淺談巖土工程深基坑支護的施工技術

摘 要：探討深基坑支護技術特征與要求，詳細介紹巖土工程中應用較多的深基坑支護技術，主要包括鋼板樁支護、排樁支護、深層攪拌支護、地下連續墻、錨桿、土釘墻支護、組合式支護法等。在巖土工程深基坑施工中，必須要結合工程特征合理挑選支護技術，保障工程的施工質量。對深基坑支護施工中現存的問題展開分析，優化設計理念，做好巖土工程深基坑變形觀測工作，提高檢驗的標準和精確性，完善深基坑支護施工的技術手段與管理方式，把握深基坑支護施工技術要點等措施，提升巖土工程施工質量，為工程項目的安全性提供切實保障。

關鍵詞：巖土工程；深基坑；支護；施工技術

1 巖土深基坑支護施工技術特征與要求

1.1 主要特征

深基坑支護施工是一個比較復雜的過程，需要考慮很多方面的因素。在深基坑施工前，需要進行必要的勘察與測量工作，了解周圍地質條件與環境情況，為后續施工方案的制定提供科學依據。若是此方面工作未做好，就有可能引起滲漏、變形等問題。

基坑開挖施工時容易引起土體結構損壞和變形，這樣會造成土壤穩定性較差，可能導致流砂問題。因此，在深基坑支護施工中，需要采取相應措施保障基坑土體的穩定性，防止流砂現象發生。

深基坑支護施工技術種類較多，工序流程復雜性較強，有著較高的技術標準與要求。在實際施工中，往往會受到多方面因素的影響，由于各種外部風險并非固定的，因此要結合具體情況合理選擇支護方式[1]。

1.2 具體要求

1.2.1 設計要求

在設計階段，要根據深基坑的規模和周圍環境，確定合適的支護方案。支護系統選擇要考慮工程需要，全面掌握周圍地質條件和自然環境，保證制定的支護方案科學合理可行，使得最終的支護效果符合相應要求。

1.2.2 施工要求

施工過程必須依照相關的技術標準進行，要科學把控施工流程，制定完善的管理制度，保證基坑支護結構的質量達到預期。防水處理必須確保基坑結構的防水性能，以避免在施工完成后出現漏水等問題。

2 巖土深基坑支護技術類型

2.1 鋼板樁支護

鋼板樁支護技術主要是通過將U形、Z形或直腹板形的鋼板樁互相連接，使其形成一個鋼板樁墻，來遮擋沙土和水。鋼板樁施工簡單且應用廣泛，特別適用于基坑較淺時的支護需求。但是鋼板樁自身的柔性會導致其在支撐上出現問題，從而導致意外發生。鋼板樁還具有容易變形和噪聲振動等缺點，可能對周邊環境造成不利影響。當基坑支護深度超過7 m時，不建議采用鋼板樁支護[2]。

2.2 排樁支護

排樁支護技術是將柱列式間隔布置的鋼筋混凝土灌注樁連接起來，并使用鋼筋混凝土板進行連接，來防止樁間土體坍塌。排樁支護可以發揮良好的擋土作用，并具有較好的剛度。相比其他支護技術，排樁支護施工相對簡便，有利于節約時間，提高施工效率，但其施工成本較高。

2.3 深層攪拌支護

在建筑工程中，往往需要進行地基加固，以保證地基穩定，避免建筑物發生傾斜或垮塌等事故。深層攪拌支護作為一種新型的地基加固技術，其核心原理是利用攪拌固化劑使軟土變硬，從而達到加固地基的目的。

相比傳統的地基加固方法，深層攪拌支護具有施工周期短、效果顯著等優點。深層攪拌支護適用于基坑深度較大且周圍有足夠空間的工況，常被用作重力壩式擋墻。

2.4 地下連續墻

地下連續墻的主要原理是通過在土體中鉆孔灌注水泥漿或混凝土，使其形成一條連續的墻體結構。采用連續墻體結構，可以提高土體承受的側壓力和水壓力，具有較好的防水防滲效果。地下連續墻的適用范圍較廣，特別適用于軟黏土、砂土等地質條件下的擋土墻工程，也可作為防水支護結構使用[3]。

2.5 錨桿

錨桿由錨頭、錨筋和錨固體3部分組成。通過將錨頭嵌入深度較大的預埋孔洞中，使其與地基形成牢固的連接。錨筋是錨桿的承載元件，由錨固在地基中承受結構物的拉拔力、傾側力和擋土墻的水土壓力。

