建筑工程地基開挖與支護技術分析

摘 要：在建筑工程建設過程中，地基工程是建筑工程項目開展的基礎工程。建筑工程地基開挖過程中對于開挖與地基支護要求很高，提升地基開挖技術與支護技術的效果，是工程項目開展的基礎，因此結合工程項目實例，詳細探討建筑工程地基開挖技術與支護技術的實際運用要點。

關鍵詞：建筑工程；地基開挖；支護技術

中圖分類號：TU753 文獻標識碼：A 文章編號：2096-6903（2024）09-0030-03

收稿日期：2024-03-21

作者簡介：顧立江（1996—），男，浙江紹興人，本科，工程師，研究方向：建筑施工。

0 引言

隨著高層、超高層建筑的普遍建設，基坑開挖的深度不斷增大，對施工技術要求也不斷提高。建筑工程地基基坑開挖環節面積比較大，開挖深度較深，特別是遇到較為復雜的水文地質條件，加上城市內部場地空間比較狹小。高層建筑周邊分布著大量的建筑物，使得基坑開挖施工難度較大，穩定性比較差，對整個項目的正常運行帶來很大危害。基坑開挖支護的環節，尤其是深基坑工作過程中，展開支護、降水、土方開挖、樁體施工、基坑監測、試驗等，包含內容比較多，各項工作對基坑施工的安全性和穩定性存在直接影響。分析當前建筑工程地基支護與開挖施工技術，落實各項施工措施，有利于確保基坑支護效果達到要求[1]。

1 工程概況

某建筑工程項目總建筑面積約為6萬㎡，該項目主體34層，裙房3層，2層地下室，基礎結構采用的是人工挖孔灌注樁、柱下獨立基礎以及墻下條基。基坑結構開挖環節采用的是矩形截面形式，平面尺寸100 m×74 m。

2 建筑工程地基支護技術

2.1 本工程的特點

對本工程基坑形狀、面積、深度、地質條件等多方面因素進行分析，確定其具備如下特點：①本工程項目基坑開挖深度大、平面尺寸大，地質條件比較復雜，且現場施工場地空間有限，容易造成結構損壞等嚴重問題。為了確保基坑施工效果合格，需采取合理的支護措施，降低變形發生概率，保證基坑以及建筑工程運行的安全性。②施工現場地質條件復雜度較高，西側填土厚度大，處置不均勻，基于此，施工人員需選擇合理的支護措施，確保支護結構的質量以及性能達標。

2.2 支護方案

分析本項目基坑開挖支護的具體要求，落實各項施工措施。經過綜合性的分析，確定如下2種施工方案可供選擇：①內部支撐采用灌注樁基礎形式。該基坑的開挖環節周邊位移小、施工周期長、復雜性高、成本高。選擇使用灌注樁施工形式，不需要設置支撐結構，現場施工環節工期較長，成本比較高，綜合效益提升并不明顯。②土釘墻護方案選擇該方案時，內部不需要設置支撐結構，開挖的同時開展支護作業，施工周期短、成本低。但是施工環節土釘墻結構需要設置預應力錨桿，以防止出現土體位移情況。

經過綜合性分析上述各方面因素，在保證建筑工程基坑安全性的基礎上，為確保現場施工順利完成，有效降低施工成本，最終選擇使用土釘墻預應力錨桿施工技術。西北方向使用人工灌排樁，頂部采用鋼管支撐以及復合支護結構。

3 圍護體系具體做法

3.1 基坑止水措施

本工程現場施工環節地下基巖裂隙水比較多，存在于全風化、強風化巖石層中。經過技術人員的勘察，會同多方面單位共同研究分析，對邊坡側壁使用高壓注漿方式封閉處理，以提高地基結構的穩定性，從而達到止水的效果[2]。

3.2 壓密注漿施工

3.2.1 場地普查及修整

技術人員勘察現場障礙物類型、分布以及深度等參數，及時清理障礙物，以免影響后續施工作業。勘察基坑周邊的管線分布狀況，采取合理的防護處理措施，且保證原有管線不會給土釘墻支護作業造成影響。

3.2.2 基坑壓密注漿流程

壓密注漿施工環節采用梅花型孔位設置方式，間隔距離為1 m。注漿作業開始之前，制作合適的漿液，水灰比為1：0.5。注漿壓力是重要技術參數，對提高施工效果有重要意義，將壓力設定在1～3 MPa。現場做好清理工作，確保沒有任何影響施工作業效果的雜物，且按照設計方案測量定位。監理工程師復核檢測，合格后再開展現場壓密注漿施工。施工工藝流程如圖1所示。

