深基坑支护技术在建筑工程施工中的应用分析

Sichuan Building Materials

Yol.42,No.4August ,2016

深基坑支护技术在建筑工程施工中的应用分析

邓光洲

(河南省昊鼎建筑基础工程有限公司，河南郑州 450008)

摘要：深基坑支护施工技术是现代建筑工程施工中

的重要施工技术之一，它对于现代建筑工程中的地下室工 程施工和深基坑工程施工等都有着至关重要的作用，本文 在合理分析了深基坑工程的施工内容的基础上，科学论述 深基坑支护施工技术的主要施工技术和方法，以及其在实 际建筑工程施工中的应用方法，从而有效探究深基坑支护 施工技术对现代建筑工程施工质量的优化作用。

关键词：深基坑TU；支护技术；建筑工程；施工B

；应用

中图分类号：

753

文献标志码：

DOI文章编号：1672 - 4011 (2016)04 - 0157 - 03

： 10.3969/j. issn. 1672 -4011.2016.04.078

〇前言

随着现代建筑行业的发展不断加快，施工项目越来越 多，施工内容和特点也变得越来越复杂、高端，这同时也 对施工技术和质量提出了更高的要求。深基坑支护施工技 术是近年来广泛应用于建筑行业工程施工中的重要施工技 术手段，它在现代建筑工程的深基坑工程和地下室工程施 工中的应用，可以有效地提高建筑深基坑的施工质量，从 而保证整个建筑工程的施工安全性能和稳定性能，因此， 相关建筑施工企业应当深刻地认识到深基坑支护施工技术 的优越性，并且积极在建筑工程的施工中应用深基坑支护 施工技术来辅助施工，从而有效地促进整个建筑工程施工 质量的科学优化。

1深基坑工程的主要施工内容

1.1工程实地勘察、研究

由于深基坑工程的施工主要位于整个建筑工程的基底 和地下等部位，因此，在开展深基坑工程的施工之前，相 关施工技术人员应当提前做好深基坑工程的实地勘察与研 究工作，科学地对当地的地理环境、岩土参数、地下水情 况以及周围建筑物等情况做好充分调查，记录其实际数据， 从而合理地对深基坑工程的支护施工设计方案和规范进行 严谨审核，一旦发现施工设计方案和图纸与施工当地的实 际条件存在不相符合的现象，应当及时给予处理和纠正， 从而有效地保证深基坑工程的支护施工质量。

1.2工程支护结构的设计

深基坑工程的支护结构设计是其工程施工中的重点环 节之一，它对整个建筑深基坑工程的施工质量和安全性能 都有着至关重要的影响，因此，相关建筑施工企业应当重 点做好深基坑工程的支护结构设计工作。根据现代建筑工 程的特点，深基坑工程的支护结构设计主要包括挡土墙的 围护结构设计、支撑结构体系设计以及地基土体的加固支 护设计等内容，其中，挡土墙的围护结构设计又细分为深

作者简介:邓光洲（1977 -)，男，河南溃川人，本科，工程师，研究方

向：深基坑支护和桩基工程。

基坑工程中的连续墙支护设计、柱列式灌注桩挡墙支护设 计等，而其支撑结构体系的设计又包括深基坑工程的内支 撑支护设计和锚杆支护设计。从上述内容分析可知，建筑 深基坑工程的支护结构设计非常复杂，项目也比较多，因 此，为了有效地保证其多方面结构的支护设计，能够有效 地保证其稳定性能和施工质量，相关施工技术人员在进行 深基坑工程的支护结构设计时，必须严格根据施工方案上 的标准要求，以及结合事先做好的地理情况和土体情况等 调查信息来科学进行支护结构的设计，并且严格保证设计 的规范性，能够有效满足相关国家法律法规规定的规范性 施工要求，从而有效实现支护结构设计的科学性。