錨桿在基坑土方開挖中起到重要的作用。錨桿作為一種常用的擋土墻支護結構，可以有效地控制擋土墻的位移，提升其承載能力和穩定性。在地下工程，如隧道、礦山等工程的施工中，錨桿也是常見的地基加固結構。但錨桿不適用于軟土層和高水位的碎石土和砂土層等條件惡劣的地質環境。在靠近基坑建有地下室或其他地下構筑物時，需要確保錨桿有效錨固長度足夠，以防止發生不必要的安全事故。因此，在設計和施工過程中，需要充分考慮地質環境和周邊環境的因素，以保障錨桿的使用效果和安全性。

2.6 土釘墻支護

土釘墻支護技術是通過逐層實行基坑開挖，并在邊坡土體上布置排列緊密的土釘，然后噴射混凝土實現土體的強化和加固。該支護方式的關鍵在于土釘和土體緊密結合后，構成一個復合體，發揮出土體自承能力，從而增強整個結構的穩定性。土釘墻支護具有輕柔的特點，還具備良好的延性和抗震性能，適用于地下水位以上或經過人工降水后的基坑支護，特別適用雜填土、普通粘土或弱膠結砂土等土質情況。

2.7 組合式支護法

在施工過程中，土壤的分層狀態對工程效果有直接影響。若是土壤分層不利于施工，就需要采用多種支護材料的組合使用來提升施工效果，以消除分層對工程的不利影響，并確保支護結構的綜合性能滿足工程使用的要求。組合式支護法可以根據具體情況選用不同的支護材料，如鋼筋混凝土墻、擋土墻、土釘支護、鋼支撐等，以此來達到最佳的支護效果。

3 巖土深基坑支護施工存在的問題

3.1 設計的支護結構參數錯誤

如果支護設計的參數錯誤，可能會造成支護結構不能承受地下水位、地下水壓力和土體壓縮等外部因素的影響，導致基坑塌方、支護結構損壞等風險。此外，不準確的土體力學參數選擇也可能會對施工進度和工程質量造成影響。由試驗分析得知，當內摩擦角偏差在5°左右時，所形成的主動土壓力存在明顯區別，而當進入施工階段，施工現場的土體近距離和原土體凝聚力會產生差異，由此對施工效果帶來不利影響[4]。

3.2 空間形式不夠完善

在深基坑支護施工中，空間形式是一個重要問題，錯誤的空間形式易導致支護結構失衡、變形等問題。在傳統的施工方式中，一般是采用平面應變的方法加以處理，不過若是碰到細長型基坑或是長/正方形基坑，則處理起來難度較高。因此需要針對性地制定支護計劃和施工方案，嚴格按圖紙要求進行支護，加強監測，在必要時采取相應的調整措施，以保證支護結構的穩定性和安全性。

3.3 深基坑取樣不夠完善

當對深基坑實行結構設計時，必須要針對相應地基土層實施取樣分析，保證土體能夠滿足物理學規定指標，以此確保設計的支護方案科學合理。在對深基坑內部結構進行設計時，要求對有關指標一一確定，以此保證取樣的完整全面，從而確保有關勘查工作可以獲得土層特征最為直接的信息，避免出現設計支護結構與具體情況不匹配的問題。

4 巖土工程深基坑支護施工問題解決方法

4.1 優化設計理念

在巖土工程支護結構的設計中，要優化設計理念，制定統一的規范與標準，以確保支護結構的安全性和穩定性。巖土工程中的設計方案需要與實際情況相互匹配，通過實地調查、模擬試驗和數據分析等手段，對支護結構進行精確計算和模擬，從而確保理論上的設計與實際的情況相符，有效避免工程施工過程中出現需要臨時變更設計的問題，降低工程風險，保障工程安全和質量。

隨著先進技術不斷引進和應用，巖土工程施工技術也得到了不斷地改進和優化。以實際情況為基礎來選擇施工技術，并不斷優化設計理念，可以提高工程質量和效率，降低成本和風險。未來，在巖土工程領域中，將繼續探索和優化設計理念的應用，以滿足人們對更高質量、更安全可靠的巖土工程的需求。

4.2 做好巖土工程深基坑變形觀測工作

在巖土工程建設過程中，對周圍建筑體、地下管線和基坑邊坡變形等進行觀測，并結合觀測數據及時發現偏差，有助于工程技術人員優化設計方案和修正土方開挖參數，從而提升工程安全性和質量。技術人員需要熟練掌握觀測技術，例如使用位移傳感器、傾斜儀等設備記錄并分析變形數據，采用軟件分析和處理數據，并根據變形趨勢制定調整方案。

此外，還需注意保證觀測數據的準確性和實時性。要對各種觀測數據仔細核對，避免因數據誤差導致錯誤的決策。變形監測和設計存在較大偏差問題時，技術人員要及時提醒施工人員，并分析原因制定修整與預防方案。對于一些異常情況，也需要及時采取相應措施，如加固支護結構、停止土方開挖等[5]。

