岩土工程深基坑支护技术研究

张扬

（中化商务有限公司，北京 100045）

0.引言

岩土工程中的深基坑支护技术在建筑工程中已经获得了广泛应用，不仅保障了建筑工程施工质量，也提升了施工安全。随着我国城市化进程推进速度的不断加快，岩土工程的数量与规模也在不断提升，使得人们对于施工水平提出了更高的要求，深基坑支护在工程施工中具有重要的作用，需要高度重视。由于深基坑支护施工的复杂性，需要对相关技术进行全面分析，把握技术的要点，将技术优势充分发挥，确保施工质量。

1.岩土工程深基坑支护技术概述

1.1 定义

深基坑支护技术的作用是为了确保深基坑地下结构与周边环境的安全性，在周围采取支档、加固和保护等措施，以保障施工质量，对于工程的稳定性具有重要意义，此类支护主要针对深基坑关键位置的支护和工程周围环境的整体性支护。在进行深基坑支护设计的过程中，需要根据该区域的地层条件、水文条件、周边环境及支护要求对深基坑进行合理设计，因此，支护施工技术是工程施工的安全防护措施，该技术的合理应用，能够降低深基坑施工过程中安全事故的发生概率。

1.2 特点

深基坑支护技术具有明显的区域性，其合理选择与地质结构、工程规模等因素具有密切关系。一般来说，工程中深基坑的特点主要有空间大、施工难度较高等方面，施工阶段需要对相关问题进行认真思考。即便是同等规模和类型的深基坑，在进行深坑支护施工技术选择的过程中，还要对施工现场的气候条件、水温环境、施工周期、材料使用与设备等各种与施工相关的因素进行分析，从而使得工程的支护结构、关键位置、材料与设计方案得到明确。

2.岩土工程深基坑支护技术要求

为确保深基坑的稳定性，必须严格遵守深基坑支护技术要求，支护结构的变形必须控制在一定范围内。深层结构存在2种极限状态，分别是荷载极限状态和正常使用极限状态。荷载极限状态为防御体系受到环境不适或倾斜滑移影响时，会发生大幅失稳的状态。正常使用极限状态主要为开挖基础的过程中支护结构因变形引发的周围地层大范围变形而非整体结构失稳或产生较为严重影响的边缘状态。

根据上述分析，在对深基坑参考储备系统进行设计时，一方面，保障结构的稳定，另一方面，也要为相对载体极限的安全提供保障，同时，建筑领域对于周边建筑的正常使用应重视对位移的科学控制。

3.岩土工程深基坑支护技术应用

3.1 施工工艺

3.1.1 钢板桩

在深基坑边坡支护的过程中，通常会使用钢板桩支护技术，其通常应用于大面积深基坑关键位置和单面基坑墙体的支护。这一技术常用热轧型钢板作为支护材料，在对其进行处理的过程中，需要将其制成钢板墙，在相互连接的前提下，形成钢板桩墙，将充分发挥其挡土和防水的作。

尽管钢板桩具有操作简便的优势，在岩土工程中广泛应用，但在实际应用该技术的过程中依旧存在些许问题，通常是因对周围地基造成影响，从而引发振动、变形等问题。钢板具有较强的柔韧性，因此，在施工过程中必须做好支撑系统的设计工作，否则更容易发生变形。在使用该技术的过程中，需要对应用范围进行明确，避免被用于具有较大建筑密度的区域，在完工后也应对钢板桩拔出后对周围环境的影响进行分析。

3.1.2 排桩与锚杆

排桩支护技术主要通过柱式排列的方法在深基坑支护关键位置设置混凝土排桩，从而提升基坑的稳定性。在具体应用时，将钢筋混凝土桩设于基坑周围，挡土结构为钻孔灌注桩。

该技术需要对桩列距离的控制有着较高的要求，从而使得桩的作用得以充分发挥，并以此结构强度开展施工作业。但是，由于桩体具有较为明显的差异性，体系差也存在较大不同，需要通过仔细分析，为浇筑工作的顺利开展提供保障，以免基坑内出现土粒混合物和地下水等。该技术具有较为丰富的施工方法，能够减少对周围环境的影响，保障施工质量。

