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摘要：随着社会的发展，我国的城市化进程发展迅速，建筑工程建设越来越多，建筑工程领域迎来了空前的发展机遇。随着建筑业的这些发展给人们的生活带来了更大的便利，但与此同时，一些在施工中的现实问题也变得更加复杂。在建筑工程施工中，深基坑支护的施工是一项重要内容，尤其是随着众多建筑工程纷纷往地下空间发展，更加凸显出了深基坑支护工程的重要性。本篇文章主要对深基坑支护进行了概述，然后分析了深基坑支护施工技术的特点，提出了深基坑施工技术的要求和问题，最后阐述了深基坑支护的的技术方法和具体应用，以供参考。
关键词：建筑工程；深基坑支护施工技术；管理
引言
建筑业是国家的重要产业，自我国改革开放以来，建筑业的发展一直都蒸蒸日上，同时随着社会经济的迅速增长及科学技术的日益发达，相关施工技术也在不断进步。深基坑支护工程是建筑工程中的重要分项工程之一，它的施工质量直接关系着建筑工程的整体施工质量。深基坑支护的施工，在保障建筑结构的稳定性方面发挥着重要作用，进而影响着建筑的使用寿命。不过，观我国的深基坑支护的施工技术现状来看，其中仍旧存在着一些问题，它们是阻碍施工技术进步的重要因素。笔者结合实际，对建筑工程施工中深基坑支护的施工技术及相关问题进行了探讨，仅作抛砖引玉之用。
1深基坑支护的基本概况
1.1深基坑施工的概念
一般情况下，深基坑是指底面积在 27 平方米以内、底长边小于三倍短边、开挖深度在 5 米及以上、地下室三层及以上的工程。部分地质条件、周围环境、地下管线较复杂的工程开挖深度小于 5 米也被认为是深基坑。相应的，深基坑施工即是指在符合上述条件的情况下进行的土方开挖、支护等工作。
1.2 深基坑支护工程简介
深基坑支护工程主要包含于一些附带大型地下室的建筑工程当中。近年来，随着城市的发展，城市当中的土地资源日益稀缺，所以建筑工程一方面往高层及超高层发展，另一方面也在往地下发展，因此出现了越来越多的地下室工程。而深基坑支护工程，就是在地下室的施工中必不可少的一项工程。并且，深基坑支护工程的另一目的是提高建筑的稳定性和安全性。从总体上来看，深基坑支护工程主要有两项特点：第一是其的地域性特点，由于我国地域广阔，各地地理性质差异较大，所以深基坑支护工程呈现明显的地域性特点，即各不同地域的工程施工方式及特点各不相同；第二是其的复杂性特点，由于深基坑支护工程的施工质量直接关系着整体建筑质量，所以在施工中需要涉及到很多复杂的工序及施工工艺，以及实际施工与结构设计往往存在一些差异，也增加了工程的复杂性。
1.3深基坑支护的重要性
众所周知，高质量的建筑工程建设必定需要有高水平的施工技术作为支撑。而建筑工程施工作为一项技术密集型的项目，则需要更加优良的施工技术作为支持。以致于从施工材料选择、施工工艺选择、施工技术的应用等方面都需要进行科学的技术加以引导，这样也才能有效促使建筑工程施工工作开展变得更加有秩序、有规律。而在所有的技术中，深基坑支护的科学性和先进性都是不言而喻的，通过该项技术，既能够有效确保建筑过程施工中的安全，又能打造出一个更加高质量、高水平的工程项目。
2建筑工程深基坑支护工程特点
2.1区域性
工程地质条件是深基坑支护结构选择的基本依据，不同的工程地质条件要用不同的深基坑支护技术。我国幅员辽阔，工程地质条件差异大，为建筑深基坑支护施工技术选用和实施增加了一定难度。
2.2复杂性
