深基坑支护技术在岩土工程基础施工中的应用研究

深基坑支护技术在岩土工程基础施工中的应用研究

黄继华

中国葛洲坝集团股份有限公司 湖北武汉  430000

摘要：现阶段，岩土工程勘察及深基坑的支护问题对工程建设影响较大，而控制好土体的位移及周围环境，对推进施工及保障安全有非常重要的作用。为此，基于软岩地区的工程建设，对于深基坑支护及施工，相关人员需要改进勘查技术，因地制宜地设计建设参数与技术标准，对施工场地和施工环境进行智能化监测，安全、有序地加强施工现场管理。

关键词：深基坑；支护技术；岩土工程；基础施工；应用研究

1导言

在岩土工程中，深基坑支护作为最基础的支护体系，直接关系到建筑稳定性和荷载分配均匀性，影响到建筑的使用和寿命。

2工程概述

本文以某建筑工程为例介绍深基坑支护技术应用，该工程总面积约11390m2，地下建筑面积16735m2，地上建筑面积35570m2，建筑物长120m，宽77m，高69m。施工现场环境较为复杂，北侧基坑范围内设置有排水管道、电力设施、道路等基础设施，西侧基坑范围内包含道路、电力设施、供排水系统等工程。在西侧设置彩钢房，在西南角和东北角设置材料堆场以及棚木区，在基坑南北侧计划建设停车场。本工程所处地区雨量充沛，温暖湿润，每年降雨量可以达到1600mm，属于平原地区，高层在3.5~5.0m。基坑土层结构主要为淤泥、杂填土以及粘土。

表1基坑土体结构物理性质

3岩土工程深基坑支护问题

3.1力学参数选取不科学

所谓力学参数，一般情况下所指代的就是岩土之中的内摩擦力以及土体凝聚力，这两种指标数据是研究土体破损程度的关键力学指标。除此以外，进行支护设计的进程中，工作人员还应该依据被动土的压力情况与主动土压力情况进行设计，经由此可以得见，进行土体受力问题的分析研究，应该结合较多种因素与数据。但是纵观现阶段我国岩土工程情况来看，可以发现一部分支护工程的设计工作，选用了不正确的力学指标，从而导致方案与实际工程情况不相符合，特别是在实验室中得出的数据信息，与实际工程具有较大差距，其中最为显著的问题，就是对力学参数信息的选用不合理，错误估算了土体内摩擦力以及相应的凝聚力，从而在应用相应的建筑构造设计软件时，没有办法获取与其相适配的支护构造设计，从而导致后续工程作业中土体出现塌陷、围护构造变形等状况。

3.2土体取样流程失误

进行深基坑支护设计，应该对施工环境中的土体展开科学的样品采集工作，很多勘测工作者对于支护构造的关注程度较低，从而没有依据相应规范标准，对土体取样工作科学操作，使得取样工作流程不规范，土体信息数据出现了失真等问题。除此以外，我国明确下发了相应文件，要求土体勘测工作具有清楚全面的要求标准，一切工作流程上的变更或者流程缺失，对于土体勘测工作的最终成果都会造成无法挽回的后果，因此需要相应勘察人员细致了解与测量土体参数，规避问题出现。

3.3设计与实际工程不符

很大一部分基坑支护设计人员，将支护构造与以往的建筑工程中所应用的挡土墙混为一谈，不但没有达成借助力学知识进行设计的目标，还在设计工作中根据挡土墙的设计经验展开方案规划，这就使得设计内容与实际岩土工程之间具有较大差别，这必然会导致工程施工偏差，对工程建设造成不良影响，同时还会提高后续的返工、维护等相应的资金费用成本，提高不必要的工程造价，阻碍工程顺利有序进行。除此以外，一部分支护构造设计者不具备实际的工作经验，基本上都是闭门造车，设计方案没有实效性意义，这就为建设人员造成了较大的阻碍与限制，并且也会在某种程度上提高设计方案的缺陷性，降低工程质量。