3.3 沉管

根據本工程施工要求，沉管環節選擇使用1.50 m管口，和壓漿泵管道連接，使用高壓膠管作為連接部件。連接的環節采用振動沉管器，將其安裝到規定部位，達到設計標高。

3.4 制備漿液

漿液制作按照設計方案要求，重視配合比檢測。按照該工程施工要求，水灰比為0.5，并且施工之前檢測各項參數，每項指標合格后再投入應用。

3.5 壓漿施工

工程人員根據壓漿施工要求準備壓漿管道，安裝好球閥，并保持正常工作狀態。開啟壓漿泵，開展、輸漿，并保證工作壓力達到要求。壓漿作業環節提高壓漿壓力，將漿液注入到注漿管內，并根據現場情況調節壓力、流量等參數，以確保壓漿效果合格。每完成一個壓漿段之后，檢測現場施工效果，預估壓漿量參數，并做好質量檢測以及記錄工作。壓漿完成后，持續灌注漿液保持20 min，再將注漿管提升50 cm。壓漿環節，確保壓漿壓力達到要求且穩定完成壓漿作業。

3.6 拔管

每一孔位灌漿工作結束之后將注漿管提升50 cm，經過一段時間靜置后繼續壓漿作業。拔管之前，注漿作業的同時將注漿管球閥關閉并拔出注漿管。該環節施工中要隨時關注現場注漿施工效果，特別重視現場的空隙等部位，填充合格的材料，以保證現場施工作業順利完成，壓漿效果達到工程標準。

3.7 注漿

壓密注漿作業階段應用機械設備打孔，按照本工程要求打孔進入到強風化層，深度在2 m以上，確保壓漿作業的質量符合要求，結構強度達標。

選用32.5以上的普通硅酸鹽水泥，并檢測水泥材料質量。水灰比為0.5，注漿壓力1～3 MPa。按照本工程施工要求，水泥材料使用量為70 kg/m3，并重視該參數檢測。

注漿作業環節，隨時監控注漿效果，防止相鄰孔位出現返漿、串漿等問題。為了避免這些問題，現場施工階段采取間隔注漿施工方式。

注漿環節做好現場各項記錄工作，尤其掌握壓力、注漿量等參數，同時避免出現異常情況，如冒漿、返漿等。注漿作業階段規避影響注漿效果的因素，落實質量監督檢查措施[3]。重視計量技術資料的整理分析，掌握各項參數，確保注漿效果合格。隨時監控地下管線以及周邊建筑物的情況，一旦存在任何問題，立即采取搶修處理措施。

4 基坑開挖及施工

4.1 第一階段土方開挖

第一階段開挖作業的環節，工作人員監控開挖深度，保證開挖項目合格。按照工藝方案的要求，首先開挖1.7 m的深度并開展邊坡修整，然后安裝第一道土釘。再開挖1.5 m的深度，并安裝第二道土釘。以上工作結束之后，在基坑的邊坡位置掛網作業，調整邊坡形狀以及鋼筋網的狀態，檢測合格后開始混凝土的噴射施工。根據工程的要求，對現場的攪拌樁、支護樁、冠梁等結構檢測，結構強度合格后開展第二階段的開挖作業。

4.2 第二階段土方開挖

第二階段土方開挖環節，先開挖1.2 m的深度，在底部高程達到-5.8 m時，安裝第三道土釘。然后開挖1.2 m高，在高程為-7.0 m時，安裝第四道土釘。再開挖1.2 m，在高程達到-8.2 m時，安裝第五道土釘。隨后開挖1.2 m，在高程達到-9.4 m時，安裝第六道土釘。最后開挖1.2 m，在高程達到-10.6 m時，安裝第七道土釘。上述各階段開挖結束之后，邊坡的位置砌筑磚墻，保證邊坡結構的穩定性，防止出現穩定性偏差等影響施工效果。

4.3 基坑土方開挖

基坑土方開挖作業開始之前，由技術人員測量放樣，確定開挖作業的位置，并撒白灰標記。開挖環節使用專業機械設備，確保開挖作業的效果和速度合格。開挖前對基坑周邊全面勘察，了解影響基坑開挖的因素，并保證現場不會存在任何管線影響開挖施工。

開挖階段基坑頂部設置300 mm×200 mm的截水溝，使雨水進入溝內，避免因為雨水量過大而影響基坑穩定性。如果開挖作業的階段出現地下水滲出量較大的情況，于現場開挖集水坑以及盲溝，保證排水效果合格。

開挖作業前現場安裝有必要的排水設備，電力能源供應充足，排水效果達到施工標準。工作人員開挖作業的階段隨時關注開挖標高，深度全面監控，確保開挖效果合格，且不會給周邊土體造成過大的擾動影響。開挖環節隨時了解現場的坡道坡度，將其設定在16%以內，且寬度為7.5 m。

