土建基礎施工中深基坑支護施工技術分析

王明輝，劉雪成，唐飛宇

（中國建筑第七工程局有限公司，河南 鄭州 450000）

隨著城市化發展和人口的增長，越來越多的高層建筑、大型工程和基礎設施建設需要進行土建基礎施工。而在土建基礎施工中，深基坑作為一種重要的工程形式，具有良好的承載能力與穩定性，被廣泛應用于地鐵、商業綜合體等大型建筑項目中。然而，隨著基坑深度、規模的不斷增大，基坑支護施工技術也面臨了越來越嚴峻的挑戰。因此，針對深基坑支護施工技術進行研究已經成為一個備受關注的問題。

1 深基坑支護施工技術總流程

1.1 支護結構設計

深基坑開挖會對周圍土體產生較大的變形和應力，進而影響周圍建筑物和地下管線的安全。為此，在深基坑施工前需要進行支護結構設計，確定合理的支護方式和使用材料，以確保支護結構的穩定性和可靠性。

1.2 適當選擇支護材料

深基坑支護材料的選擇決定了支護效果的好壞。常見的支護材料有砼、鋼材、玻璃鋼等。不同的材料有著各自的特點以及優缺點，根據實際情況進行合理選擇，能夠最大程度地發揮支護材料的優勢，從而保證施工效果。

1.3 安全監測系統

深基坑支護施工期間需要進行安全監測，及時掌握基坑周圍土體、支護結構的變形和應力情況，以便及時調整施工方案。安全監測系統包括地下水位、沉降觀測站、支撐應力監測等設備。

1.4 施工方案優化

深基坑支護施工需要制定合理的施工方案，通過對開挖方式、支護結構、支護材料等方面的優化，以最小化對周圍環境和建筑物的影響，并保證施工效率。

2 深基坑支護施工具體流程

2.1 工程簡介

為方面介紹，這里以余政工出[2022]10 號地塊年產1 000 萬支營養棒等產品項目為例，該項目所在地持力層為中風化泥質粉砂巖，該土壤結構強度高，工程力學性質好，埋深及厚度均較大。地下土層分為8 個工程地質層，細分為19 個工程地質亞層。④1-1粘土、④1-2 粉質粘土、⑤1 粉質粘土、⑥1 粘土、⑥3-1 粉砂、⑥3-2 礫砂及⑦2-2 圓礫或單獨或聯合作為預應力管樁樁端持力層；⑦2-2 圓礫、⑩2 強風化泥質粉砂巖或⑩3 中風化泥質粉砂巖強度高，工程力學性能良好，均可作為鉆孔灌注樁的樁端持力層。

2.2 HC 工法樁

本工程基坑圍護西南角及東側，選擇HC 工法樁結合兩道鋼筋砼支撐支護結構。HC 工法樁結合兩道鋼筋砼支撐是一種常用的地下結構支護方式，具有施工周期短、成本低、對環境污染小等優點，在市政、建筑、交通等領域得到了廣泛應用。

2.2.1 前期準備

（1）現場勘探：在施工前，相關工作人員使用專業設備進行現場勘探，包括地質勘探、地下管線勘探等，以便確定施工方案和避免事故發生。

（2）設計方案：根據勘探結果，設計專家會制定出最佳的施工方案，包括樁長、H 型鋼規格型號、拉森鋼板樁規格型號、支撐深度等參數，同時還需要制定好安全預防措施和應急預案。

（3）材料準備：準備好所需的材料，包括H 型鋼、拉森鋼板樁、打樁機械等（詳見表1）。

表1 該項目HC 工法樁材料規格及型號

2.2.2 施工步驟

（1）HC 工法樁采用拉森Ⅳ鋼板樁，小企口施工鋼板樁長度為15.0 m。這意味著在HC 工法樁的施工過程中，使用了拉森Ⅳ鋼板樁，這種型號的鋼板樁被認為是最適合工程項目的一種，長度為15.0 m，這是由于工程項目的需要而設計的。