建筑深基坑支护工程设计中，要用到库论土压力、朗肯土压力等理论计算土压力，两种计算理论都以地质勘查报告为依据。由于工程场地地质情况随着季节、周围环境等变化而变化，工程地质参数也会发生相应的变化，增加了土压力计算难度。此外，地质勘查本身具有一定的局限性，与工程现场土体物理力学性能存在些许差异，会造成计算结果偏低或偏高，影响深基坑支护结构稳定性。
2.3深基坑支护种类较多
科学技术的不断进步为大型建筑带来了更多的深基坑支护类型，可以根据不同的建筑需要，选择适合的深基坑支护类型。其类型主要包括加固型支护和支档型支护，其中加固型支护又包括水泥搅拌桩、悬臂式、混合式支护等，支档型支护主要包括排桩或地下连续墙、水泥土墙、逆作拱墙等。选择支护类型的原则是在满足建筑安全性、稳定性的前提下，选择能够最大限度节省地下空间的深基坑支护类型。
2.4影响因素多
相关调查数据显示，国内平均每年深基坑失稳率高达 15%，其中软土地区地区最高。究其原因，主要与工程地质勘查精确性不足、施工质量不合格、基坑支护设计不当等相关，可见影响深基坑支护工程技术及质量的因素较多。
3深基坑支护施工的要求
3.1深基坑支护的设计要求
技术人员在深基坑支护设计作业时，需要对其位移量进行计算、控制，从而规避该项工程建设对于周边建筑物的影响。此外，工作人员还需计算支护结构变形量，从而实现对于这一参数的合理化控制，确保设计操作符合工程建设的要求。
3.2建筑工程深基坑支护施工要求
根据建筑工程深基坑支护工程特点，以及施工质量等方面要求，可知深基坑支护技术方案编制要考虑三个方面因素：建筑物占地面积、基坑边缘距、工程地质条件。对于深基坑工程，其安全性主要取决于支护技术，必须科学合理的选用支护技术。深入工程现场，对施工场地工程地质条件进行勘查、反复论证，提高工程地质勘查结果的精确性。然后，根据工程情况和地质条件等选择适合深基坑支护技术，编制相应的支护技术方案，明确支护工艺流程。建筑工程深基坑使用支护技术的主要目的在于两个方面：第一，保证基坑四周稳定；第二，保证基坑四周止水效果。通过深基坑支护技术，不仅要增强基坑四周土体的稳定性，还要提高基坑四周的止水效果，避免地表水流入基坑内，影响基坑整体结构稳定性，出现坍塌等问题。
4深基坑支护施工存在的问题
4.1土体力学参数选择失误
由于地质情况复杂，因此基坑上压力值计算精准度往往较差。基坑上体的相关参数，例如含水率、粘聚力、内摩擦角等，在施工开挖后均是可变的，因此在选择上情况也较为复杂。综合来看，土体力学参数的选择难度较大，一旦出现失误则为容易影响到施工质量和安全。
4.2实际受力与结构设计不符
目前我国主要根据极限平衡理论来计算深基坑支护施工安全系数，虽然理论上该方法的数值是科学有效的，但实际施工中由于结构受力状况复杂，出现变化较大，因此常常实际受力与结构设计不符。土体的受力是动态变化的，且在这一过程中还会发生形变，这是在结构设计时必须要重视的一点。
4.3缺少可行的施工方案
深基坑支护技术的应用十分广泛，实践经验丰富，技术也相对较成熟、简单，不过深基坑支护施工事故并非没有，鉴于深基坑施工的特殊性，一旦事故发生，救援工作相对难以展开，往往会造成较大的人员伤亡，这很大程度上是因为在施工前没有进行施工方案的预先设计，或者设计方案不够合理。
4.4土体勘察取样问题
土体取样是深基坑支护施工前的一项重要前期工作，通过土体取样，再对土体进行科学分析，可得到最合理的支护结构设计力学标准。但有时在实际取样时，施工方为降低成本而任意进行土体取样，而并未真正在施工范围内进行取样，从而无法准确了解施工现场真实情况，影响了后期施工质量。