開挖環節隨時了解開挖施工效果，分析各方面的影響因素，并采取人工聯合機械方式開挖施工。將開挖的土體及時運出到規定部位，以免邊坡表面不能堆載過大而影響邊坡結構的穩定性。開挖到規定深度后，由管理人員會同建設、監理、施工等單位共同監督檢測，符合要求后再開展后續施工作業[4]。

4.4 觀測和監控基坑的變形、位移

本工程項目開挖作業深度比較大，現場影響開挖效果的因素較多，重視現場基坑的變形、位移監測，是提高基坑結構穩定性以及建筑工程基坑施工質量的關鍵。

根據當前基坑開挖監測的要求，選擇合理的觀測點位，隨時了解沉降量以及周邊建筑物位移的情況。觀測點位的設置遵循醒目、牢固、可靠的原則，隨時掌握現場具體情況，并采取維護處理措施，以保證觀測點位正常使用。如果施工環節出現觀測點位破壞的情況，及時組織人員修復處理，防止影響后續觀測數據精度。觀測過程中，了解基坑狀態。該工作貫穿整個施工過程，尤其基坑開挖達到規定深度后，持續觀測一個月時間。對各項數據信息總結分析，保證不會給后續的施工作業造成任何影響。

5 相關技術控制

5.1 接力式挖土要求

現場準備第一臺挖掘機，該設備從原地面向下挖掘一定的深度，并且開挖長度超過10 m，形成第一節臺階。然后由第二臺挖掘機進入到現場，放置在第一節臺階中，向下持續開挖作業。整個開挖的環節現場配置自卸車，將開挖后的土體運輸到規定部位，避免現場堆載過大而影響后續的開挖施工。第二節臺階開挖完成后，現場配置第三臺挖掘機向下開挖作業。按照上述工藝方案，一層一層向下開挖施工，直到最后開挖深度達到設計標準要求為止。

采用分級開挖的方式，相鄰兩層之間不受任何影響，且設備同時作業，現場施工的效率得到有效提升。開挖的深度、寬度、長度等方面都在合理的范圍之內，具備較高的穩定性，并且支護環節提高支護的強度，確保基坑結構的穩定性合格。而基坑開挖環節，如果停留的時間在24 h以上或者地質、天氣條件等影響，臺階開挖距離可以適當的縮短，從而保證支護效果合格。

5.2 對支撐梁的保護措施

挖掘機進入現場開挖作業時，不能直接安裝到支撐梁上開挖作業，且禁止挖掘機、運土車輛在支撐梁上行走，否則會造成結構的損壞。挖掘機進入現場時，保證其基礎的穩定性，有完善的支撐結構裝置，并且承載力達到工程要求。對于現場施工環節影響安全性的因素較為嚴重時，應考慮到現場具體情況，選擇合理的安全防護措施，以免造成安全事故。

支撐梁部位開挖作業階段，按照對稱開挖的方式，從外到內逐步開挖完成。支撐梁結構受力對稱，并使用小型挖掘機向下開挖施工，確保整個支撐梁結構受力穩定，符合安全性要求[5]。

支撐梁系統運行的環節，隨時監控其運行的狀態，禁止堆載過大造成結構損壞而引發安全事故。

6 結束語

建筑工程作為現代社會的重要組成部分，關系到人們生活以及社會發展。當前建筑領域發展速度不斷加快的背景下，建筑施工過程中基坑開挖深度不斷增大，對施工技術以及管理方面有著較高的要求。建筑基坑施工的階段，開挖以及支護作業非常重要，落實各項技術措施，確保開挖施工效果合格，滿足基坑施工的要求。基坑支護階段選擇合理支護方案，隨時監控基坑的狀態，確保深基坑支護施工質量達標。由此可見，建筑工程地基支護與開挖技術非常重要，全面落實各項技術措施，保證基坑施工效果合格，符合基坑施工標準要求。

參考文獻

[1] 徐宏慶.房屋建筑結構地基基礎工程施工控制技術[J].價值工程，2024，43（6）：134-136.

[2] 林涌標.房屋建筑工程地基施工技術要點及應用措施分析[J].工程技術研究，2022，7（19）：55-57.

[3] 戴志超.建筑工程施工中深基坑支護施工技術應用研究[J].廣東建材，2023，39（12）：94-96.

[4] 高慧廣.建筑地基基礎工程施工技術研究[J].工程技術研究， 2021，6（24）：50-52.

[5] 王藝明.房建施工中地基基礎施工技術應用研究[J].磚瓦， 2021（12）：159-160.