4.3 提高檢驗的標準和精確性

在開展支護作業時，保證檢驗工作制度化、標準化和規范化是確保施工質量的重要措施之一。不同支護方式可能涉及的材料、施工工藝與安全要求等均有區別，因此需要根據實際情況制定相應的檢驗指標和方法，以確保檢驗內容針對性強，能夠全面評估支護結構的質量和安全性。在進行物理檢測實驗時，選擇合適的試驗設備和測試方法非常重要。

將實驗結果與標準要求進行對比分析，若發現潛在問題要及時解決。詳細記錄實驗內容并制定文件存檔制度，有助于保證檢測實驗過程的合規性和結果的可追溯性。

檢驗工作需要結合日常檢驗與重點檢驗兩種模式，進行互檢與自檢，以提升效率。其中，日常檢驗是對施工過程的常規監管，可以確保每個環節都按照規范進行。重點檢驗則針對關鍵節點、復雜工序和高風險環節進行強化監督，以確保重要部位的質量和安全。

4.4 完善深基坑支護施工的技術手段與管理方式

施工前需要通過勘探和試驗等手段，充分評估巖土體的物理力學性質、水文地質狀況，并綜合考慮各種因素制定合理的施工方案。隨著科技的不斷進步，新的施工設備和技術不斷涌現，如新型鋼支撐、電動鉆孔設備、數控加工技術等。開發和應用這些新技術，可以提高施工效率和質量，降低人為誤差和安全風險。

深基坑施工的每一個工序都需要嚴格的控制和檢驗。要制定合理的施工工序流程、設定完整的質量標準和檢測方法，并進行全面的現場監督和檢查，確保施工質量和安全。人員是巖土工程深基坑施工的重要因素，需要對工程技術人員進行專業培訓，提高其操作能力和安全意識，加強安全培訓和應急演練，提高應變能力和處置能力。

深基坑施工涉及高空、水深、地質等多種危險因素，需要建立健全安全管理制度和應急預案，加強現場安全監控、人員保護和突發事件應對等方面的工作，定期對工程現場進行全面檢查和隱患排查，及時解決存在的問題，防范事故的發生。

4.5 把控深基坑支護施工技術要點

在開展圍護結構的設計工作之前，對地下環境進行詳盡的調查和勘察是至關重要的。需要對地下土壤的性質、地層分布、地下水位等進行準確的檢測和評估。特別是在大斷面深基坑的開挖中，必須針對具體地理條件綜合分析和設計，以確保圍護結構的穩定和安全性。如果發現存在斷層破碎帶、軟弱夾層、溶洞等不良地質條件，設計者需要針對這些條件采用相應的措施，以減少不良地質條件對施工和結構安全的影響。

在圍護結構施工作業之前，排水是一個必不可少的步驟，可以保證支護結構不受水影響，使得圍護結構施工活動順利開展。排水系統的設計要充分考慮工程區域的地下水流動特性和排水能力，以保證支護結構施工過程中的排水效果良好。此外，在開挖過程中，應先淺后深地逐層開挖，并采取相應的支護措施，避免過早暴露和破壞地下管線。為了保證施工環節地下管線的安全性，靠近地下管線的區域應采用人工挖掘的方式進行。

深基坑通常位于有限空間內，施工中需要充分考慮周圍環境的限制。在開挖過程中，需要根據實際情況制定適當的分段、分層措施，將整個施工區域劃分成若干個較小的段落進行施工。這樣可以控制開挖的范圍和深度，減少對周圍建筑物和結構的影響，同時也方便進行監測和調整。當每段長度為20～30 m時，分層開挖厚度不得超過2 m的情況下，每進行6～8 m的一段施工之后，需要安裝支撐，并實行維護處理。為防止水土流失，地基每進行2 m的開挖之后，都應當實施水土間的掛網和抹平處理。

5 結束語

巖土工程的深基坑支護施工難度較高、復雜性較強，對于施工技術具有非常高的要求，所以，務必要強化對施工技術的管控，全面排除深基坑支護施工中的各種安全要素，有效提高巖土工程的整體施工質量。

參考文獻

[1] 楊宏偉.深基坑支護技術在巖土工程施工中的應用淺析[J].工程建設與設計，2022（19）：222-224.

[2] 李敏.探究巖土工程深基坑支護施工中存在問題及改進措施[J].大眾標準化，2022（19）：78-80.

[3] 麻江濤.巖土工程中的深基坑支護施工探析：以某大廈深基坑支護工程為例[J].房地產世界，2022（17）：152-154.

[4] 吳亮根.巖土工程深基坑支護施工技術研究[J].中華建設， 2022（9）：140-142.

[5] 茍自強.巖土工程中深基坑支護施工技術措施[J].工程技術研究，2018（3）：33-34.

收稿日期：2023-10-22

作者簡介：靳馬超（1981—），男，河南商丘人，本科，高級工程師，研究方向：巖土工程施工技術。