4.5施工工艺的影响
施工工艺对深基坑支护技术的影响不容忽视，考虑到支护对安全作业的重要意义，一旦施工工艺不达标或者没有按照规范化的程序进行，造成钢筋混凝土强度不够，或者支护地点有偏差，不仅是建筑工程的施工受到影响，更对施工人员的人生安全产生极大威胁。
4.6地下水的影响
地下水会很大程度上影响深基坑支护，施工前必须充分了解施工地点地下水的情况，并有效解决，一般而言，应将地下水位降到距离基坑底部至少1米的距离，但由于地下水有上溢的可能，如果处理不够及时，地下水水位升高，深基坑相关工作就无法顺利进行，甚至带来安全隐患。
4.7材料的影响
深基坑支护技术应用于建筑工程施工时，对材料的要求是相对较严的，尤其是支护必须用到的钢筋、混凝土材料等，如果质量较差，造成强度不够等问题，就有可能导致安全事故的发生，这是影响深基坑支护技术应用的另一个原因。
5深基坑支护的施工技术
5.1边坡施工技术
在一些高层及超高层建筑的地下室施工中，深基坑支护的施工十分重要。随着施工深度的逐渐增加，边坡坡度会不断增大，一般可以达到八十到九十度，这与理论分析的六十度左右存在较大差异，因此边坡一旦开挖，土体中的三向受力平衡非常容易遭到破坏，从而在施工面周围引起一些可传递能量至周边土体的高能区，致使土体变形乃至坍塌。所以，在边坡施工时必须要合理控制好作业面的面积和深度等参数，并进行有效加固支护。
5.2土层锚杆技术
该技术在运用的过程中，主要是在深基坑中开展钻孔作业，并在此基础之上开展钢筋、钢绞线等材料的灌浆作业，确保建筑材料能够与土层合二为一，规避塌方等问题的出现，如图一。为了保障该设计功效得到充分的发挥，建设施工单位需要科学的开展地质勘探工作，并在此调查结果的基础之上，合理的选择钻机设备，确保施工场地的土质紧固性得到保障；另一方面，施工人员则需要加强对于施工现场区域水文条件的分析，并积极开展拉杆安放工作，促进锚杆与支护土层之间的联接稳定。
图一 锚杆施工技术
5.3排桩支护技术
排桩支护技术应用范围比较广，结构形式也比较多样。排桩支护结构施工过程中，注意以下要点：第一，当深基坑周围土质比较软、不能产生土拱时，可以选用连续排桩支护结构，同时对支护桩进行注浆排水，增强支护桩的支挡、防水能力。当然，除了采用连续排桩支护结构外，还可以选用连续排列钢筋混凝土板状和钢板修建支护结构，这种支护结构也可以较好的支撑作用；第二，当深基坑周围土质较好、能产生土拱，且地下水位不高时，可以修筑土拱，然后修建挖孔桩，按照柱列式排列。如果地下水位偏高，应选用钻孔灌注桩，按照组合式排列；第三，对于排列桩密度，要根据深基坑深度予以确定，一般基坑深度越大，排列桩密度越大。
5.4土钉支护施工技术
土钉支护的施工是深基坑支护施工中的重点工作之一。土钉支护施工技术应用的目的是利用土钉与土体间的相互作用，来增加边坡土体的整体性和稳定性，如图二。一般土钉支护包括三部分：土钉、喷射混凝土面层、防水系统。由于在土体变形过程中土钉具有十分复杂的受力模式，同时受拉力与弯力的影响，所以在施工中必须保证土钉长度满足于设计抗拔力。土钉孔的施工常利用人工洛阳铲，并且要在每个孔口上都标明孔的实际深度，以使其满足设计要求。在下钢筋前，要先认真检查。在浆液完成初凝前，要做好补浆施。各道工序都要进行严格把控，尤其要确保实际施工符合设计数据的合理范围，这样才能够保障施工质量。
图二 土钉墙支护技术
5.5降水井施工技术
