土木工程施工中深基坑支護的施工技術研究

王穎毅

(山西三建集團有限公司，山西 太原 030024)

1 工程概況

以山西省太原市某地下工程為例，該工程的基坑是以不規狀呈現的，且深度達到了18.2m，局部東西寬度可達92.0m，東西寬度平均數值為78.8m，南北長度平均數值為765.7m，支護結構的重要性系數和基坑施工安全等級均為相關標準所規定的一級水平。

由于該項目工程所處的地理位置較為特殊，且周邊環境較為復雜，施工開展難度較大，因此采用的深基坑支護技術為地下連續墻支護施工技術。地下連續墻支護施工技術是常用于我國土木工程施工中的一種支護技術手段，通過使用以挖槽機械為主的施工設備設施，在目標區域內的土體相應位置上開挖溝槽，并在將溝槽內的雜物或土壤進行徹底清除后放置鋼筋籠，然后使用導管或其他設施向其中灌注一定量的混凝土，從而使鋼筋籠和溝槽形成一個整體，并將單位槽段進行整合，最后在土體中形成一個具有較強連續性的鋼筋混凝土墻壁[1]。

該項目工程在±0.000的絕對標高和導墻頂標高數值分別為783.330m和782.45m；地下連續墻的墻頂標高與墻底標高數值分別為781.700m和741.7100m。在充分考慮水下澆筑問題的情況下，確定地下連續墻混凝土的設計強度為C35，相對應的抗滲等級為P8級。另外，為了進一步增強鋼筋籠的整體性能，確保其強度能夠滿足該項目工程的實際作業需求，還在相應位置設置了不同規格和數量的縱向桁架和橫向桁架，且該地下連續墻的豎向鋼筋及其加密鋼筋、水平筋均做了對應處理，配筋外側保護層的厚度達到了70mm，內側保護層的厚度達到了50mm。

2 土木工程中常見的深基坑支護施工技術

2.1 土釘墻支護施工技術

若使用土釘墻支護施工技術進行土木工程施工作業，則工程設計單位和人員應按照實際情況對該施工技術所用的承壓板進行結構設計，并同時采取相對應的措施來加強鋼筋結構，確保該結構能夠在實際施工作業中與所用土釘螺栓保持緊密連接。這樣一來，由此基于土釘墻支護施工技術的土釘復合體能夠在邊坡發揮穩定作用，以此來增強邊坡的穩定性和安全性。

由于墻后土體形變能夠在一定程度上得到有效抑制，因此整個土釘墻會更具有穩定特征，但這一特征還受到諸多主客觀因素的影響，比如墻面坡度，地質條件等。土釘墻支護施工技術的實際應用流程需要經過前期鉆孔、鋼筋植入、泥漿灌注等環節，這樣才能使存在于深基坑側壁中的土釘墻支護發揮作用，分散側壁的部分壓力[2]。目前土木工程土釘墻支護施工技術所用的施工物料仍為鋼筋混凝土，因此首先要在相應土體位置中打入一定數量和規格的角鋼和粗鋼筋，并在深基坑側壁完成鉆孔作業之后，盡快向其中植入與孔深度相適應的鋼筋，然后使用水泥漿進行灌注，直至孔內鋼筋完全穩固并與深基坑側壁的土體完全黏合在一起。需要注意的是，若在鉆孔過程中發現所作用的土體自身穩定性不高且抗壓力較弱，則可以直接使用鉆孔注漿的方法，以此來提升土釘墻支護的承載能力。

2.2 深層攪拌樁支護施工技術

深層攪拌樁支護施工技術通常會使用在地質條件較為惡劣的土木工程施工工中，比如黏土地質、淤泥地質等。這是因為該技術能夠在大型攪拌機的作用支撐下，實現對目標區域內地層軟土的充分攪拌與混合。不僅如此，若在攪拌中選取適當的時機加入一定量的固化劑，還能加速地層軟土和水泥的混合速度，使二者能夠在盡可能短的時間內凝結在一起，以此來形成一個更為穩固堅硬的土體結構，使支護更具實際效果，該技術的應用流程如圖1所示。

就目前深層攪拌樁支護施工技術的實際使用效果來看，經過該技術處理后的土體具有較強的防水性能，且通常是以臨時性需求來進行支護結構搭建的一種結構。若從核心角度出發，影響該技術實施效果的主要因素是水泥等主要施工物料，因此應嚴格做好施工現場的支護材料監管工作，確保該技術的作用落實。