锚杆支护技术主要通过在深基坑的岩体周围植入不同材料的锚杆柱，通常采用木件、聚合物件和金属件等，之后借助水平应力与组合功力对眼突出稳定性进行加固。通过对该技术的原理进行分析，能够通过锚杆的作用力有效改变深基坑岩土周围的受力状况，防止岩土崩塌等意外事故的发生。

这一技术的机械化程度较高，且具有施工成本较低与操作简便等优势。该技术常用的锚杆材料包含了砂浆和树脂，通常需要施工人员对锚杆设置的横向距离与纵向距离的误差采取严格控制，使其保持在一定距离。

3.1.3 复合土钉墙

在地质结构较为松散的深基坑中，由于开挖后的坡面存在不稳定性，使得边坡容易发生变形，为施工工作带来安全隐患。因此，为预防这一问题，需要采用土钉墙支护技术。

土钉墙支护技术通常应用于杆件土体，借助土体、土钉和混凝土之间的共同作用，从而提升支护的稳定性。这项技术具有施工成本低与耗时短等优势，能够减少对土地的占用，但该技术的防水性较差，很容易受到水的影响，因此在进行施工前需要对施工区域进行有效处理。在深基坑支护中，土钉墙通常与锚杆配合使用。实际使用该技术时，需要按照施工实际情况制定合理的施工方案，并对各个关键点进行严格控制，使得土钉强度与拉力得到最大限度上的保障，从而满足施工相关要求。

3.1.4 深层搅拌桩

深层搅拌桩主要通过水泥固化剂设置混凝土墙对深基坑进行支护措施，固化剂在其中主要提升水泥墙面的稳定性，能让水泥墙面在短时间内形成稳定的墙面，从而发挥深基坑墙面的支护作用，为施工人员创造安全的施工环境，同时也能够避免深基坑边坡渗漏与崩塌等问题的发生。

深层搅拌桩所使用的固化剂主要为石灰或混凝土，通过深层搅拌机械将固化剂与软土进行搅拌，进而使得软土发生凝结，并形成桩体。该方法具有较强的抗压性能，因此常常被用于重力挡墙结构，且施工过程中所需费用较低，没有支撑方面的要求[1]。

3.1.5 地下连续墙

地下连续墙支护技术在深基坑中拥有较为广泛的应用，尤其是地下水位较高的情况。为了达到地下连续墙的支护效果，首先，要找到基坑周围的轴线位置，并挖掘沟槽。其次，将事先制备好的钢筋笼缓缓吊入槽内，确保施工过程中的稳定性。最后，采用混凝土浇筑施工形成连续钢筋混凝土墙。

3.2 施工流程

3.2.1 基坑开挖与支护

基坑开挖应尽量避免在雨季，施工前应探明影响基坑开挖的建（构）筑物、管线的分布情况，过程中应标记支护上口线及下口线，能够保证基坑开挖的质量与深度的准确性，将开挖误差降至最低，之后进行深基坑施工，通过深基坑支护技术避免发生塌方。使用工程机械配合深基坑支护施工，应严格按设计要求进行，不得超挖。

对于桩锚支护体系，需先开挖至桩顶标高，然后进行钻孔灌注桩施工，锚杆随开挖同步施工；对于复合土钉墙支护体系，在正常的开挖过程中，遵循相应的放坡比，随后进行挂网、土钉及锚杆施工，之后开展喷射施工，施工过程中需严格按照设计要求进行，并结合第三方监测，进而提升技术效果，确保基坑支护技术在实际使用过程中的有效性与合理性。

3.2.2 监测变形

深基坑支护必须确保结构的稳定性，为了验证稳定性，需要对其变形状况进行监测，如果发现变形，则应在第一时间采取严格措施进行修补。例如，根据实际情况及时监测基坑支护的状况确定变形程度，参考周边建筑确定基坑是否存在变形。在监测变形的过程中，需要技术人员具备良好素质，对支护技术具有合理运用。监测的主要目的是确保支护技术在施工中的运用成效，如果基坑的确存在变形且超过了危险数值，则需要根据变形位置和程度找出原因，并采取相应对策，若问题严重则需要进行上报[2]。

3.3 施工措施

3.3.1 选择合理方案

施工方案的选择对于深基坑支护技术的运用有着关键影响，需要从多方面对方案进行完善。深基坑支护在岩土工程施工中属于关键环节，不但与工程整体安全性具有紧密关联，对于周围环境更是有着直接影响，支护方案的制定需要考虑其稳定性与安全性，确保其经济性，通过对结构方案的优化，使得工程项目得以顺利进行。