以某深基坑支护工程的降水井施工为例，由于该工程槽底在上层滞水及层间潜水以下，具有水位变化复杂、水量分布不匀等特点，所以施工难度较大，宜设计70口左右600mm×25m的降水井。在施工中要控制好钻孔的孔径和垂直度，以确保在下井管时保持垂直居中，避免井位偏斜。其次为避免在钻孔时出现缩颈现象，可通过测桩径的方法进行检查。再者还要控制好滤料的质量及填入的质量，一般宜选用豆石作为滤料级配。
5.6挖槽施工技术
挖槽是地下连续墙施工的关键，为保证施工质量与施工效率，施工中应认真落实以下内容：①合理选择挖槽设备。挖槽所用设备类型有冲击式挖槽机械、抓斗式挖槽机械，前者适合应用在硬质地基中，后者适合应用在软质地基中。同时，选择挖槽机械时还应综合考虑，连续墙施工参数、水文地质、机械设备能力等内容，保证挖槽机械选择的合理性。②保证挖槽作业细节。挖槽作业时应保证泥浆的充足，结合不同挖槽方式，使用对应的泥浆使用方式，例如，应用切削刀具或钻头进行挖槽作业时应使用泥浆循环方式。应用爪斗式挖槽机械时应使用泥浆静止方式。另外，施工中应保证泥浆面超过地下水位1m以上，而且不能低于导墙顶面的0.5m。③加强挖槽参数控制。挖槽作业时相关参数控制的是否合理得当直接影响挖槽作业质量，因此，要求施工人员严格按照规范及设计要求进行，尤其应注重相关参数满足表1内容。
5.7深基坑支护的混凝土灌注桩施工技术
混凝土灌注桩技术通常是以钻孔灌注桩的形式出现。以某大厦的修建为例，它有120000平方米以上的建筑总面积，有超过45000平方米的地下面积，但由于地下包括四层结构，最深为地下22米，所以采用传统的施工技术，则很难进行钻孔，为此只能充分利用混凝土灌注桩施工技术，而通常，这一技术的应用是需要遵循相应步骤的。首先是要对建筑的钻孔位置加以明确，为了确保钻孔的质量，还要对场地周边的糟糕环境进行清理。其次，则是要将钻孔机安置在合理的位置，并事先制备好所要使用到的泥浆。然后就是使用钻孔机开始钻孔施工，再这一过程中，一定要对桩孔的孔径和深度进行严格控制，进而才能确保施工的质量，同时还要记得对桩孔进行清理。至于最后一个步骤，那就是吊放钢筋笼，并对混凝土进行浇筑。不过，需要牢牢记住的是：在对钢筋笼进行吊放的时候，一定要在钢筋笼上安装定位环，这样才能达到对钢筋笼吊放速度进行控制的有效目的，同时也能防止当钢筋笼下放的时候遇到困难，能够及时找到相应的解决对策，而不是不按规定对其进行强行下放。
5.8深层搅拌桩支护技术
该种支护技术利用水泥、石灰等固化性质，通过搅拌机将其与软体强制性的搅拌在一起，经固化后形成柱体，能很高的增强深基坑土体结构的稳固性，利于降低深基坑失稳率。通常的时候，若深基坑深度不超过7m，使用选用深层搅拌桩支护技术。从总体上看，深层搅拌桩支护技术优点十分显著，主要表现为：第一，将水泥与基坑土体强制性的搅拌在一起，最大程度利用了原土，工程量偏低；第二，强制搅拌对地基土没有侧向挤出作用，不会影响基坑四周及周围建筑物、构造物的安全；第三，可以根据不同的地质条件选择适合的固化剂；第四，施工振动小、噪音小，基本不会增加土体重量，也不会对周围居民造成困扰。
5.9护坡桩技术
作为常见的支护技术，护坡桩技术在工程建设环节中的运用时，普遍具有环保、效率高等特点。一般而言，该技术在工程建设作业中运用时，需要依据施工场地的具体状况。科学的制定桩型布置方案，确保加固防护作用的提升。为此，施工人员在项目建设的过程中需要加大施工的考察状况，并加强对于施工建设区域地质、地形、水文等状况了解，确保护坡桩支护作业的优点开展；另一方面，其还需要对护坡桩的位置、深度、间隔进行确定的；最后作业人员还需要把控浆液的选取以及浇筑过程，一般情况下，需要施工人员按照从孔底到孔口，自下而上的原则进行操作，从而实现工程建设稳固性的提升。如图三。