（2）HC 工法樁插入型鋼采用700 mm×300 mm×13 mm×24 mm，H 型鋼穿過壓頂梁，并高出壓頂梁項面500 mm。這里提到的700 mm×300 mm×13 mm×24 mm 指的是型鋼的規格，高度尺寸700 mm，翼面寬300 mm，腹板厚度13 mm，翼面厚度24 mm。H 型鋼被用來穿過壓頂梁，并高出壓頂梁項面500 mm，以便支持整個結構的穩定性。

（3）HC 工法樁型鋼空隙采用小企口拉森鋼板樁連接。在HC 法樁的施工過程中，型鋼空隙將使用小企口拉森鋼板樁進行連接。這種連接方式可以提供更好的連接強度和穩定性，從而確保整個結構的安全。

（4）HC 工法樁應采用專用機械施工，采用引孔配合微擾動施工工藝，嚴禁采用振動、錘擊成樁工藝，平面允許偏差為±20 mm，標高誤差不大于100 mm。HC 法樁的施工需要采用專用機械，并使用引孔配合微擾動施工工藝。在施工過程中，嚴禁采用振動、錘擊成樁工藝。此外，在平面方向上，允許的偏差為±20 mm，在高度方向上，標高誤差不得超過100 mm。

（5）拉森鋼板樁必須控制好下沉速度，鋼板樁下沉速度一般為1 m/min。在HC 工法樁的施工過程中，必須控制好拉森鋼板樁的下沉速度，一般情況下，下沉速度為1 m/min。

（6）拉森鋼板樁和型鋼要確保平整度和垂直度，不允許有扭曲現象，插入時要保證垂直度。插入H 型鋼時，若有接頭應保證接頭的抗彎、抗剪及抗拉的等強度，接頭應位于開挖面上下2 m 范圍外且鄰兩根鋼板樁接頭應錯開1 m 以上。在HC 工法樁的施工過程中，必須確保拉森鋼板樁和型鋼的平整度和垂直度，并且不允許有任何扭曲現象。插入H 型鋼時，如果存在接頭，則必須確保接頭具有抗彎、抗剪和抗拉的等強度，并且應該位于開挖面上下2 m 范圍之外。此外，相鄰的兩根鋼板樁接頭應錯開1 m 以上。

（7）型鋼出廠前對小企口焊接完整。所有焊縫應連續滿焊，焊縫高度為8 mm。焊接接頭不超過1 個，焊接頭的位置不得設在支撐位置或開挖面附近等型鋼受力較大處。施工前應對型鋼進行探傷檢測，以確保其完整性和穩定性。

（8）HC 工法樁需待基坑肥槽回填壓實后回收，采用靜拔工藝，先回收H 型鋼樁，后拔除拉森鋼板樁，最后應及時注水泥漿填充型鋼拔除后的空隙。在HC工法樁施工完成后，需要等待基坑肥槽回填并壓實后，才能進行回收。這個過程使用靜拔工藝，首先要回收H 型鋼樁，然后再拔除拉森鋼板樁，最后應及時注入水泥漿來填充型鋼拔除后留下的空隙。

（9）HC 工法樁在正式施工前應進行試成樁，并檢測樁體完整性、樁體深度及強度，評估圍護樁施工對周邊道路及建筑的影響，確定無振動施工工藝做好相關試樁記錄，經各方確認試成樁合格后方可進行正式施工。在開始HC 工法樁的正式施工之前，應進行試成樁，并檢測樁體完整性、深度和強度。此外，還需要評估圍護樁施工對周邊道路和建筑的影響，并確定無振動施工工藝。在試成樁過程中，必須做好相關記錄，并經各方確認試成樁合格后，才能進行正式施工。

