土建基础施工中深基坑支护施工技术

土建基础施工中深基坑支护施工技术

印文云

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摘要：在现代土建工程中，深基坑施工是一项至关重要的环节。由于其深度大、环境复杂，对支护结构的设计和施工技术提出了极高要求。本文将深入探讨深基坑支护施工技术在土建基础施工中的应用，分析其关键技术和施工流程，以期为相关工程提供参考。

关键词：土建基础施工；深基坑支护；施工技术

一、深基坑支护概述

深入探讨土建基础施工中深基坑支护的重要性，我们首先必须对这一领域的基本概念有所了解。深基坑支护，顾名思义，是指在进行深基础施工时，为了防止坑壁坍塌，保护周边建筑物安全，以及确保施工人员的生命安全，而采取的一系列工程技术措施。它不仅是土木工程中一项关键的施工技术，更是保障整个建设项目顺利进行的基石。

在现代城市化进程的快速推进中，高层建筑和地下空间的开发变得越来越普遍，而这就意味着深基坑的开挖变得日益频繁。随着建筑高度和地下层数的增加，深基坑的深度也随之加大，使得深基坑支护技术的应用变得越来越复杂。例如，武汉绿地中心的基坑深度达到了惊人的50米，这就要求施工方采用高精度、高效率、高可靠性的深基坑支护技术以确保施工安全。

深基坑支护的类型多种多样，根据支护结构的形式，大致可以分为以下几种：土钉墙支护、混凝土灌注桩支护、地下连续墙支护、钢板桩支护、预应力锚杆支护以及重力式支护等。每种支护方式都有其特定的适用条件和优势。例如，土钉墙支护适用于地下水位较低、土质较好、开挖深度不大的基坑，其特点是施工简便、成本较低。而地下连续墙支护则适用于地下水位较高、地质条件复杂或基坑深度较大的工程，其优点是刚度大、防渗效果好，但施工成本相对较高。

深基坑支护技术的发展历程，无疑是一部科技进步与人类智慧的交融史。从早期的简单支护手段，如挡土板和木桩，到如今的预应力锚杆、自动化钻孔灌注设备，每一次技术的革新都伴随着对施工安全、效率和成本控制的优化。特别是近年来，随着信息技术的融入，BIM（建筑信息模型）技术、无人机监测、自动化施工设备等的广泛应用，使得深基坑支护施工的精确度和安全性达到了前所未有的水平。

二、深基坑支护设计与计算

深基坑支护设计与计算是整个施工过程中的核心环节，它直接影响着支护结构的稳定性、经济性和施工的可行性。在设计过程中，需遵循一系列设计原则，充分考虑地质条件、基坑尺寸、地下室结构以及周边环境等因素。

设计原则首先强调的是安全性。支护结构必须能够承受基坑开挖过程中可能产生的各种荷载，包括土压力、地下水压力、施工荷载以及可能的地震荷载。此外，设计还需考虑基坑在施工期间和使用期间的稳定性和变形控制，以防止对周边环境造成影响或破坏。

荷载分析是设计过程中的关键步骤。通常包括以下几种荷载：（1）主动土压力，即由土体自身重量引起的向内推的力；（2）被动土压力，当土体被侧向挤压时产生的向外推的力；（3）地下水压力，由地下水位引起的额外压力；（4）施工荷载，如临时支撑、运输设备和施工人员的重量；（5）地震荷载，考虑可能发生的地震影响。通过详细的荷载分析，可以确保支护结构设计的针对性和适用性。

稳定性计算是设计过程中必不可少的环节。它主要涉及对支护结构在不同工况下的稳定性评估，包括但不限于极限平衡法、弹性地基梁法、有限元法等。这些方法通过计算结构的位移、应力和应变，以确保支护结构在荷载作用下的稳定，同时也要考虑可能出现的滑动面和破坏模式。通过计算，工程师可以对设计进行优化，以达到最佳的结构性能。

