巖土工程深基坑支護技術研究

張揚

（中化商務有限公司，北京 100045）

0.引言

巖土工程中的深基坑支護技術在建筑工程中已經獲得了廣泛應用，不僅保障了建筑工程施工質量，也提升了施工安全。隨著我國城市化進程推進速度的不斷加快，巖土工程的數量與規模也在不斷提升，使得人們對于施工水平提出了更高的要求，深基坑支護在工程施工中具有重要的作用，需要高度重視。由于深基坑支護施工的復雜性，需要對相關技術進行全面分析，把握技術的要點，將技術優勢充分發揮，確保施工質量。

1.巖土工程深基坑支護技術概述

1.1 定義

深基坑支護技術的作用是為了確保深基坑地下結構與周邊環境的安全性，在周圍采取支檔、加固和保護等措施，以保障施工質量，對于工程的穩定性具有重要意義，此類支護主要針對深基坑關鍵位置的支護和工程周圍環境的整體性支護。在進行深基坑支護設計的過程中，需要根據該區域的地層條件、水文條件、周邊環境及支護要求對深基坑進行合理設計，因此，支護施工技術是工程施工的安全防護措施，該技術的合理應用，能夠降低深基坑施工過程中安全事故的發生概率。

1.2 特點

深基坑支護技術具有明顯的區域性，其合理選擇與地質結構、工程規模等因素具有密切關系。一般來說，工程中深基坑的特點主要有空間大、施工難度較高等方面，施工階段需要對相關問題進行認真思考。即便是同等規模和類型的深基坑，在進行深坑支護施工技術選擇的過程中，還要對施工現場的氣候條件、水溫環境、施工周期、材料使用與設備等各種與施工相關的因素進行分析，從而使得工程的支護結構、關鍵位置、材料與設計方案得到明確。

2.巖土工程深基坑支護技術要求

為確保深基坑的穩定性，必須嚴格遵守深基坑支護技術要求，支護結構的變形必須控制在一定范圍內。深層結構存在2種極限狀態，分別是荷載極限狀態和正常使用極限狀態。荷載極限狀態為防御體系受到環境不適或傾斜滑移影響時，會發生大幅失穩的狀態。正常使用極限狀態主要為開挖基礎的過程中支護結構因變形引發的周圍地層大范圍變形而非整體結構失穩或產生較為嚴重影響的邊緣狀態。

根據上述分析，在對深基坑參考儲備系統進行設計時，一方面，保障結構的穩定，另一方面，也要為相對載體極限的安全提供保障，同時，建筑領域對于周邊建筑的正常使用應重視對位移的科學控制。

3.巖土工程深基坑支護技術應用

3.1 施工工藝

3.1.1 鋼板樁

在深基坑邊坡支護的過程中，通常會使用鋼板樁支護技術，其通常應用于大面積深基坑關鍵位置和單面基坑墻體的支護。這一技術常用熱軋型鋼板作為支護材料，在對其進行處理的過程中，需要將其制成鋼板墻，在相互連接的前提下，形成鋼板樁墻，將充分發揮其擋土和防水的作。

盡管鋼板樁具有操作簡便的優勢，在巖土工程中廣泛應用，但在實際應用該技術的過程中依舊存在些許問題，通常是因對周圍地基造成影響，從而引發振動、變形等問題。鋼板具有較強的柔韌性，因此，在施工過程中必須做好支撐系統的設計工作，否則更容易發生變形。在使用該技術的過程中，需要對應用范圍進行明確，避免被用于具有較大建筑密度的區域，在完工后也應對鋼板樁拔出后對周圍環境的影響進行分析。

3.1.2 排樁與錨桿

排樁支護技術主要通過柱式排列的方法在深基坑支護關鍵位置設置混凝土排樁，從而提升基坑的穩定性。在具體應用時，將鋼筋混凝土樁設于基坑周圍，擋土結構為鉆孔灌注樁。

該技術需要對樁列距離的控制有著較高的要求，從而使得樁的作用得以充分發揮，并以此結構強度開展施工作業。但是，由于樁體具有較為明顯的差異性，體系差也存在較大不同，需要通過仔細分析，為澆筑工作的順利開展提供保障，以免基坑內出現土粒混合物和地下水等。該技術具有較為豐富的施工方法，能夠減少對周圍環境的影響，保障施工質量。

