房建工程中深基坑开挖与支护施工技术的应用.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2024 年 01 月 08 日 作者简介：王英俊（1982），男，汉族，山东陵城人，大学本科，高级工程师，研究方向为建设工程。-53-房建工程中深基坑开挖与支护施工技术的应用 王英俊 山东高速齐鲁建设集团有限公司，山东 济南 250014 摘要：摘要：随着社会经济水平的持续发展，人们对房屋建筑工程的质量要求、美观程度要求越来越高，这给我国的房建工程可持续发展提供了全新的机遇与挑战。房建工程中的深基坑施工尤为重要，其能够在一定程度上决定房屋建筑的整体质量，而深基坑施工中，深基坑支护技术的正确使用，是深基坑施工的质量与安全保障，文章着重讨论了深基坑支护技术的特征，介绍了目前国内常用的深基坑支护技术，并总结了房建工程中的深基坑支护技术应用策略。关键词：关键词：房建工程；深基坑支护；施工技术；应用 中图分类号：中图分类号：TU753 0 引言 房建工程中的深基坑支护施工是为开挖较深或土质较差的地下空间而采取的一系列施工技术措施。通过使用支撑结构、排水系统和安全措施，确保基坑稳定、安全且按计划进行施工。深基坑支护施工需要综合考虑地质条件、水文地质特征和安全要求。1 深基坑支护形式及其特征 按照基坑土体开挖形式、支护结构施做与土体开挖时间及基坑壁土体开挖后边坡形状，可将基坑支护类型可分为放坡形式支挡和垂直支挡两大类。放坡形式支挡，土体需严格分层开挖，支挡工程随土方开挖进行，基坑边开挖边支挡，支挡结构刚度较小，基坑边坡产生的位移较大，基坑开挖占用了开挖线外一定的空间，对周围环境影响大，使用受周围环境影响大，制约条件多，该工法尽量利用土体的自稳性，土方开挖多，土方开挖受支护施工制约，工程造相对较低，施工简便，安全性一般，适用于基坑周围环境简单，基坑安全等级低的基坑支护。垂直支挡型，支挡结构在土体开挖前需完成支护结构施工，土体开挖分层厚度不需要严格控制，支挡结构刚性较大，基坑边坡产生的位移较小，对基坑周边环境要求低，该工法适应性强，对基坑周边建筑物（构筑物、管线）影响小，对基坑周围环境要求低，该工法主要通过平衡基坑侧壁土体压力，支护安全性高，可靠性好，支护造价高，适用于无施工场地等基坑安全等级较高的基坑支护。1.1 专业性 在房屋建筑工程正式施工前，设计规划人员与技术人员便需要对工程所在地的施工区域进行详细完整的勘探。检测基坑工程所处范围内的地质结构、水文条件、土壤压力，并根据勘测结果开展详细的参数计算与控制设计。值得注意的是，在勘探时，以参数计算得出的土质条件、土质环境数据有一定的局限性与约束性，很难真实精准地反映出土壤压力及土壤环境性质。这种不确定的参数势必会给后续的支护施工造成影响，很有可能会导致支护工程的安全系数不达标，继而引发严重的安全问题。所以在测试土壤条件与土壤压力数值时，对测绘人员的专业性要求极高。技术人员需使用郎肯土压力控制理论，方能得出准确的数值，并根据该数值设计出行之有效的支护施工方案，才能保障整个深基坑施工的质量与安全系数，继而为房建工程的建设质量提供保障。1.2 地域性 深基坑施工技术有着较强的地域性特征。我国地大物博、幅员辽阔，土壤面积与区域跨度较大，不同区域的地形地貌、水文条件的差异性显著，不同地区的土壤特性更是有着天壤之别。而土壤环境是深基坑支护施工的关键要素，不同区域、不同地域采用的深基坑支护施工技术自然也有所不同。2 深基坑支护施工技术 2.1 钢板桩支护技术 钢板桩是深基坑支护工程中常用的一种技术，它通过使用具有足够强度和刚度的钢板排列形成围护结构来支撑周边土方，并起到挡水作用。中国科技期刊数据库 工业 A-54-2.1.1 技术原理 在钢板桩支护工程中，通常采用 U 型或 Z 型截面的冷轧或热轧钢板。这些几何形状设计使得两片相邻钢板之间能够互相咬合并通过连接件进行连接，从而形成稳定的围护结构。主要原理包括以下几个方面。（1）激活侧阻力。安装至设计深度时，在土体与桩墙接触点处产生压实效应，增加了侧向摩擦力和土壤内聚力。（2）桩身和填充材料质量。通过精确控制浇注环氧树脂、混凝土或其他填充材料的质量以及施工工艺，钢板桩与填充材料形成高质量的一体结构。这种填充能够增加整个支护系统的强度和刚度。2.1.2 施工方法 前期准备。