1.3基坑的开挖与支护施工

基坑的开挖与支护施工是整个建筑深基坑工程施工中

的关键内容和环节，基坑的开挖质量和支护施工的水平直 接决定了整个深基坑工程的施工质量和安全性能，因此， 相关建筑施工企业要想有效地开展深基坑工程的施工，保 证施工的质量，必须充分做好基坑的开挖与支护施工。深 基坑工程的基坑开挖与支护施工主要包括土方工程的施工、 工程降水的施工以及工程施工组织的设计与实施等内容， 其中土方工程的施工关系着基坑的开挖施工质量，施工组 织的设计与实施关系着支护施工的质量，因此，相关施工 技术人员在进行深基坑工程的施工时，需要严格做好基坑 的开挖与支护施工中的每一个环节和项目内容，结合施工 设计图纸和施工方案上的标准要求，充分地保证施工设备 的有效性，从而全面保证施工质量。

1. 4 深基坑工程的周边工程保护

对相关建筑施工企业而言，在进行建筑工程的深基坑 工程施工时，周边的其他工程项目的保护工作也非常重要， 如果在施工过程中疏于对周边工程的保护，就会造成其他 工程项目的破坏和损坏，这会大大增加相关建筑施工企业 的维修费用和资金成本投入，对其工程施工的经济效益提 高是非常不利的，因此，相关建筑施工企业在进行深基坑 工程的施工时，还应当充分地做好周边工程的保护工作。 相关建筑施工企业可以借助地层位移的预测技术来开展深 基坑工程周边工程的保护工作，施工技术人员可以结合施 工当地的地基土体性质，支护结构的施工性能以及基土地 下水的变化等内容来科学开展地层位移的预测。

1.5施工现场的质量监控

施工现场的质量监控工作是建筑深基坑工程施工中施

工安全和质量的重要保证措施，对于施工过程中的突发情 况处理和质量检测都有着不可替代的作用，因此，相关建 筑施工企业还应当做好施工现场的质量监控工作。深基坑 工程的施工现场质量监控工作主要包括现场的施工信息数 据采集、施工人员的施工规范监督、项目施工流程的合理 控制等多个方面，因此，相关施工质量监管人员在进行施 工现场的质量监控工作时，应当同步做好施工过程中的各 方面施工项目的信息采集工作，并且合理地将这些信息进 行归类记入档案，方便后期查验。

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2

深基坑支护施工技术

有整体性刚度较强和强大的防水、防渗的作用，因此，地 下连续墙支护施工技术非常适用于地下水位较高、基土性 质较差、软黏土等地质环境较为复杂的建筑工程深基坑支 护施工，特别是对于基坑以下具有很深的软土地层的建筑 工程，地下连续墙支护施工技术对其具有很好的优化作用。 在实际的应用当中，地下连续墙支护施工技术除了要采用 基础的挡土维护结构来进行施工之外，还采用了主体结构 的侧墙设计和建设，从而有效提高了其支护作用的有效性， 并且对周围地理环境的保护作用也很高。

2.1型钢支护施工技术

型钢支护施工技术是现代建筑深基坑支护施工技术中 非常重要的一类技术，它与其他的深基坑支护施工技术相 比，具有明显的刚性和强度的优势。在实际的应用当中， 型钢支护施工技术一般采用的是一种单排式、工字形状的 钢材或者钢板桩，这种钢板桩由拉杆或者连梁等的连接而 一起共同承担负荷，而对于建筑基坑较深的项目，其型钢 的支护施工技术可采用双排或者多层的钢板桩来进行横担 3深基坑支护技术在建筑工程施工中的具体应用