图三 护坡桩技术施工现场
5.10导墙施工技术
地下连续墙施工中，导墙不仅具有挡土作用，而且可作为测量的参考，还能发挥支撑重物及存储泥浆的作用。导墙形状有包括“【”与“L”两种类型，为保证施工质量，施工中应注重以下内容：首先，各槽段导墙应合理设置溢浆孔，数量应至少为两个。其次，导墙混凝土拆模后应及时在两片导墙之间增加支撑，支撑水平距离在 2~2.5m 为宜。最后，导墙之间的距离应超过地下连续墙厚度 30~50mm，误差范围在±10mm。导墙深度应通常控制在1~2m，并且顶面高度超过施工地面。
5.11钢筋笼施工技术
为保证钢筋笼施工质量，施工中应认真把握以下细节：①起吊应防止变形。起吊作业时应做好钢筋笼保护，防止其触碰附近物体而发生变形，必要情况下系绳索加以控制。入槽时确保钢筋笼与槽段中心位置对准，确保顺利插入槽中。②钢筋笼进入槽内后，应做好标高的检查，检查其是否满足设计要求，而后搁置在导墙上。另外，当钢筋笼为分段制作时，吊放时应加长，即，将下段钢筋笼垂直悬挂在导墙上，而后垂直吊起上段钢筋笼，确保两段钢筋成直线连接。③为保证混凝土厚度，在钢筋笼上焊接钢板或钢筋定位垫块，各槽段两个面应设置两个，并将竖向间距控制在 5m 左右。
5.12深基坑支护的排水技术
在建筑工程施工过程中，有很多的问题都是需要借助深基坑支护技术才能完成的。其中比较常见的就是：施工区域遭到地下水的渗透，鉴于这一问题的存在很容易造成地面下沉的情况，所以为了实现问题的有效解决，那就必须要依赖于深基坑支护技术的应用。在各方面条件允许的情况下，可以借鉴人工降水这一方法，其好处在于能够减少对深基坑支护结构产生的压力，同时还能确保土质条件得到改善，进而更合理的展开施工工作。反之，不具备有良好的环境条件，则可以对止水帷幕进行构建，其目的是利用其挡水作用，进而促使建筑工程施工的整体质量得到保证。
6建筑工程中深基坑支护技术的具体应用
6.1有效的施工组织方案设计
为确保土钉墙支护技术的质量，必须设计完善的施工组织方案。结合施工组织方案，进一步优化施工前期的准备工作，其中施工前期准备工作不仅仅要做好技术交底，还需要全面展开施工材料和施工设备的准备工作。对施工设备，必须展开有效的检测检验工作，避免设备质量不佳造成施工质量隐患。对于施工材料，主要是对土钉和混凝土、砂浆进行准备。严格控制砂浆和混凝土的配合比与搅拌时间，通过多次试验，获取最佳时间，保障施工的有效性。
6.2施工技术交底
施工技术交底是深基坑支护技术实施中的一项关键工作。通过施工技术交底，向施工技术人员讲解支护技术意图，让施工人员掌握支护工程的特点，以及施工过程中所需要的技术，了解支护工程施工技术难点和容易发生问题的环节，制定作业指导书及应急预案，确保深基坑支护施工顺利进行。进行施工技术交底时，要以建筑工程深基坑支护工程专项施工方案和图纸为依据，结合现行的规范和标准，交代清楚支护施工技术，完成施工技术交底工作。
6.3加强施工检测与监测