根据设计要求进行现场布置，并确保提供所需设备和材料；同时对基坑周围进行必要的临时支撑。（2）钢板安装。依照设计方案按序将 U 型或Z 型冷轧/热轧钢板逐节垂直沿挖土线推入地下。在需要连接处使用配套的连接件使钢板连接在一起。（3）排水管道设置。通过设置排水管道和泵站等设备，及时排除周围土壤中可能积聚的地下水及雨水。（4）后期处理。完成基坑开挖后，对周边环境进行清理，确保钢板桩的表面不受污染和物理损坏。2.2.3 适用范围（1）中等深度基坑施工。（2）需要快速实施的项目。（3）地下水位相对较低且稳定。（4）存在可剥离式土层、容易排除或控制地下水。2.2 混凝土灌注桩支护技术 混凝土灌注桩是一种常用于深基坑支护的有效技术，它通过在地下开挖过程中使用钻孔设备将混凝土灌注至预定位置来形成承载墙体，以达到支撑和防止土方塌陷的作用。2.2.1 技术原理 高强度材料。使用高品质水泥浆状材料进行填充，保证了灌注桩具有足够的强度和刚性。（2）地层摩擦力。由于与周边土壤直接接触，混凝土灌注桩能够产生有效的侧向地层摩擦力，并通过桩体与土壤互相转移荷载。2.2.2 施工方法 钻孔。使用适当的钻孔机械设备，按照设计要求在地下进行垂直或倾斜钻孔。同时要根据场地情况选择合适尺寸和长度的套管，并利用泥浆循环系统将产生的泥土排除。（2）钢筋设置。在完成钻孔后，在套管内部安装预先设计好的纵向和横向钢筋骨架。这些钢筋骨架提供了结构强度和刚度以及与周边土体相互作用所需的侧向支撑力。（3）混凝土浇筑。当完成钢筋安装后，通过喷水清洁套管内部并防止泥浆流入，在保持中使用振动棒使其顶端留于最深处，然后灌注混凝土（自上而下）。（4）外围处理。待混凝土灌注桩达到足够硬化程度时，可以对外围形成剖面修整，并根据需要采取附加处理措施。2.2.3 适用范围（1）深度中等至较深的基坑。（2）土层稳定，不容易塌方。（3）要求承载力高且刚性良好的场所。（4）受到周围建筑物影响，需要控制变形和沉降。2.3 土钉墙施工技术 土钉墙施工技术是一种常用于深基坑支护的有效方法，它通过使用与现场土体连续作用的钢筋或合成材料来形成一个稳定的支撑结构。2.3.1 技术原理 水平和垂直承载能力。通过在地下孔洞中安装钢制钻孔桶然后注入高强度灌浆材料来创建锚固点。通过连接锚杆与横向梁或预应力索，形成延伸到稳定土体内部的拉力，并通过摩擦力来提高整个结构的水平和垂直荷载承载能力。（2）耐久性。选择适当类型和规格的土钉材料进行施工，以满足设计要求中有关耐久性和防腐性的指标。材料的耐蚀性能对土钉墙的使用寿命和结构安全至关重要。2.3.2 施工方法（1）钻孔准备。根据设计要求选择适当位置进行钻孔，然后用气压或水冲洗去除孔内产生的泥浆，并使孔洞达到所需深度和直径。（2）土钉安装。将预先加工好的钢筋或合成材料以及相应长度的锚杆通过钻孔送入土壤中。在必要时，在锚杆上设置附着件、静力支撑、固定头等附件。（3）灌浆。在完成土钉安装后，通过灌注预先配制并搅拌好的高强度灌浆材料，填充钻孔空间。确保灌浆完全充实每个孔洞，并通过提前设定好的排气管获得足够的织密效果。（4）土钉连接。将各个土钉杆件连接到横向梁、垂直桩体或其他支撑结构上，以形成整体的土钉墙结构。连接时应注意材料强度和可靠性，并遵守相应的施工技术规范。2.3.3 适用范围 中国科技期刊数据库 工业 A-55-（1）土层多变、复杂地质条件。（2）需要进行抗滑、挡土等特殊支护。（3）较小深度基坑或边坡工程。（4）基坑周边场地有条件限制。3 房建工程中深基坑支护技术的实践应用 3.1 工程概况 某地经济技术开发区人民医院项目房建工程占地面积共 50000，包括九层地上建筑、两层地下建筑，建筑总高度约为 41m。施工周边环境较为复杂。经勘测显示，施工土层包括粘性土壤结构层、人工填充土壤结构层、中风化带土壤结构层。施工区域地下水源分布均匀且富足。3.2 钻孔桩施工 在正式施工前，要求施工团队认真研究施工方案与设计图纸，按照图纸有序完成放线作业，确保中轴线位置准确，符合现场实况。同时，明确高层基准线与控制网络，并在施工区域的中心位置安装十字保护立桩，在标记完数据后进行固定。值得注意的是，实际施工时，要求施工人员严格控制立桩设计位置中心点和钻头中心点间的误差值。在钻孔距离达到 2m 时，应加设护筒保护，并密切关注孔洞的钻进深度。在正式钻孔时，要求再次校验钻头设备的放置位置与设计图纸中的位置误差，适当采用机械设备自带的系统矫正功能完成校对。