和支撑，增强其压力的承受能力和荷载性能。其中，对于 多层的钢板桩，其与锚杆所共同组成的支护结构应当采用 配有锁口的热轧型钢材质来进行施工。需要注意的一点是， 虽然型钢支护施工技术在深基坑工程的施工当中具有很好 的施工效果，但是由于其主要使用的施工材料为钢制的材 料，因此，在施工过程中，容易产生很大的施工噪音问题， 对建筑周围的地基也会产生一定的影响，因此，型钢支护 施工技术不适合在人口比较集中、城市交通发达的地方应 用。而且，由于钢材料本身在受强力的作用下容易产生形 变，在施工过程中，相关施工技术人员应当做好型钢的保 护工作。

2.2深层搅拌支护技术

深层搅拌支护技术主要采用的施工技术原理是利用施 工材料的物理特性和化学原理来开展的施工，与其他建筑 深基坑的施工技术相比，其具有施工稳定性能较高，施工 质量可控性较高等优势。在实际的应用当中，深层搅拌支 护施工技术主要是以水泥施工材料为主要的固化剂，然后 利用专门的搅拌机来对水泥固化剂和软土剂进行均勻地搅 拌，使其在搅拌的过程中，二者之间发生一系列的物理反 应和化学反应，从而逐渐产生所需的硬化效应，使其固化 成为一个整体，起到施工所需的支护作用。其中，对于本 身便具有一定强度的水泥挡土墙，其主要可采用水泥为主 要固化剂之外，在软土剂的选择方面可以选择淤泥、黏土 一类的黏性较高的软土剂进行施工，这样便可以有效地起 到强化深层搅拌支护施工技术的施工效果的作用。

2. 3

混凝土灌注排桩支护技术

在现代建筑工程的深基坑支护施工技术当中，混凝土 灌注排桩支护技术与其他的深基坑支护施工技术相比，其 具有对建筑地基土体破坏较小、对周围环境影响较小等施 工优势，因此，相关建筑施工企业应当积极应用混凝土柱 灌注排桩支护施工技术来辅助深基坑工程的支护施工。在 实际应用当中，混凝土灌注排桩支护施工技术主要使用的 是柱列式间隔布置钢筋混凝土，以及钻孔的灌注桩为主要 的挡土结构，在进行柱列式混凝土灌注桩间隔布置时，相 关施工技术人员需要严格控制好灌注桩的间隔距离，要保 持其疏密适中，从而有效发挥其支护效果。但是，需要注 意：混凝土灌注排桩支护技术虽然采用的柱列式灌注桩具 有很好的刚度性能，但是在实际施工时，为了避免其中间 的间隔出现地下水和土壤渗入情况，相关施工技术人员应 当在混凝土灌注桩之间采用高压注浆的方法，使其加固成 为深层的搅拌桩，从而有效提高施工质量。

2.4地下连续墙支护技术

地下连续墙支护施工技术对于现代建筑的深基坑工程 的支护施工而言，具有非常重要的帮助作用，而且，与其 他深基坑支护施工技术相比，地下连续墙支护施工技术具

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本文以郑州某建筑工程的深基坑支护施工建设为例， 进行深基坑支护施工技术在建筑工程施工中的具体应用方 法分析。

3.1 工程概况

该建筑工程的总面积为36 280 m2，地下工程的总面积 为9 519 m2,整个建筑工程的俯视平面呈长方形，其中， 建筑工程的基坑最深处下深为15 m，采用的是钢筋混凝土 框架结构和剪力墙结构，建筑工程的整个地下工程部分所 采用的是混凝土梁内设无粘结预应力筋。建筑周围的地理 情况为普通的泥土土层，局部有黏性较强的粉质黏土层， 而地下水的深度较小，整体水质呈现天然的弱酸性，对于 建筑工程体内的钢筋混凝土结构没有腐蚀性影响。

