。开挖过程中，要及时进行支护结构的安装或浇筑，减少基坑暴露时间。同时，要做好基坑排水工作，避免地下水对基坑开挖造成影响。

（四）施工监测与反馈

施工监测是保障深基坑工程安全的重要手段，应贯穿于施工全过程。监测内容包括基坑周边土体沉降、支护结构水平位移、地下水位等。通过对监测数据的分析与反馈，及时调整施工参数，确保基坑施工安全。当监测数据超过预警值时，应立即停止施工，并采取相应的加固措施。

四、结论与展望

深基坑支护结构的设计与施工是一项复杂的系统工程，需要综合考虑地质条件、周边环境、施工技术等多方面因素。合理选择支护结构类型，严格把控设计要点和施工关键技术，加强施工监测，是确保深基坑工程安全、高效进行的关键。

随着建筑技术的不断发展，深基坑支护结构的设计与施工技术也将不断创新。未来，应进一步加强新型支护材料的研发与应用，推广智能化监测技术，提高深基坑工程的信息化管理水平，为建筑工程的安全与可持续发展提供有力保障。

参考文献

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