摘要：随着中国建设和经济发展的不断完善，建设项目中深基坑的建设成为我国的基础工程之一。基础井支护技术在深基坑施工中的科学合理应用，对今后项目的稳定性和安全性起着决定性的作用。因此文章重点就基坑支护技术在建筑土木工程施工中的应用展开分析。
关键词：基坑支护；土木工程；施工应用
在现代化的工程施工建设中，高层建筑越来越多，相应的地下建筑部分也越来越深，规模越来越大。在这种大型建筑工程、大型楼体大厦的建设施工过程中，对地下基坑构建支护体系很有必要。虽然基坑支护体系只适用于暂时性的施工支护保障，但其重要性却毋庸置疑，是保证建筑施工质量的关键因素。
1深基坑支护的特点
（1）施工难度较大。因为基坑开挖面积较深，如果遇到地下地质情况复杂如淤泥等地质情况，会导致支护桩成孔难度较大，直接影响到支护整体体系的完整性。基坑邻近的建筑物较多，开挖过程中很可能会出现边坡塌方、建筑物和路面开裂、下沉等现象，甚至出现桩间渗水严重直接导致桩间土流失，导致基坑侧边塌陷，影响支护安全等，情况严重时导致重大事故。（2）施工工期长，风险大。现在大部分高层建筑都处于城区范围内，周边环境复杂且国家对于环保、扬尘、渣土运输等管控措施严格，导致作业时间和作业空间受到很大的限制，深基坑的施工进度很难按照进度要求推进。总所周知，基坑的在设计中有明确的保质时间，工期过长，基坑暴露时间越长，对于基坑的安全有很大的影响。（3）施工工艺。主要指的是桩基施工及开挖机械的施工，要根据不同的地质条件选择不同的施工机械，目前常见的有旋挖、水钻孔、锚杆等。选择正确的施工机械和技术，对缩短施工工期有决定性影响。
2深基坑支护技术的注意事项
2.1施工前的注意事项
在深基坑支护施工前，要设计出完善的施工方案，结合整个工程的实际情况，将合理的设计方案贯彻到整个工程之中。首先应合理调整深基坑施工的数据与施工参数。比如要考虑深度与与边界的大小，还要考虑施工场地的地址条件与周围环境设施对施工的影响，要经过多方面的考虑与考察在实际中制定与调整施工方案，把影响降至最低。然后就是根据施工要求与实际情况进行深基坑支护的方法进行调整，施工过程中，施工建设人员必须要做到对深基坑的区域环境、土壤条件和资金投入进行综合分析，最终找到最合适的支护方法。
2.2施工过程中的注意事项
（1）一定要考虑深基坑施工对环境的影响，保护自然环境避免周围建筑的影响，确保施工过程的安全与稳定。（2）有必要对施工现场进行综合的调研。对施工现场详尽的了解，不但可以及时了解施工进度，还可对施工中遇到的问题和困难及时发现和处理，并能清楚地意识到施工对环境和人员的影响，为项目的顺利开展奠定良好的基础。
2.3及时对支护方法进行调整
土壤情况与土层情况也对施工有影响，施工设计要求在施工中不能完全作为参照，要根据实际情况进行施工，要及时采取灵活应对现场出现的各种意外的发生，及时采取相关措施，主动的解决现场出现的各种状况，只有这样才能保证项目建设顺利进行。
3建筑工程深基坑支护施工技术
3.1土钉支护技术
基坑的坡度通常需要进一步加固和处理。在现场的施工中，主要利用土钉支护的方法。土钉与土钉之间产生摩擦力，提高深坑土层的稳定，若施工前期没有做好土层的检查，就可能导致滑坡，在具体施工前，需要做好施工现场的勘察工作，了解施工现场的土层，估算土钉能承受的重量，以便施工的顺利进行。在深基坑支护施工中，土钉支护技术的应用需要考虑以下几点：（1）应根据具体情况，通过对现场施工情况的调查，严格按照施工规定，对土壤进行拔钉试验，在拉拔过程中，拉拔强度必须与其设计的结构特点相符合，在实验进行中设监察小组对现场情况进行严格的把控，严格控制土钉的注浆强度和注浆量。（2）控制钻孔的深度。根据钻机的总长度把控钻孔的深度。打好钻孔以后，将井眼的深度和直径准确的记录并标记好位置，为后期施工提供准确的数据参考。（3）要严格控制各种外加剂的用量和物理参数，依旧控制各种水泥材料的比例，在注浆的时候，可以利用均匀砂浆的自重填充孔，在初凝之前进行局部修复，保证灌浆的均匀性和致密性。
3.2钢板桩支护技术
钢板桩支护技术在民用和工业建筑中的应用主要采用热轧钢和锁具或钳口，