钻进时，应始终保持孔洞的垂直度，避免因设备倾斜造成孔洞歪斜。3.3 导管制作 在混凝土灌注时应使用导管，而导管的质量直接关系到混凝土的灌注效果。因此，在制作导管并安装导管时，施工团队需要注意各项细节，采取一系列的优化方案，进一步提高深基坑施工水平。导管的制作需要严格按照工艺标准执行，使用卡扣完成导管与导管间的合理连接。在正式使用导管之前，还需要开展导管试验，确保导管的质量与导管的实际连接效果。在正式施工时，需要根据设计图纸的要求以及施工现场的实际情况，确定导管孔洞的位置，以免导管结构安装失误影响后续施工。3.4 钢筋笼制作 钢筋笼的制作和安装是尤为关键的。在施工时，要求施工团队根据现场情况进一步完善施工方案，尤其是在生产安装钢筋笼时，一定要提高现场的管理制度，确保钢筋笼的质量达标。对主筋的结构进行质量检验，保障钢筋笼结构符合设计要求、焊接点的稳固程度达标。焊接时，需要控制配筋率，采用合理、有效的焊接技术完成主筋焊接与旋转箍钢筋。在本工程的钢筋笼焊接时采用了梅花形焊接技术，可满足本工程的建设指标。3.5 混凝土浇筑 正式开展混凝土浇筑前，施工团队制定了极为详细的管理方案，以此保障混凝土结构的稳定性。首先，施工团队根据实验室给出的具体参数与比例完成了混凝土的调配，又制定好了混凝土的运输方案，确保混凝土在送达现场时无离析问题。在浇筑时，施工人员再次校验了浇筑的范围，并确定好了浇筑直径。在浇筑时，为了避免混凝土内部结构渗漏，施工方开展了科学化的技术处理，使整个混凝土浇筑的工艺及流程完全符合工程设计图纸与施工方案的标准要求。在混凝土浇筑结束后，要及时开展混凝土养护作业，进一步提升混凝土内部结构质量。3.6 施工现场动态化检测 施工现场的动态化检测是保障整个深基坑支护施工有效的重要手段，在整个施工过程中，现场的监理团队以及作业人员都需要对深基坑的内壁渗水情况、深基坑内部位移及其他的应力指标进行动态化检测。在检测内部位移及结构压力等应力指标时，应使用专业的压力传感器及各类专业检测设备。随后，采用大数据技术或系统软件，实时处理检测得来的信息，并完成数据管理。使用软件将传感器得出的数据绘制成曲线结构图，可以使整个检测结果更加直观、清晰，便于施工人员直接观测到当前的支护效果。另外，应根据施工现场的实际情况设置预警参数，并将该参数录入信息化平台中，一旦监测到的数据信息接近预警数值或超出预警标准，软件会立刻发出警报提醒施工人员及时调整支护结构。3.7 深基坑防渗漏处理 在房建工程建设时，深基坑支护技术可能会对周边的地下水资源造成不良影响，而若地下水位过高，便可能会渗透到基坑内部，影响工程建设。所以在施工过程中，务必要采取针对性的技术手段，完成深基坑的防渗漏处理，既要保障施工时使用的各类材料不渗透到地下水环境中，又要保障地下水不会影响到深中国科技期刊数据库 工业 A-56-基坑建设，以免因土壤含水量较高引起的结构性坍塌事故。首先，施工人员要根据现场实际情况，处理好深基坑内部的排水问题，使用技术防水或降水控制等方法，排出基坑内的积水。随后，再使用具有防水性能的涂料及防水技术，在基坑底部和内部墙壁处进行防渗漏处理。4 结语 在房屋建筑工程中，深基坑支护施工具有专业性、地域性、复杂性与安全性这四大特征。在施工时，施工团队要提高对深基坑支护施工的重视，以保障深基坑工程的顺利完工，继而提高整个房屋建筑工程的建设质量。目前，国内常用的深基坑支护施工技术包括锚杆支护、连续墙支护、土钉墙支护、止水帷幕支护、钢板桩支护、搅拌桩支护、新型水泥土搅拌桩墙支护与混凝土支护技术。在实践应用中，施工团队必须基于现场的勘测结果，认真分析现场情况后，选出最合适的施工技术，并制定相应的施工方案，有序落实施工，进一步发挥出深基坑支护技术的实际作用价值，以免深基坑施工时出现结构坍塌或基坑变形等问题，影响房建工程的建设质量。参考文献 1万润贵.房建工程中的深基坑支护施工技术应用J.陶瓷,2023(06):125-127,136.2曹国意,张兴启,王伟强,等.深基坑支护施工在房建工程中的应用探讨J.中国住宅设施,2023(02):127-129.3陈建生.房建工程中的深基坑支护施工技术应用J.中国建筑金属结构,2022(12):49-51.4崔文琦.深基坑支护施工技术在建筑工程中的应用J.江西建材,2022(05):149-151.