具體來說，在深層攪拌樁支護技術的應用過程中，常常需要借助專業機械設備的協同配合，以確保施工區域內的地質和空隙得到充分填充和整合，從而恢復地面的平整度。這種方法可以將基坑內部的土層深度以及結構強度提升至原有水平狀態，從而實現對于建筑場地環境條件的全面改善。在深層攪拌樁支護技術的應用過程中，通過使用硬化試劑和細粒土等填充物，對施工區域土壤環境中水分含量較高的區域進行優化調和，使其逐漸從泥濘潮濕的狀態轉變為具有一定彈性的柔軟土壤，為后續工程施工提供了相應的建設材料，從而為土木工程內部建筑物的地基穩定性和安全性提供了更加可靠的保障。

2.3 地下連續墻支護施工技術

地下連續墻支護技術的主要應用功能在于顯著提升土木工程的整體安全性能和防漏、防滲等能力效果，從而有效預防深基坑支護施工作業中可能出現的局部或整體坍塌等問題。所以說，對于整個土木工程和建筑施工而言，地下連續墻支護技術都具有非常關鍵的作用意義。為確保地下連續墻支護技術的順利應用和效果達成，相關技術人員必須嚴格遵守工程施工的相關要求，反復評估該施工方案的可行性和科學性。地下連續墻支護技術主要適用于施工區域的特殊地質結構，這是因為當其整體密度較高或需要更嚴格的沉降要求時，其他深基坑支護技術并不適用，相反，地下連續墻支護技術的應用可以實現更直接、更優質的施工建設效果。此外，由于這種施工技術能夠保證整個工程具備較為良好的穩定性能，并且還能實現對于周邊環境的保護作用，所以它的綜合價值十分明顯。

地下連續墻支護技術在土木工程施工中的具體應用主要體現在以下幾方面：首先，地下連續墻成槽時采用了成槽機進行垂直運輸，并通過機械將墻體預制好，然后再由人工按照設計要求安裝到位；其次，當基坑工程竣工后，為了防止基坑出現坍塌現象，必須保證基坑底部土層不發生破壞情況，因此需要對基坑進行加固處理，而地下連續墻成樁前一般都會先完成基礎灌漿工作，以提高整體穩定性和安全性；最后，對于一些特殊類型的巖土邊坡來說，如果基坑土質較差，則需對地基土進行注漿固結處理，從而使得基坑達到穩定狀態。對于軟土地區而言，地下連續墻支護技術目前是處理軟土地基的最有效措施之一。在采用地下連續墻進行地下室底板施工時，施工人員可以用該技術將地下水排除至坑外，避免因地下水位過高而引起地下室滲漏問題。此外，在高層建筑地基建設中，施工人員也可通過使用地下連續墻支護系統來降低基礎沉降量以及提高地基承載[3]。

另外，由于地下連續墻支護施工技術在土木工程的實際建設中具有較強的適用性，能夠作用在中硬地層或是軟土層中，因此在其他輔助技術的作用推動下，現有成墻方式也開始變得更加多樣化，若按照墻體的施工材料進行劃分，可分為鋼筋混凝土墻、原有地下連續墻和泥漿槽墻等。

2.4 鉆孔灌注樁支護施工技術

鉆孔灌注樁支護施工技術簡單來說就是使用相應的施工機械設備和設計將成排的鋼筋籠打入到目標土體區域中，使整個土體獲得具有足夠強度支撐的持力層，然后使用高壓注漿設備對已經植入鋼筋籠的土體巖層施加垂直豎向的作用應力，使被作用的持力層形成一個相對穩定的墻體，以達到支護目的。

與其他應用在土木工程中的支護施工技術不同，鉆孔灌注樁支護技術的操作流程更為簡便，其擠土效能也相對較低，因此可以生產出具有多種選擇的不同樁徑和長度的樁基產品。此外，鉆孔灌注樁支護施工技術還具備一定的環保優勢，對周圍環境不會造成嚴重污染，目前該方法已經在我國現代建筑、道路和橋梁施工等多個領域得到廣泛應用，并在實際使用中產生了積極的社會效應。通常情況下，在實際應用過程中，由于施工場所需求的異質性，鉆孔灌注樁支護技術會被劃分為兩種截然不同的設計方向，即疏排和密排，從而在更短的時間內為土木工程深基坑支護技術的建設施工提供更加便捷的實際效果。同時由于其具備著較高的穩定性與耐久性，還能保證整個工程的整體質量水平得到有效提升。