实现有效连接的目标，最终令桩墙成型。在正常施工中，深基坑为U型深坑形状、Z形深坑形状以及直网形都很常见。这些形状的钢板桩使用方便，使用效果更加好。再说到钢板桩的不足之处，这些不足体现在材质上，钢板桩质地比较软变形问题就会产生。另外，噪声污染也是钢板桩施工过程中遇到的阻碍，钢板桩的运用应该避免人群进行施工。在实际施工中，工作人员如想使用钢板桩技术进行，就应全面考虑钢板桩的优缺点，并结合施工现场周边环境做出最终考量。
3.3锚杆支护施工技术
针对粉土、砂土等质地较为坚硬的粘土层，可以采用该支护技术对深基坑进行保护，把挡土结构与外接系统进行结合，形成组合式深基坑支护结构。主要利用内部设置的锚杆来优化围岩土层应力，对附近土体进行加固和保护。该支护技术已经被很多施工企业应用。锚杆支护施工过程中，应该根据相关规范要求进行施工操作，施工作业之前制定详细的方案，准备好施工材料，选用强度较高的锚杆。然后结合深基坑所在区域的地质和水文情况，确定施工工艺技术，计算出锚杆深度。再对边坡加固及排水进行合理设计，使边坡高度更为合理，设置好足够数量的排水设施。前期的准备工作越充分，深基坑支护结构就会变得越稳固，为后续的施工打下坚实的基础，从而更好地保证工程施工质量。
3.4钻孔灌注桩支护施工技术
该技术利用机械设备对土层进行钻孔作业，把钢管挤入土层中，可以在深层地基中进行打桩；采用机械设备把钢筋笼放入到桩洞当中，然后对桩孔注入足够强度的混凝土浆液，对深基坑附近土层建立起桩体支护体系。可以避免外部土层的侧向压力对深基坑稳性造成影响，对施工技术要求比较高。在灌注桩施工作业之前，需要及时了解施工区域的地质条件，从而优化施工作业设备，设计好灌注桩间距，采用钻孔机来进行准确地定位。确定好前后位置之后进行安装，不可以在施工作业过程中调整间距，从而对施工质量和进度造成影响。钻孔作业需要请专业技术人员进行现场指导，保证一次施工就可以打透并达到足够的深度。护筒埋设工作是保证钻孔作业顺利进行的基础性工作，做好灌注桩施工作业前的设计后，确定出合理的点位，采取质量控制措施，使形成的孔壁不产生坍塌和流砂现象，避免对工程质量造成影响。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在进行护筒埋设作业时，需要做好地质情况监测工作，提高孔洞内部的静水压力，避免地下水位对孔壁产生影响而出现位移，防止钻头出现错位情况，从而保证垂直状态。对孔洞底部进行清理作业多采用正循环旋转钻机等，对孔洞底部清理完成之后，把事先制作好钢筋笼投放到孔洞中，采取有效的固定措施使其位于孔洞中心位置，采用注浆机或导管法来进行混凝土灌注作业，从而起到加固处理作用，凝固之后可以形成统一的整体，可以更好地保护深基坑的结构安全。
3.5地下连续墙支护施工技术
该支护施工技术要求比较高，需要专业技术人员到施工现场进行指挥，从而更好地保证施工质量，从而起到较好的深基坑支护防护作用。需要在施工作业殃场灌装钢筋混凝土，采取有效的控制手段来保证连续墙满足规范要求，还需要留存一些泥浆施工液面达到足够的平整度。在对连续墙进行设计时，需要使导墙具备足够的深度，避免地面的水渗透进来对连续墙强度产生影响，还需要保证导墙达到足够的强度，避免在土层的侧向压力下产生倒塌，对施工作业人员造成伤害。需要选用质量较好的水泥材料，如果在泥浆护壁作业工序中应用了不达标的水泥，则无法达到足够的泥浆强度，起不到有效的防护作用。在对水泥浆进行配比时，需要保证水泥、外加剂和水分的配比足够精准，建立起足够强度的水泥皮，方可以避免地下水对连续墙产生渗漏现象。在进行成槽施工作业时，需要结合所在区域的地质条件及连续墙的设计深度，选用合适的旋转切削多头钻等成槽作业设计，预留出足够的时间，多设置为5小时左右，保证槽体内部的泥浆密度超过1.3。在混凝土灌注施工作业前，为避免泥浆进入混凝土内，要在导管内设置管塞，在槽段的上部预先埋设直径、宽度与槽段相条款的钢管，然后进行锁口处理。在混凝土初凝阶段，不能过早地拔出钢管，需要结合混凝土的强度情况，选择拔管的时机。可以在混凝土中建立起保护层，槽段端部则会形成半凹榫形状，实现与相邻区段的可靠连接，可以建立起完整的保护结构，提高连续墙的稳定性。
4 工程案例
4.1工程概况