4深基坑支护施工

4.1施工准备

施工前,设计人员与施工人员一同到现场勘查，对基坑施工条件展开全面调查，进一步完善施工方案和设计方案，降低设计变更和施工变更的概率。对全体施工人员进行技术交底，明确施工要求，对所有施工人员进行约束和规范，让施工人员掌握施工技能，明确施工流程和工序。通过定期组织施工人员素质培训，提高其安全意识。结合施工方案制定详细的施工流程计划，根据施工进度积极和各方人员进行沟通，要求施工期间协调配合。定期组织各级部门会议，就下一阶段施工问题进行讨论，防止欠挖、超挖等问题，提高深基坑结构稳定性。

4.2支护方案

根据现场施工条件以及基坑结构确定基坑支护方案。考虑到施工现场土壤结构相对较弱，管线纵横，存在很多基础设施工程，因此选择坑内支护结构，提高基坑稳定性，同时使用钢支架和混凝土支架进行支护。两者对比分析，钢支架结构更稳定，且拆装便利，钢材料也能重新回收使用。本工程支护体系选择两个钢筋混凝土支架垂直放置于基坑内，避免基坑发生变形，减少基坑对附近道路桥梁的影响。第一支架选择桩顶冠梁，高度约达到-2.2m，第二支架连接支撑桩，高度应达到-6.75m。清理孔桩的混凝土保护层，使用钢筋连接混凝土，用两根钢筋稳定连接支架，竖向钢筋焊接在钢筋桩上，焊接长度应达到300mm以上，完成围护结构。

4.3钻孔灌注桩

基坑开挖按照从浅至深、从边缘至中心的顺序进行，以机械挖掘为主，人工挖掘为辅，按照设计参数进行开挖施工。施工开挖时，若岩体强度过高导致开挖施工较为困难，则需使用爆破开挖的方式。为避免对土体结构稳定性产生影响，应严格控制爆破药量、深度以及速度，在开挖桩底部设置减震沟，减轻爆破对支护结构和土体结构的影响。水平支护系统使用井型钢柱作为竖向支护，在钢柱下设置现浇桩，在钢柱覆板周边和角钢焊接，上部使用0.25m钢筋混凝土支撑，下部使用3m柱桩支撑，柱桩可采取工程桩支撑，减少工程量。采取长螺栓灌注桩方式展开施工，充分考虑到施工挡水情况，使用导管进行承压水的排放，保证承压水可以顺着沟渠顺利流出，避免支护结构长时间暴露影响其稳定性，还需要在施工期间关注天气变化，尽可能避免雨季施工。同时，可进行应用抗拔锚杆施工，确保预应力达到要求，当锚杆墙达到设计强度后，立即锁定锚杆保证支护工程稳定性。

4.4深基坑水幕层

主要选择双螺杆水泥混合桩作为水幕层，施工前提前试桩，确定挖掘深度、材料混合比以及喷射速度等参数，保证施工质量。施工期间，为了避免基坑发生土体变形，影响周边环境以及建筑物，需要在底部支撑桩设置水泥混合桩，对土体也起到加固作用，同时也能在一定程度上减轻支撑桩荷载，降低施工成本。水泥混合桩直径为0.5m，高度控制在-10.5m，水泥含量控制在15%以下。

4.5排水施工

由于基坑靠近市政管线、建筑物以及道路，沉降法排水很难取得良好的效果，且基坑内含有不透水的黏土层，因此选择修建明渠排水沟进行排水，防止地表水流入基坑内。

4.6施工效果

由于本工程开挖基坑深度较深，现场条件较差，宜采取分层施工、对称开挖的方式展开作业，支撑桩设计应按照对应强度标准展开，保证支撑桩高度控制在0.55m，第一支护混凝土需要达到80%设计强度后，才能进行后续开挖施工；第二支护高度应达到7.85m，再增加围护结构。当第二支护混凝土达到80%设计强度后，继续开挖至10.36m。给水井和电梯井采取机械开挖方式，距离设计标高较近时，更换为人工开挖。完成垫层开挖施工后，需要在24h之内完成浇筑施工。当底板混凝土达到80%设计强度后，可进行第二道混凝土支撑的拆除作业，地下楼板混凝土达到80%设计强度，可以将支撑模板拆除，完成剩余施工后回填土层。由于本工程开发面积大，深度大，环境复杂，施工期间，需安排监测机构对附近环境展开监测，密切关注位移、沉降等异常情况，发现异常后，立即采取加固处理措施。要求支撑桩累计变形量不超过40.5mm，沉降量不超过20.8mm，周围管道变形不超过6.5mm，确保施工安全。