排桩的嵌固和支锚是深基坑支护施工的重要环节，嵌固时需要确保其深度应大于基坑高度0.8倍的要求，但因受弯矩承载等因素的影响，导致其发生侧向位移，进而影响周围环境，施工过程中需要对基坑位移状况进行充分掌握，如果发现施工方案与实际情况不符，则需要采取联合支护的方式改善质量。

3.3.2 加强测量监测

深基坑支护的施工需要从科学合理的角度对问题进行思考，确保施工设计的准确性与合理性，符合施工要求，为施工作业的安全性提供保障，需要施工人员做好测量监测工作，保障施工的准确性，并对基坑的变形进行及时反馈。

此外，还要设计合理的监测点，严格遵守相关规范的要求，在对结构变形控制、超载等因素进行分析的前提下，设计具有较强可实施性的施工方案与应急方案，对施工情况进行全面掌握，使得施工工作更为合理。

3.3.3 提升专业能力

人为因素对于施工质量能够起到决定性的影响，施工人员的专业素质和深基坑支护技术的应用水平具有紧密联系，在使用深基坑支护技术时，需要不断提升施工人员的专业素养，以强化对工程状况的认知，重点为提高施工水平，帮助施工人员积累经验，需要对相关技术进行合理应用。对于部分具有较高专业能力要求的技术而言，需要对工程的周边环境进行全面掌握，提升安全施工意识，严格遵照相关规范进行施工作业。此外，施工监管的水平对于工程质量具有关键影响，考虑到岩土工程受到多重因素的影响使得施工技术无法将自身优势充分发挥，监管工作能够及时发现施工阶段中存在的问题。

3.3.4 加强岩土勘测

（1）测点安置。在施工开始前，岩土勘察是非常重要的环节，测点的设置非常重要。考虑到岩土勘察的内容较多，需要将钻探和实验相结合才能够高效完成。在勘察环节，根据甲方提供的资料，在拟建区设立若干个观测点，并设置一定的间距。（2）地质取样。在进行地质取样的过程中，需要对地质进行调查。在调查期间，需要着重采集现场和周边岩土勘察信息与数据，由勘察人员进行实地考察，并完成土质取样，以有效确定场地中是否存在对地基造成影响的不稳定因素，从而为后续工作奠定基础。之后，选用合适的钻探仪器，确保和钻探取样标准和要求高度相符，在黏土层进行钻孔取样，粉土层以下通过泥浆护壁与旋转钻井之间的配合，完成对地质的钻探取样。（3）测试阶段。测试阶段分为标准贯入试验、波速测试和室内试验。标准贯入试验主要测试粉土层的压实度，从而获取其力学性能与稳定性；在完成标准贯入试验后，可进行波速测试，并对场地类别进行科学分类，设计抗震系数，在完成数据采集后将其导入到计算机中进行数据分析；在最后的室内试验中，通常包含了土工、土样、膨胀、固结等类型定的试验，在试验过程中需要确保实验室的正解状态与仪器运作的正常性，确保试验结果的准确性[3]。

3.3.5 进行安全优化

安全优化在岩土工程深基坑支护施工中具有重要作用，在降低施工过程中发生安全事故概率的同时，也能够为建筑的安全稳定性提供保障。

为此，首先需要对设计方案进行优化，从根源上杜绝安全隐患；其次，加强对基层的变形观测，及时发现问题；再者，采取针对性的施工工艺，明确施工组织方案；最后，要保障勘探数据的准确性，并强化深基坑工程的施工管理[4]。

4.结语

随着我国城市化的发展，高层建筑项目数量的增加，使得深基坑支护施工的研究越来越深入，对于相关技术的掌握也越来越熟练。目前，岩土工程基坑支护技术的工艺，主要有钢板桩、排桩与锚杆支护体系、复合土钉墙支护体系、深层搅拌桩、地连墙支护体系等，施工流程大致可概括为深基坑的开挖和支护，最后进行变形监测。在施工过程中，需要选择合理的方案，并加强监测，提升人员的专业能力。施工前，需要对施工现场及周边环境进行岩土勘测，更好地对深基坑支护技术进行优化。