深基坑支護施工技術在土建施工中的運用研究

孫玉龍，李汝兵

（中建二局第一建筑工程有限公司，北京100176）

1 引言

深基坑支護施工技術是一種應用于土木工程和建筑工程中的關鍵技術。 深基坑是指深度大于5 m 的基坑，通常用于建造地下停車場、地鐵站、地下商場等大型地下空間。 深基坑支護技術的主要目的是確保深基坑的穩定， 防止土體塌陷和滑移，并保護周圍環境和結構的安全。 深基坑支護技術在應用過程中需要遵循一定的原則，以確保深基坑施工的質量。 隨著我國土木工程和建筑工程規模的不斷擴大， 對深基坑支護技術的應用也提出了更高的要求， 這就需要施工人員不斷探索和研究深基坑支護技術，以提高其在土建施工中的應用效果。

2 工程概述

2.1 概述

XYZ 都市綜合交通樞紐是一項集地鐵、城際軌道、公交、商業等多功能于一體的大型交通樞紐工程。 該工程位于XYZ市的核心商業區，涉及多條地鐵線路交匯、城際軌道連接以及大型商業設施的建設。 作為城市交通網絡的關鍵節點，其設計和施工難度較大，而且由于位于繁忙的市中心地區，施工過程中對周邊環境的影響必須嚴格控制。

2.2 主要結構

地下結構：包括4 層地下車站、隧道和商業空間，最大開挖深度達到35 m。

地面結構：包括城際軌道站臺、公交樞紐、出租車、自行車等多種交通方式的換乘設施。

上部結構：包括辦公樓、酒店和商業綜合體等。

3 深基坑支護施工技術

3.1 土釘墻施工技術

在XYZ 城市深基坑綜合開發項目中，土釘墻施工技術起到了關鍵作用，為深基坑提供了堅實穩定的支護結構。 土釘墻施工技術以其經濟、效率高和可靠性，在此項目中被選為一種主要的支護方式。 在施工過程中，首先進行了基坑周邊土體的開挖，開挖深度控制在2.5 m，開挖后立即進行了土釘施工。 土釘由高強度鋼筋制成，長度為20 m，直徑32 mm，以特定角度進入土體，形成穩定的錨固結構。 土釘的安裝采用了先進的鉆孔灌漿工藝，確保了土釘與土體的緊密結合。 灌漿過程中采用的水泥砂漿為1∶1 的水泥沙比，灌漿壓力控制在0.5 MPa。 鉆孔灌漿完成后，土釘頭部與鋼筋混凝土板連接，形成了整體支護結構。 混凝土板的厚度為300 mm，強度等級為C30，通過與土釘的連接，為基坑提供了橫向穩定性。 土釘的布置間距控制在1.5 m，確保了整個支護結構的均勻和連續。 隨著基坑的逐層開挖，土釘墻的施工也同步進行，形成了層層支護的結構體系。如圖1 所示。同時，為了監控土釘墻的穩定性和安全性，整個施工過程中還采用了先進的監測設備，對土體、土釘和混凝土板的位移、應力等參數進行了實時監測，確保了施工的順利進行和工程的安全穩定。

圖1 土釘墻施工技術

3.2 地下連續墻支護技術

地下連續墻支護技術首先要進行詳細的地質勘探， 以了解土層結構、地下水位等關鍵參數。 在本項目中，地下連續墻的設計截面尺寸為1.2 m，開挖深度設定為50 m，以滿足復雜地質條件下的支護需求。 墻體混凝土強度等級為C30，并通過現場拌和站實現連續供應，確保混凝土質量穩定。

鋼筋籠結構是連續墻的關鍵支撐部分， 在此項目中選用了直徑為32 mm 的HRB400 鋼筋，形成堅固的框架結構。 這種結構的加工和連接過程對鋼筋的加工尺寸和連接質量有嚴格要求，以保證墻體的整體性和耐久性。 開挖階段采用特制的抓斗和鉆具進行， 由先進的導向和控制系統確保墻體的連續性和直線度。 在開挖過程中，需合理設計抓斗和鉆具的動作路徑，以確保開挖的準確性和連續性。 其次，在澆筑混凝土過程中，泵送技術的精心安排確保了澆筑的均勻性，有效避免了混凝土的分層和偏心。 同時，對墻體與周圍土體的接觸面進行特殊處理，以確保良好的防水性能。 最后，監測和質量控制環節同樣關鍵，如混凝土試塊的抗壓強度檢測、墻體的垂直度和平直度檢測等。 通過實時監測和調控系統對墻體的位移、應力、滲水等關鍵參數進行在線監測， 從而確保施工的精確性和工程的穩定性[1]。

3.3 混凝土灌注樁施工技術

混凝土灌注樁施工技術在XYZ 城市深基坑綜合開發項目中的應用充分體現了現代土建工程的精密和專業性， 其中的關鍵環節和技術參數展示了高水平的工程實踐能力。

首先，混凝土灌注樁施工的關鍵是在地質勘探的基礎上，確定合理的樁徑和樁長，以適應不同地層條件。 本工程采用的樁徑范圍為400～1 000 mm，樁長可達到20 m 以上，確保了灌注樁具有足夠的抗壓和抗剪承載力。 其次，混凝土灌注樁施工需要考慮混凝土配合比。 通過優化配合比，可使混凝土擁有良好的流動性和耐久性，確保灌注樁的強度和穩定性。 本工程的配合比為水泥、粉煤灰、礦渣粉等摻和材料摻量控制在20%～40%，以提高混凝土的工作性能。 再次，施工中的注漿技術也是至關重要的一環。 注漿可有效提高灌注樁的密實性和堅固性。 本工程采用的注漿材料為水泥漿、砂漿等，注漿壓力通常控制在0.4～0.8 MPa， 注漿量根據樁長和孔隙度進行合理設計。 最后，施工中的樁機與鋼筋加工設備的選用直接影響施工效率與質量。 本工程采用了液壓擠型樁機進行施工，其具有較大的擠壓力和工作平穩性， 可適應不同地質條件下的施工需求。 同時，高效的鋼筋加工設備能保證鋼筋加工精度，確保灌注樁的鋼筋骨架牢固可靠。