3.2 土方工程的开挖施工

土方的开挖施工主要是指将建筑工程地基基坑中的土 壤予以挖出的施工过程，它是整个建筑工程深基坑工程施 工中的基础环节，它的施工质量对于后期其他建筑深基坑 工程的支护施工项目的施工质量有着不可忽视的影响，因 此，在进行本建筑工程的深基坑支护施工时，相关建筑施 工企业应当采取以下深基坑工程的土方工程开挖工序来进 行施工。①相关施工技术人员应当采用专业的建筑工程土 方挖掘机来进行施工，从而保证其工程施工的有效性。② 在进行土方工程挖掘的过程中，对于挖掘出来的地基土壤， 相关施工技术人员应当将其及时运送出施工现场，避免过 多的土壤堆积而影响到其土方工程挖掘的施工进度和便捷 性。③在将土方工程挖掘出来的土壤运送出施工现场之后， 相关施工技术人员还应当对施工现场做好必要的清理工作， 从而保证施工现场的清洁性，减少其对于施工过程的影响 和建筑工程周围环境的破坏。另一方面，在进行土方工程 的挖掘施工的过程中，由于建筑工程地下本身可能存在着 一定的地下电线、电缆线路，因此，相关施工技术人员在 进行挖掘施工时，要避免对建筑工程地下的电线电缆线路 造成破坏，影响到工程周围的建筑和居民用电情况。

3.3深基坑支护桩的施工

在建筑工程的深基坑支护施工当中，其支护桩的施工 主要承担着外力的承载和建筑体压力的荷载功能，因此， 其对于整个建筑工程的深基坑支护施工有着至关重要的影 响。根据本工程的实际情况，其深基坑的支护桩主要可以 分为以下两个部分，一是人工挖掘的孔桩，二是钢筋混凝 土护臂支护桩。例如，对于灌注桩而言，在其施工的过程 中，主要适用于人工吊桶的施工手法来进行灌注桩的钻孔 挖掘施工，这样可以有效地保证其施工的准确性。而且， 在整个深基坑的支护桩施工过程中，施工技术人员一定要 做好整体支护桩施工流程的施工质量控制工作，包括钢筋

(下转第160页）

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从图1计算结果来看，完成基坑开挖后，SMW工法桩 +预应力锚索支护结构产生的坑周地表沉降最大值18 mm， 满足规范要求。

规律总结与结果分析：1)

基坑开挖后，基坑内土体卸荷，在支护两侧土体自

重和地面超载的作用下，引起坑底隆起，导致坑底土体回 弹。随着基坑开挖深度的增大，坑底产生向上的塑性变形， 同时在基坑周边产生较大的塑性区，并引起地面沉降。

2) 由图2可看出：每次开挖后基坑底部隆起等值线相 似，最大隆起量发生在基坑中间位置，且由基底中心至基 坑侧壁逐渐减小，越是靠近坑边，隆起量衰减就越快。在 基坑侧壁处及基坑顶部，也有少部分隆起。3) 基坑开挖时，地表沉降随深度变化大致呈拋物线分 布，最大值出现在距坑边约8 m处，且随着基坑开挖深度 的增加，基坑地表的沉降值也不断增大。基坑开挖到基底 时，地面最大沉降量为22. 5 mm，结合设计，SMW工法桩 与预应力锚索支护结构地表最大沉降量为18 mm，发生在 距坑边8〜10 m，两者具有一致性且值相差不大，符合规范 要求。

3数值模拟计算

为简化起见，将部分性质相近的土体合并，划分为5

3.1有限元模型建立

层土体，土体均采用二维4节点平面应变单元建模。模拟 过程可不考虑地下水渗流的影响，同时假定水泥土和型钢 间的粘结力足够大，不存在相对滑动。3.2模型计算结果分析

坑周围土体的竖向位移变化如图2所示，图2中向下 表示土体的“沉降”为负，向上表示土体的“隆起”为正。在 图2中，蓝色区域的沉降量最大，红色区域的隆起量最大。

DISPLACEMENT DYUNIT/m

麵 0.3% +2.53169e-002+2.27190e-002

» 1.0%

1.7%2.1%2.2%2.1%2.6%2.7%6.3%18.9%17.0%14.7%13.4%m 8.8% 网 4.5% ■ 1.9%

+2.0121 le-002+1.75232e-002+1.49254e-002+1.23275e-002+9.72963e-003+7.13175e-003+4.53388e-003+1.93601e-003-6.61867e-004-3.25975e-003-5.85761e-003-8.45549e-003-1.10534e-002-1.36512e-002-1.62491e-002