选型策略是基于项目特定条件选择最合适的支护系统。这需要对各种支护技术的特性、成本、施工难度、工程地质条件和项目需求进行全面权衡。例如，当地质条件良好，地下水位较低，且基坑深度不大时，土钉墙支护可能是成本效益高的选择。然而，对于地质复杂、地下水位高或深度较大的基坑，地下连续墙或预应力锚杆支护可能更为合适，尽管它们的初始投资成本可能较高。

设计与计算过程中，还要特别注意施工过程中可能的环境影响，如对周围建筑物的沉降控制、土壤和地下水保护等。此外，设计应具有一定的灵活性，以适应可能出现的不可预见的情况，比如地质条件的改变或施工计划的调整。

三、深基坑支护施工技术与管理

深基坑支护施工技术与管理是确保深基坑工程安全、高效完成的关键。在实际施工中，严格遵循科学的施工流程，运用先进的施工技术，以及实施有效的工地监测和质量控制，是保证工程顺利进行的必要条件。

施工流程的规范性是施工管理的基础。在开始施工前，应先进行详细的地质勘查，以了解土层特性、地下水状况及周边环境，为设计提供科学依据。接下来，根据设计图纸，进行支护结构的安装，这可能包括打桩、挖土、安装模板、灌注混凝土等步骤。在施工过程中，要格外注重支护结构的安装精度和材料质量，确保每一环节都符合设计要求。

关键技术的应用是提升施工效率和质量的关键。例如，钻孔灌注桩技术，在深基坑支护中扮演重要角色，其工艺流程包括定位、钻孔、清孔、钢筋笼制作与吊装、灌注混凝土等。每个步骤都需严格管理，如钻孔深度的精确控制、混凝土配比的质量保证，以确保桩体的承载能力和稳定性。此外，自动化钻孔设备和智能灌注系统的应用，能显著提高施工精度和速度，降低人为错误。

工地监测是施工过程中不可或缺的一环。通过设置监测点，对基坑位移、地下水位、土体应力等关键参数进行实时监控，可以及时发现并预防潜在的安全隐患。例如，使用位移传感器监测土体和周边建筑物的沉降情况，一旦发现异常，可以立即调整施工方案，确保安全。同时，监测数据的分析也有助于优化施工工艺，提高施工效率。

质量控制是保证深基坑支护施工质量的重要手段。施工过程中，要对每道工序进行严格的检查，确保材料质量、施工工艺和施工结果符合规范要求。此外，还应定期进行安全评估，确保所有的施工活动都遵循安全规范，减少事故的发生。项目管理者应定期对施工队伍进行技术培训，提高其专业技能，减少因人为因素导致的质量问题。

安全管理也是施工管理中的重要组成部分。施工过程中，应设置安全防护设施，如防护栏杆、安全网，确保作业人员的安全。同时，制定并执行严格的施工安全规程，对可能的危险源进行识别和控制，如设立专门的应急救援计划，预防和应对突发事故。

为了持续改进施工技术与管理，企业应建立完善的施工质量管理体系，引入BIM等信息技术，实现施工过程的数字化和信息化。通过BIM技术，可以实现施工过程的三维可视化，优化施工方案，提高施工效率。同时，可以利用物联网设备进行实时监控，及时发现并处理问题，降低风险。

总结起来，深基坑支护施工技术与管理是一个系统性的工程，涵盖施工流程、关键技术和工地监测等多个方面。通过科学的施工流程，采用先进的施工技术，实施严格的工地监测和质量控制，以及强化安全管理，能够保障深基坑支护工程的安全和质量，推动土建基础施工行业的进步。随着技术的不断革新，深基坑支护的施工方法和管理策略也将更加精细和高效，以适应未来的挑战。

结束语

总结全文，深基坑支护施工技术是土建基础施工的重要组成部分，其科学合理的设计与施工直接关系到工程的安全与效率。随着科技的不断进步，新型支护技术和设备的应用将更加广泛，对深基坑支护施工的精细化管理也将日益提升。对于未来，我们期待着更安全、更经济、更环保的深基坑支护技术的出现，以推动土建工程的可持续发展。

参考文献

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[3]杨家胜. 土建基础施工中的深基坑支护技术[J]. 建材发展导向, 2024, 22 (12): 112-114.