此項技術在XYZ 城市深基坑綜合開發項目中的成功運用，將現代土建工程的精確性和復雜性有機融合，展示了專業化施工方法和嚴密的質量管理。 每一環節的精心控制和質量把關，構建了基坑的穩定性和安全性，也為未來同類工程提供可資借鑒的技術和經驗。

4 提高深基坑支護施工技術在土建施工中運用水平的策略

4.1 做好施工前的準備工作

做好深基坑支護施工前的準備工作在提高土建施工運用水平中占有重要地位。 首先，根據工程地質條件確定基坑的開挖深度、形狀和大小，具體涉及樁徑、樁長、混凝土強度等參數的設定。 其次，選取合適的支護結構類型，如土釘墻、地下連續墻等，并計算其尺寸和數量，確保能夠承受預期的荷載。 同時，還需對基坑周邊的建筑物和道路進行詳細的測繪， 以了解可能的地下障礙物情況和影響范圍[2]。 再次，是施工設備和人員的準備，要根據施工方案的具體需要，選取合適的開挖機械、支護設備、灌注設備等，并對其進行維護保養，確保施工過程的順利進行。 與此同時，還要組織人員培訓，包括施工操作、安全規程、緊急應對措施等內容，確保施工人員具備必要的專業能力和安全意識。 最后，進行現場勘測布設，確定基坑的準確位置和范圍，設置必要的臨時設施，如圍擋、排水設施等，以保障施工現場的安全和秩序。 此外，還需與相關部門溝通協調，如交通管理、環保監管等，取得必要的施工許可和批準，確保工程的合規性。

整體而言， 深基坑支護施工前的準備工作是一項復雜而精細的工程，涉及方方面面，不僅需要充分了解工程概況，還要緊密聯系施工技術，確保施工的專業性和安全性。

4.2 確定基坑開挖和支護方案

首先， 對于基坑開挖方法的選擇， 需要依據地質勘察報告，分析土層的性質和地下水位，選取合適的開挖方案。 對于不同深度的基坑，可能選用不同的開挖方式，如分段開挖、逐層開挖等，必須兼顧效率和安全性的平衡。 其次，支護結構的選擇也需依據實際條件。 地下連續墻作為一種有效的支護結構，能有效控制地下水，減少對周邊環境的影響；而土釘墻施工速度快、成本較低，適合一些特定情況。 還需根據設計計算確定支護結構的尺寸、形式和材料，包括梁柱的截面、鋼筋的配制、混凝土的強度等。 在計算過程中，需細致分析各種荷載作用，包括地下土的側壓力、地下水的水壓力、上部結構的荷載、周邊交通的震動等，保證支護結構有足夠的穩定性和安全度。 例如，對于土釘墻，需考慮土釘的長度、直徑、間距、角度等，還要分析土層與土釘的相互作用。 再次，基坑的排水設計也是關鍵環節，特別是在地下水豐富的地區。 需要設置合理的排水系統，如潛水泵、集水井等，保證基坑內的干燥和施工的順利進行。 最后，整個方案的制訂還要考慮到工程的經濟性、施工的可行性、對周邊環境的影響等因素，還要與前期的工程概況和準備工作緊密結合，形成完整的施工體系。 例如，可能需要與供應商合作，確定設備和材料的供應時間表，確保施工進度不受影響。

總體來說， 確定基坑開挖和支護方案是一項全面而復雜的任務，涉及多個學科和領域，需要深入了解和精確運用深基坑支護的專業技術，還要靈活運用工程管理和決策的能力。

4.3 基坑變形監測和應急措施

基坑變形監測主要是通過一系列的測量和觀測手段，對基坑開挖過程中的土體變形、 支護結構變形和周邊環境的影響進行實時監測。 通過采用多種監測儀器，如測斜儀、沉降觀測儀、裂縫計、水位計等，可以精確地掌握基坑的狀態。 這種監測首先要建立一套全面的監測方案，明確監測的目的、內容、方法、周期、標準等[3]。 在實際監測過程中，需要與基坑的開挖和支護同步進行，形成一個動態、實時的觀測體系。 一方面，可以及時發現施工過程中的問題，為施工方案的調整提供依據；另一方面， 也為后期的工程質量評估和維護提供了準確的數據支持。

應急措施作為監測的重要補充， 主要是針對可能發生的緊急情況，提前準備相應的方案和手段。 例如，當監測到基坑變形超過允許值，或者出現裂縫、滲水等異常情況時，應急措施就要立即啟動。 這些措施可能包括緊急支護、加固、排水、修補裂縫、臨時停工等。 關鍵是要做到快速、精確、有效，確保問題不擴大，人員和設備安全。 這就需要在施工前進行全面的風險評估和應急預案的制訂，培訓施工人員和管理人員，確保他們對可能出現的情況有足夠的了解和應對能力。

5 結語

綜上所述，深基坑支護施工技術的應用，有利于保障土建施工質量，促進土建工程的發展。 在應用深基坑支護施工技術時，施工人員應結合工程實際情況，認真分析基坑深度、土質特點等因素，采取科學合理的施工技術方案，同時也應加大對深基坑支護施工技術的研究力度， 提高其在土建施工中的應用水平。