錨桿支護技術主要通過在深基坑的巖體周圍植入不同材料的錨桿柱，通常采用木件、聚合物件和金屬件等，之后借助水平應力與組合功力對眼突出穩定性進行加固。通過對該技術的原理進行分析，能夠通過錨桿的作用力有效改變深基坑巖土周圍的受力狀況，防止巖土崩塌等意外事故的發生。

這一技術的機械化程度較高，且具有施工成本較低與操作簡便等優勢。該技術常用的錨桿材料包含了砂漿和樹脂，通常需要施工人員對錨桿設置的橫向距離與縱向距離的誤差采取嚴格控制，使其保持在一定距離。

3.1.3 復合土釘墻

在地質結構較為松散的深基坑中，由于開挖后的坡面存在不穩定性，使得邊坡容易發生變形，為施工工作帶來安全隱患。因此，為預防這一問題，需要采用土釘墻支護技術。

土釘墻支護技術通常應用于桿件土體，借助土體、土釘和混凝土之間的共同作用，從而提升支護的穩定性。這項技術具有施工成本低與耗時短等優勢，能夠減少對土地的占用，但該技術的防水性較差，很容易受到水的影響，因此在進行施工前需要對施工區域進行有效處理。在深基坑支護中，土釘墻通常與錨桿配合使用。實際使用該技術時，需要按照施工實際情況制定合理的施工方案，并對各個關鍵點進行嚴格控制，使得土釘強度與拉力得到最大限度上的保障，從而滿足施工相關要求。

3.1.4 深層攪拌樁

深層攪拌樁主要通過水泥固化劑設置混凝土墻對深基坑進行支護措施，固化劑在其中主要提升水泥墻面的穩定性，能讓水泥墻面在短時間內形成穩定的墻面，從而發揮深基坑墻面的支護作用，為施工人員創造安全的施工環境，同時也能夠避免深基坑邊坡滲漏與崩塌等問題的發生。

深層攪拌樁所使用的固化劑主要為石灰或混凝土，通過深層攪拌機械將固化劑與軟土進行攪拌，進而使得軟土發生凝結，并形成樁體。該方法具有較強的抗壓性能，因此常常被用于重力擋墻結構，且施工過程中所需費用較低，沒有支撐方面的要求[1]。

3.1.5 地下連續墻

地下連續墻支護技術在深基坑中擁有較為廣泛的應用，尤其是地下水位較高的情況。為了達到地下連續墻的支護效果，首先，要找到基坑周圍的軸線位置，并挖掘溝槽。其次，將事先制備好的鋼筋籠緩緩吊入槽內，確保施工過程中的穩定性。最后，采用混凝土澆筑施工形成連續鋼筋混凝土墻。

3.2 施工流程

3.2.1 基坑開挖與支護

基坑開挖應盡量避免在雨季，施工前應探明影響基坑開挖的建（構）筑物、管線的分布情況，過程中應標記支護上口線及下口線，能夠保證基坑開挖的質量與深度的準確性，將開挖誤差降至最低，之后進行深基坑施工，通過深基坑支護技術避免發生塌方。使用工程機械配合深基坑支護施工，應嚴格按設計要求進行，不得超挖。

對于樁錨支護體系，需先開挖至樁頂標高，然后進行鉆孔灌注樁施工，錨桿隨開挖同步施工；對于復合土釘墻支護體系，在正常的開挖過程中，遵循相應的放坡比，隨后進行掛網、土釘及錨桿施工，之后開展噴射施工，施工過程中需嚴格按照設計要求進行，并結合第三方監測，進而提升技術效果，確保基坑支護技術在實際使用過程中的有效性與合理性。

3.2.2 監測變形

深基坑支護必須確保結構的穩定性，為了驗證穩定性，需要對其變形狀況進行監測，如果發現變形，則應在第一時間采取嚴格措施進行修補。例如，根據實際情況及時監測基坑支護的狀況確定變形程度，參考周邊建筑確定基坑是否存在變形。在監測變形的過程中，需要技術人員具備良好素質，對支護技術具有合理運用。監測的主要目的是確保支護技術在施工中的運用成效，如果基坑的確存在變形且超過了危險數值，則需要根據變形位置和程度找出原因，并采取相應對策，若問題嚴重則需要進行上報[2]。

3.3 施工措施

3.3.1 選擇合理方案

施工方案的選擇對于深基坑支護技術的運用有著關鍵影響，需要從多方面對方案進行完善。深基坑支護在巖土工程施工中屬于關鍵環節，不但與工程整體安全性具有緊密關聯，對于周圍環境更是有著直接影響，支護方案的制定需要考慮其穩定性與安全性，確保其經濟性，通過對結構方案的優化，使得工程項目得以順利進行。