5深基坑支护施工的质量控制措施

5.1结合现场条件优化支护方案

由于岩土工程经常面临特殊的地质条件，需要施工人员进行现场勘察，详细调查施工现场土质、水文以及环境信息，通过现场勘察与调研，设计最合适的支护方案。支护方案决定着施工是否能顺利进行，是避免工期、预算超额的关键。因此，施工人员应准确测量施工现场条件，基于大量数据勘测工作，了解施工现场的支护需求，准确选择支护类型。准确选择支护方案才能提高基坑结构稳定性，保障施工安全，为后续施工的顺利进行奠定基础。

5.2优化深基坑支护排水设计

深基坑排水是保证深基坑施工顺利进行的重要因素，良好的排水设计可避免地下水影响，有利于提高支护结构稳定性。设计人员在排水设计时，需要深入分析岩体土质，充分考虑到开发阶段对土体稳定性的影响，分析地表水以及地下水水量，预测对支护结构可能产生的影响，从根本上保证施工顺利进行。常见的排水设计主要包括集水井、排水渠等方式，提高排水设计的排水能力，从而保障支护结构的安全稳定。

5.3优化支护方案设计参数

支护方案设计参数是保障支护施工顺利进行的依据，施工单位应验证支护方案参数和标准的准确性和合理性，避免施工期间出现设计变更或施工变更的情况。施工人员务必精确进行现场勘测工作，在数据支持下确定施工顺序，结合以往的施工经验，预测可能出现的施工事故和安全事故，提前做好应急预案。挖掘深基坑前，要详细了解深基坑周围地质和现场环境，在数据勘测基础上进行挖掘施工。按照从浅至深、从边缘至中心的顺序进行挖掘，以机械挖掘为主、人工挖掘为辅，保证开挖施工的安全性，保证开挖线路达到设计要求，避免重复施工。

5.4加强施工质量监理

（1）安排监理人员对施工过程进行定期监督管理，采取定期检查和不定期抽检的方式展开检查，发现有任何问题，要求施工人员立即整改，整改合格后才允许进一步工作。监理人员展开过程性监理，充分利用信息技术手段进行远程监理，密切关注施工人员的问题，尤其是施工过程中掩蔽位置可能存在的质量隐患，检验合格后才能进行下一阶段施工。（2）监理人员负责对施工人员展开技术培训和安全教育，结合本阶段施工内容进行实训，强调技术要点和质量问题。要求施工人员施工期间按照技术标准操作，同时展开安全教育，使用深基坑施工常见安全事故为案例，警示施工人员，提高其安全意识，在施工期间做好安全防护。（3）定期组织安全事故演练，一旦发生安全事故，可以立即采取有效的解决措施，将人员和工程损失降到最低。在施工现场，充分利用安全标语和广播，督促施工人员重视安全作业，最大程度上规避安全事故，提高全员安全意识，实现零事故施工。

6结语

岩土地质是特定地质生态环境下形成的岩石力学介质，其各项性能均有不同，增加了岩土工程建设施工难度，不同地质结构需要采用不同的施工措施。深基坑施工的要点在于控制地质基础的变形、渗水等，改善基坑的抗应变能力，为后续施工奠定良好基础。基坑开挖、桩基钻孔、灌浆等均应符合技术标准。施工人员应合理控制相关参数，保证质量。

参考文献

[1]李伯潇,兰阳.深基坑支护技术在岩土工程施工中的应用探究[J].中国设备工程,2021,(16):215-216.

[2]朱俊.深基坑支护施工技术在岩土工程基础施工中的应用[J].住宅与房地产,2021,(12):228-229.

[3]杨俊岭,赵朕,崔晓亮.岩土工程基础施工中深基坑支护施工技术的应用分析[J].工程建设与设计,2020,(08):41-42.

[4]朱凯歌.岩土工程基础施工中深基坑支护施工技术的应用探析[J].价值工程,2020,39(10):98-100.