本工程地上主楼20层，地下2层，总建筑面积31812.9m2，地下室基坑呈矩形，基坑开挖面积为5534.2m2，基坑开挖深度为6.10m，地下室中部最深处达到10.50m。基坑北侧距道路5.70m左右，路下多管线；基坑南侧较空旷；基坑西侧距道路约6.20m，路下多管线；基坑东侧距道路4.80m左右，路下多管线。
4.2基坑支护设计
（1）支护方案选择
设计基坑支护时，要确保支护体系可靠安全、利于施工和经济性的原则。本基坑设计思路是保证基坑土方开挖和地下结构施工过程中可靠安全，不失稳，变形在控制范围内，该工程的实际情况：（1）周边环境较复杂：基坑北侧、西侧和东侧紧邻道路，路下多管线；基坑南侧较为空旷；（2）基坑挖深：基坑周边场地标高为-0.30m，坑底标高为-6.40m，基坑开挖深度6.10m，地下室中部最深处达到10.50m；（3）土质条件良好：场地地形基本平坦，开挖深度内土层以粉土、粉砂为主，工程物理力学性质较好。针对以上特点，本工程基坑北侧段、西侧段、东侧段考虑采用悬臂桩+止水帷幕结构。单排悬臂桩与双排桩支护结构和支撑式支挡结构相比，更加经济，而且具有施工工艺简单、不用土方开挖交叉作业、工期短等优势。本工程基坑南侧段有一定距离，考虑采用土钉墙支护。土钉墙充分利用了土体自身的强度及自稳能力，所需的机械设备较少，造价低，材料较省，同时其施工进度较快。
（2）基坑支护结构的设计与计算
该基坑周边自然地面标高为-0.30m，坑底标高为-6.40m，基坑挖深6.10m。基坑开挖影响范围内土层分布较为均匀，选取两个断面进行围护结构内力、稳定性及抗倾覆验算。按照稳定性、抗倾覆及变形要求进行试算，确定基坑北侧段、西侧段、东侧段采用前排Ф800@1100钻孔灌注桩+双轴水泥搅拌桩，钻孔灌注桩桩身嵌固深度为9.5m，有效桩长14.5m，双轴水泥搅拌桩，有效桩长12.5m。按照土钉抗拔及整体稳定要求试算，确定土钉采用Ф48×3.2钢管，长度6.0m，水平间距1.0m，竖直间距1.0m，水平倾角15°。
4.3基坑整体稳定性计算
（1）悬臂桩整体稳定性及抗倾覆稳定性验算。采用瑞典条分法对该基坑北侧段、西侧段、东侧段进行整体稳定性计算，得到安全系数K=1.8＞1.3，满足规范要求，钻孔灌注桩嵌固深度满足要求。采用极限平衡法对该基坑北侧段、西侧段、东侧段抗倾覆稳定安全系数进行验算，得到K=1.6＞1.2，满足规范要求。（2）土钉墙整体稳定性及土钉抗拔验算。采用瑞典条分法对该基坑南侧段进行整体稳定性验算，满足规范要求。采用理正深基坑软件对该基坑南侧段土钉抗拔进行计算，满足规范要求。
4.4基坑变形分析
在本工程中，为及时准确掌握现场施工情况，确保工程的顺利，对本工程基坑进行监测，监测范围包括单排悬臂桩圈梁水平及垂直位移、土钉墙坡顶水平及垂直位移等内容。根据基坑监测要求，在支护结构顶部圈梁和坡顶上布设水平、垂直位移监测点。
（1）水平位移
在基坑开挖过程中，悬臂桩顶圈梁和土钉墙支护坡顶有一定水平位移，在底层土方开挖完成而底板尚未浇注完成时，该位移达到最大值，之后保持较为平稳的发展趋势。在整个基坑开挖的过程中，圈梁水平位移最大值不超过3.5mm，总量较小，坡顶水平位移最大值不超过5.5mm，总量较小，均满足位移要求。
（2）垂直位移
在基坑开挖时，悬臂桩圈梁顶保持下沉的趋势，在基坑开挖的前期沉降变化率较小；在底层土方开挖的过程中，沉降变化发展速率较快，在基础底板浇筑完成后，沉降量较为平稳，基本不再增长。综合分析，圈梁顶垂直位移速率不超过2mm/d，累积位移最大为6.5mm，坡顶垂直位移速率不超过2mm/d，累积位移最大为6.8mm。在整个开挖过程中，均满足沉降要求。
综上所述，选用合理的深基坑支护技术，可以更好地保证施工作业进度和质量，需要结合施工区域地质和水文情况，对原有的工艺技术进行优化，对原来的支护技术进行创新，对深基坑支护结构性能进行提升，从而提高工程的使用寿命。文章详细介绍了某深基坑采用悬臂桩结合土钉墙支护结构的设计依据和设计思路，为类似工程的设计提供工程经验。
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论文作者:王吉军
论文发表刊物:《基层建设》2020年第1期
论文发表时间:2020/4/20
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