排樁的嵌固和支錨是深基坑支護施工的重要環節，嵌固時需要確保其深度應大于基坑高度0.8倍的要求，但因受彎矩承載等因素的影響，導致其發生側向位移，進而影響周圍環境，施工過程中需要對基坑位移狀況進行充分掌握，如果發現施工方案與實際情況不符，則需要采取聯合支護的方式改善質量。

3.3.2 加強測量監測

深基坑支護的施工需要從科學合理的角度對問題進行思考，確保施工設計的準確性與合理性，符合施工要求，為施工作業的安全性提供保障，需要施工人員做好測量監測工作，保障施工的準確性，并對基坑的變形進行及時反饋。

此外，還要設計合理的監測點，嚴格遵守相關規范的要求，在對結構變形控制、超載等因素進行分析的前提下，設計具有較強可實施性的施工方案與應急方案，對施工情況進行全面掌握，使得施工工作更為合理。

3.3.3 提升專業能力

人為因素對于施工質量能夠起到決定性的影響，施工人員的專業素質和深基坑支護技術的應用水平具有緊密聯系，在使用深基坑支護技術時，需要不斷提升施工人員的專業素養，以強化對工程狀況的認知，重點為提高施工水平，幫助施工人員積累經驗，需要對相關技術進行合理應用。對于部分具有較高專業能力要求的技術而言，需要對工程的周邊環境進行全面掌握，提升安全施工意識，嚴格遵照相關規范進行施工作業。此外，施工監管的水平對于工程質量具有關鍵影響，考慮到巖土工程受到多重因素的影響使得施工技術無法將自身優勢充分發揮，監管工作能夠及時發現施工階段中存在的問題。

3.3.4 加強巖土勘測

（1）測點安置。在施工開始前，巖土勘察是非常重要的環節，測點的設置非常重要。考慮到巖土勘察的內容較多，需要將鉆探和實驗相結合才能夠高效完成。在勘察環節，根據甲方提供的資料，在擬建區設立若干個觀測點，并設置一定的間距。（2）地質取樣。在進行地質取樣的過程中，需要對地質進行調查。在調查期間，需要著重采集現場和周邊巖土勘察信息與數據，由勘察人員進行實地考察，并完成土質取樣，以有效確定場地中是否存在對地基造成影響的不穩定因素，從而為后續工作奠定基礎。之后，選用合適的鉆探儀器，確保和鉆探取樣標準和要求高度相符，在黏土層進行鉆孔取樣，粉土層以下通過泥漿護壁與旋轉鉆井之間的配合，完成對地質的鉆探取樣。（3）測試階段。測試階段分為標準貫入試驗、波速測試和室內試驗。標準貫入試驗主要測試粉土層的壓實度，從而獲取其力學性能與穩定性；在完成標準貫入試驗后，可進行波速測試，并對場地類別進行科學分類，設計抗震系數，在完成數據采集后將其導入到計算機中進行數據分析；在最后的室內試驗中，通常包含了土工、土樣、膨脹、固結等類型定的試驗，在試驗過程中需要確保實驗室的正解狀態與儀器運作的正常性，確保試驗結果的準確性[3]。

3.3.5 進行安全優化

安全優化在巖土工程深基坑支護施工中具有重要作用，在降低施工過程中發生安全事故概率的同時，也能夠為建筑的安全穩定性提供保障。

為此，首先需要對設計方案進行優化，從根源上杜絕安全隱患；其次，加強對基層的變形觀測，及時發現問題；再者，采取針對性的施工工藝，明確施工組織方案；最后，要保障勘探數據的準確性，并強化深基坑工程的施工管理[4]。

4.結語

隨著我國城市化的發展，高層建筑項目數量的增加，使得深基坑支護施工的研究越來越深入，對于相關技術的掌握也越來越熟練。目前，巖土工程基坑支護技術的工藝，主要有鋼板樁、排樁與錨桿支護體系、復合土釘墻支護體系、深層攪拌樁、地連墻支護體系等，施工流程大致可概括為深基坑的開挖和支護，最后進行變形監測。在施工過程中，需要選擇合理的方案，并加強監測，提升人員的專業能力。施工前，需要對施工現場及周邊環境進行巖土勘測，更好地對深基坑支護技術進行優化。