受客观因素影响，建筑深基坑支护结构的几何尺寸很可能出现不符合设计图的情况，为了避免发生这样的问题，深基坑开挖与支护结构施工前，必须进行测量放样，将设计图纸准确的放样在作业面上，减少支护结构几何尺寸误差，保证支护工程施工质量。同时，对支护工程所用的材料规格、性能等进行检测，不允许使用不合格产品。在深基坑支护施工过程中，对地下水和支护结构的位移、沉降等情况进行监测。地下水位监测是有周期的，在监测点安装监测设备后就可以正式进行监测。对支护结构位移、沉降监测时，可以将监测点布置在支护结构顶部、底部及中间位置，现场要有专门的巡视人员，定期巡视、记录，为后续工作提供指导。
6.4注重深基坑周围地面保护
在地面上进行深基坑开挖和支护时，随时都要安排好现场周围地面保护工作。一般情况下，若地表水渗入深基坑中，支护结构就会出现一定程度的位移，破坏支护结构，甚至是深基坑结构稳定性。为了防止出现这样的情况，可以在深基坑周围修建止水帷幕，堵、截地表水流入深基坑。止水帷幕常用的施工方法有深层搅拌、高压旋喷、压力注浆等，可根据实际情况选择适合的施工方法。若采用深层搅拌桩法，要确保使用的水泥浆比重合理，桩体搅拌均匀、成桩时间及工序等符合规定情况。
6.5对地下水进行重点防治
就深基坑相关施工工作而言，地下水带来的潜在威胁是非常大的，包括人员安全和工程质量等方面。鉴于深基坑施工周期较长、费用较高的基本情况，对地下水带来的影响的重视应该被放在工程安全相关问题的第一位。就现有条件来说，降水可以通过回灌技术来进行。地面沉降等情况的发生，通常是地下水流失所致，因此回灌技术即是设法使土层内的水量增加。其具体施行办法是，在降水井点和深基坑之间设置一个排水点，在降水井点抽水的同时，通过排井点直接将水反灌入较深的土层中，使地下水的总量保持不变，从而避免了地面沉降的发生。
6.6注重深基坑周围地面保护
在地面上进行深基坑开挖和支护时，随时都要安排好现场周围地面保护工作。一般情况下，若地表水渗入深基坑中，支护结构就会出现一定程度的位移，破坏支护结构，甚至是深基坑结构稳定性。为了防止出现这样的情况，可以在深基坑周围修建止水帷幕，堵、截地表水流入深基坑。止水帷幕常用的施工方法有深层搅拌、高压旋喷、压力注浆等，可根据实际情况选择适合的施工方法。若采用深层搅拌桩法，要确保使用的水泥浆比重合理，桩体搅拌均匀、成桩时间及工序等符合规定情况。
6.7防止发生极限状态
建筑深基坑支护工程的破坏性极限情况主要包括土体失衡、挡土部分承载力失效、基底位移、结构失稳、锚杆抗拔失效等。对于建筑深基坑支护结构而言，一旦发生以上极限状态情况，无论是支护结构本身，还是深基坑，都会遭受不同程度的破坏。因此，要想法设法的防止发生极限状态。当深基坑不深时，可以采用土钉、锚杆结构；当深基坑较深时，可以采用地下连续墙、单道或多道内支撑等形式深基坑支护结构。实际施工中，要结合深基坑深度选择适合的支护结构，防止发生极限状态。
结语
综上所述，建筑深基坑支护结构施工过程中加强施工技术管理是重要的，不仅能使现场施工顺利实施，还能保证支护结构质量，符合建筑深基坑安全施工要求，达成深基坑安全目标。为了做好支护施工技术管理工作，要认真进行施工技术交底、加强施工检测与监测、注重深基坑周围地面保护、防止发生极限状态，使深基坑支护施工技术顺利实施，实现深基坑施工安全。
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论文作者:王坚1,董展魁2,王佳庆3
论文发表刊物:《基层建设》2018年第1期
论文发表时间:2018/5/15
标签：深基坑论文; 施工技术论文; 技术论文; 结构论文; 工程论文; 基坑论文; 作业论文; 《基层建设》2018年第1期论文;