在施工過程中，施工人員首先將鋼筋籠注入土中，接著通過灌注水泥漿對鋼筋籠進行預壓應力施加，待水泥凝固后，通過灌漿設備向周圍進行注漿，從而在鋼護筒內形成豎向空間，以支撐樁身。由于樁體與混凝土之間存在著一定距離，因此在整個過程中下部荷載均傳遞到了樁頭處，并最終作用于樁基上。隨著上部荷載的逐漸增加，鋼筋籠的頂部將承受巨大的向下擠壓力，從而導致其發生彎曲位移；同時由于樁體與土層之間存在較大摩擦力，因此樁基最終沉降量也會隨之增加。隨著時間的推移，鋼筋籠在豎直方向上不斷延伸，直至其達到設計的極限狀態，向內收縮，導致鋼筋籠端部發生塑性鉸破壞。為防止該現象的發生，在混凝土澆筑過程中需要及時進行鉆孔作業并保持孔底密實度較高，同時要保證灌注樁與鋼套筒之間存在一定間距。隨著套管的深入，泥漿順著鋼管外壁流動并進入管腔內，不斷被擠入管內，直到漿液達到設計強度，停止向外擴散并發生凝固，此時鉆桿已基本進入完全固結狀態。

2.5 排樁支護施工技術

排樁支護施工技術在土木工程中的應用要點為排樁的位置與排放呈現形式。簡單來說，若想使該技術在實際施工中發揮其應有的支護價值，則應嚴格按照有關規定的要求和施工現場的實際情況對每個排樁的位置進行確定，并使其能夠呈現出整齊排列的形態，然后再對該整齊結構進行澆筑，澆筑所用的材料為混凝土，澆筑方法為梁圈澆筑。

排樁支護施工技術在實際應用中不會產生較大振動和噪音，且支護具有較大剛度，可以根據支護結構的不同分為柱列式、組合式和連續式。其中，柱列式支護施工技術更適用于土木工程中地下水位較淺且周邊土質條件較高的邊坡中。在應用柱列式的灌注樁排樁支護技術時，工作技術人員在完成樁頂混凝土澆筑的項目工程施工階段，要主動對深埋在土壤和巖石內部空隙處的垃圾進行清理和打掃，避免在澆筑時因為外界雜物的混入，影響整體深基坑支護技術的實施效果，甚至在必要的前提條件下，施工人員可以選擇使用高壓澆筑的工藝，來對柱列式的灌注樁排樁支護技術開展應用[4]。而組合式支護施工技術更適用于土木工程中地下水水位較高且周邊土質較為松軟的邊坡中，連續式支護施工技術在土木工程施工中的應用則不會受到地下水水位的影響，其更適用于周邊土質較為松軟，比如軟土的邊坡區域。

3 深基坑支護施工技術在土木工程中的優化措施

1)做好前期準備和管理工作。在進行現場勘察之前，施工單位有必要事先邀請專業的地質勘察和監測機構進行實地考察，并結合已知的數據信息來源，對地下的整體情況進行深入分析，最終編制出一份詳盡的地勘報告。為了確保工程施工過程中能夠有效規避各類風險因素的影響，施工單位還需將工程測量技術運用其中，以此來提升工程建設質量，降低安全隱患發生的概率。通過結合行業內部成功經驗的相關設計單位和各方面的數據信息，制定更加詳盡的支護結構施工方案，包括人員安排、設備選擇和實施方法等多方面內容，施工單位和監理部門將對其專業性和可行性進行評估和判斷，只有在全部通過后才能開始施工作業。

2)要做好排水處理。當地下水水位出現明顯波動時，由于沉降力或頂升力的干擾，基坑的整體安全性和可靠性會不斷降低，因此相關單位必須提前采取止水控制措施，以避免出現不可控的施工問題[5]。同時為了能夠防止降水過程中產生大量的水進入基坑底部附近，必須及時地排出部分水分，這樣才能保證整個工程的正常運行。通過構建止水帶和排水系統，有效轉移和排放周圍和內部的多余積水，從而降低目標區域的含水量，提高基坑支護結構的穩定性，確保施工質量符合規定標準。

4 結語

綜上所述，應用在土木工程深基坑支護中的施工技術具有明顯的多樣性和可選擇性特征，因此施工人員應盡快轉變自身傳統工作觀念，加深對每種深基坑支護施工技術的認識和了解，并明確每種支護技術的適用場景和運用原理。這樣才能進一步提升土木工程的整體施工效率和質量，為各個主體和整個社會的發展贏得更多經濟效益、社會效益和生態效益。