2.3 PC 工法樁

（1）PC 工法組合鋼管樁是一種常用的地基處理方法，采用直徑為820 mm、壁厚為14 mm 的螺旋焊管和Q345 鋼制成鋼管，中間插拉森Ⅳ型鋼板柱。這種結構可以有效增加土體的承載力和抗側力能力（如圖1 所示）。

圖1 PC 工法樁組合方式

（2）在施工過程中，三支點樁基底盤應保持水平，平面允許偏差為±20 mm，柱導向垂直度偏差不應大于1/250，樁徑偏差不大于10 mm，標高誤差不大于100 mm。這些要求有助于確保鋼管樁的穩定性和承載能力。

（3）PC 工法組合鋼管樁采用小企口拉森鋼板樁連接鋼管樁和拉森樁，起吊和打拔施工時應確保自安全。這個要求意味著在起吊和打拔時需要采取必要的安全措施，以避免人員傷害和設備損壞。

（4）PC 工法組合鋼管樁的下沉速度必須得到控制，鋼管樁下沉速度一般為1 m/min。必要時可采用水刀引孔打設，具體參數應結合觀場試樁確認。該要求是為了確保鋼管樁的垂直度和平整度，避免因下沉速度過快引起樁身變形和損壞。

（5）PC 工法組合鋼管樁的插入過程中，要確保平整度和垂直度，并且不允許有扭曲現象。插入時要保證鋼管的垂直度。如果鋼管有接頭，則應保證接頭的抗彎、抗剪及抗拉等強度，并將接頭位于開挖面以下1 m，鄰兩根鋼管接頭應錯2 m 以上。這些要求有助于確保鋼管樁在施工過程中的穩定性和承載能力。

（6）焊接接樁應采用坡口焊等強焊接，嚴禁現場焊接。對接焊縫的坡口形式和要求應符合現行業標準《建筑鋼結構焊接技術規程》（GB50661-2011）的有關規定，焊縫質量等級不應低于Ⅱ級。焊縫應進行現場探傷檢測，檢測數量不少于20%。這些要求有助于確保鋼管樁和拉森鋼板樁的連接牢固，保證整個結構的穩定性和承載能力。

（7）單根鋼管樁中焊接頭不超過1 個，焊接頭的位置不得設在支撐位置或開挖面附近等型鋼受力較大處。這個要求是為了確保鋼管樁在施工過程中不會出現變形或損壞。

（8）PC 工法組合鋼管樁采用免共振錘施工，嚴禁采用普通機械手振動、錘擊成樁工藝，可采用引孔配合靜壓、中掘等成樁工藝。工法樁在正式施工前應進行試成樁，并檢測樁體完整性、樁體深度及強度，評估圍護樁施工對周邊環境影響，確定施工工藝做好相關試樁記錄，經各方確認試成樁合格后方可進行正式施工。這些要求有助于確保鋼管樁的安全性和穩定性，在施工過程中不會對周邊環境造成不必要的影響。

（9）在地下室外墻施工完畢并達到設計強度后，回填砂分層夯實回填至相應標高并跳拔回收鋼板樁和鋼管樁，先拔出鋼板樁，再跳拔出鋼管樁。最后必要時采用灌漿或注槳等填實圍護樁樁體內的空隙。這個要求是為了確保完成施工后的鋼管樁的安全回收，并且填實圍護樁樁體內的空隙，以增加整個結構的穩定性和承載能力。

（10）建議施工順序：先施工工程樁，再施工鋼管樁和拉森鋼板樁。這個建議是基于施工經驗得出的，可以有效避免因施工順序不當帶來的施工難度和問題，從而提高施工效率和質量。

3 結語

土建基礎施工中深基坑支護施工技術研究是一個不斷探索與創新的過程。在現代城市化進程中，越來越多的高層建筑和地下工程需要開挖深基坑，因此深基坑支護施工技術的研究和應用具有重要的意義。隨著科學技術的不斷發展，深基坑支護施工技術也會不斷更新和完善，更加適應新的工程環境，并提高支護施工效率和質量。