4结论

通过采用有限元MIDAS分析软件，对某深基坑支护工

程开挖中地表沉降随深度变化的影响进行了数值模拟计算， 结果表明：地表沉降随基坑开挖深度变化大致呈拋物线分 布，最大值出现在距坑边约8 m处，且随着基坑开挖深度 的增加，基坑地表的沉降值也不断增大；基坑开挖到基底 时，地面最大沉降量为22.5 mm，在控制范围内。与设计 计算相比具有一致性且值相差不大，符合规范要求。

[ID： 003065]

参考文献：

(a)第一步开挖（-2 m)处基坑竖向位移图

UNIT/i

■0.3%

0.4%0.7%0.7%1.0%1.0%1.1%1.2%1.2%1.5%1.6%1.8%2.2%

+1.76108e-+1.63693e-+1.51279e-+1.38864e-+1.26449e-+1.14034e-+1.01619e-+8.92047e-

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1996.

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A

(b)第七步开挖（_2〇 m)基底处基坑竖向位移图

图2基坑开挖典型工况下竖向位移图

(上接第158页）

的安装施工质量控制、混凝土桩的灌浆施工质量控制以及 支护桩的成孔施工质量控制等，从而全面地保证整体深基 坑支护桩的施工质量，避免其施工问题的产生。3.4 混凝土灌注桩的施工

根据该项目工程的特点，混凝土灌注桩的施工工艺流 程如下。①钻孔场地的清理。在进行深基坑支护施工的混 凝土灌注桩施工之前，相关施工技术人员应当对施工场地 进行必要的杂物清理工作，因为混凝土灌注桩的钻孔施工 是一项比较精细的施工作业流程，如果施工场地存在杂物 等不洁净的情况，便会对混凝土灌注桩的钻孔效果产生影 响。②钻孔施工。在进行钻孔施工时，相关施工技术人员 除了要保证钻孔工作的平稳运行之外，还应当做好钻孔机 器的质量检查和速度控制工作，定时检测好建筑地基的地 质是否产生变化。钻孔完成后，相关施工技术人员还需要 处理孔洞的清理工作，保证后期灌注的有效进行。③水下 浇筑混凝土的施工。对于水下混凝土的施工，相关施工技 术人员应当采用导管法的施工方法进行作业，从而有效地 保证其施工的质量。3.5基坑支护的质量监测

对于整个建筑工程的深基坑支护施工而言，其基坑支

P

+2.30133e ^-1.01134e ^-2.25282e

际岩土钻凿工程会议，北京：国际岩土基础施工技术研讨会论 文集[]. 1996:96 -98.[4] 张璞.工法桩在深基坑工程中的应用[].岩石力学与工

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护的施工质量检测工作至关重要，因此，相关建筑施工企 业应当配置专业的质量检测人员做好其基坑支护的质量监 测工作。一般情况下，在深基坑支护施工的过程中，相关 施工质量监管人员应当采用定期监管的方法，时间间隔控 制在2〜3

d—次为最佳，一旦发现问题，应当及时予以处

理，避免对后期其他工程的施工造成影响。同时，相关建 筑施工企业还应当充分做好周边工程的保护工作，避免因 施工问题影响到周围环境的破坏。

4总结

综上所述，深基坑支护施工技术在现代建筑工程施工

中的应用，对其施工的质量和基坑的安全性能等都有着至 关重要的影响，因此，相关建筑施工企业应当积极在建筑 工程的施工中应用深基坑支护施工技术来辅助施工，从而 有效提高整个建筑工程的施工质量。

参考文献：

[ID: 003092 ]

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