深基坑支护技术在地基施工中的应用探讨

高志峰

【摘要】近几年来，随着我国经济建设的不断深入和加强，在建筑师们的不懈努力和党和国家的优良政策下，我国的建筑业也进入了一个急速发展的时期。同时，在高层建筑的日益增多，对建筑技术的要求也在不断加深，深基坑支护技术作为地基施工中的一项重要技术，其在整体建筑施工中所起的作用是不言而喻的。研究好深基坑支护技术会大大节省施工时间，并增加施工效益。笔者结合自己的工作情况，将针对当前国内建筑业发展的形势，认真分析深基坑支護技术的发展现状，对其在施工中的详细措施和方法进行深入探讨，并进一步研究这项技术在施工中可能出现的各种问题，以最大限度加强施工的质量和施工防护，避免返工现象的发生。同时并提出笔者自己对于这项技术的一些心得，供广大建筑师和行内人员参考借鉴使用。

【关键词】深基坑支护技术；地基施工；应用

一. 前言

近些年里，我国的城市化步伐不断加快，城市密集的现象也越来越突出。这固然有利于经济的发展和缓解日益严重的人口问题，但是也加重了城市中人口与资源的压力，在这种压力下，城市中高层建筑不断涌现，为了提高整体建筑的稳定性，建筑的高度越高，其地基必然越深。而这便对地基工程提出了较高要求，作为地基施工中广泛应用的深基坑支护技术，则是后期工程和建筑稳定性的保障。一旦这项技术出现了问题，造成的不仅仅是工程的失败和高额的经济损失，同时也会给社会带来不良的影响，最为严重的是很有可能会出现人身事故。而这则是我们最不愿意看到的。因此，深基坑支护技术的顺利实施成为大型高层建筑施工的重要环节。

二. 深基坑支护技术的含义与特点

深基坑支护技术作为深基础施工的关键，那么究竟什么是深基坑支护技术呢，一般而言，深基坑支护技术是一项为了使地下结构施工能够顺利的进行，不延误工期，并且在一定程度上保证深基坑周围环境的安全，避免因地基不稳而发生坍塌事故，对深基坑的侧壁采取支撑稳固的措施，为了使这项技术更为有效，一般还会对周边环境实施加固与保障的措施。广义上的深基坑支护技术则具有以下几个主要特点：一是深基坑支护技术具有很强的实践意义，需要建筑师根据场地的不同和建筑的特点采取相应的工程，而不是照搬以往建筑界的各种经验，只有做好因地制宜，才能使这项技术不断完善并提高施工质量。第二个重要特点则是深基坑支护技术具有很强的地区性，每个地区的深基坑支护技术的指标都会因当地的实际情况而有着明显的差异，例如建筑密集率高的城市和建筑密集率低的城市，对于深基坑支护技术的具体要求自然会有较大的不同。因此，建筑师和工人们在施工前应注意当地对深基坑支护技术的要求和相应的支护等级，以免造成不必要的工程事故而造成巨大的经济损失。三是深基坑支护工程是一项综合工程，其工程的整体运行不单单是符合建筑的标准和支护等级，在一定程度上还受当地经济状况的影响，做到与当地的经济发展相协调，在整个工程的实施运行中，还必须做好环保，避免因这项工程的施工给当地的环境带来不良影响，最为重要的是深基坑支护技术安全指标的制定也必须经过详细的规划。综合以上几个特点，得出深基坑支护技术在地基工程中是一项理论性和实践性都很强的学科，需要因环境的不同制定不同的工程措施，以使整个建筑工程达到最好的效果。

三. 深基坑支护技术的基本要求

第一：深基坑支护技术应在整体上采用先进的技术条件，符合当今的时代要求，并且采用较为简单的结构，最大限度上降低工程的成本，达到较为良好的经济效益，取得预期的工程成果。而且，深基坑支护技术应符合力学的条件和要求，实现受力的基本稳定和可靠，并在此条件下实现进一步的加强效果，这项技术的制定还应在理论上具有可行的意义，真正做到整个深基坑支护体系能够大体上实现一定的挡土，支撑和保护的作用，确保整个基坑四周能够获得一定的稳定性，并与建筑工程标准相符。

第二：保障基坑四周各种建筑物的安全，以及各种地下线路不受破坏。在地基工程施工期间，应对施工的土体进行合理的支撑，避免因土体的松动而使周围的建筑以及道路得到破坏，给人员的流动带来不便。

第三：深基坑支护技术应建立在不影响地下水位的标准上进行，在施工期间，施工人员应采取各种措施，例如排水等措施，使工程在地下水位以上运行，这样做的目的是使整个深基坑支护技术能够符合科学发展观的要求，实现人与自然共同发展，不能因为经济的发展而不顾环境的影响，而给环境造成巨大破坏。

第四：整个工程的运行应确保在经济上合理，最大程度上缩短工期，同时在保证工期的条件下，保障工程的质量，取得预期的经济效益并保证施工安全。

四. 深基坑支护的主要类型

基坑工程在传统观念上一直是一个古老而又具有时代意义的建筑工程课题。传统的深基坑支护技术的类型较为简单，而且工程施工的难度也远不如今天。往往采用放坡开挖的技术来实现整体的工程效果，而这往往会不尽人意。尤其是在当今的城市越来越多，空间利用率越来越强的条件下，仅仅采取传统的深基坑支护已远不能适应当今的建筑要求。当今的基坑一般上要比以往更深，周围场地的面积也不如以往宽广，土质条件也因各种原因而变得较为松软，而这些都给深基坑支护的实施带来巨大的难度。为了适应施工的要求和施工水平，深基坑支护的技术理应得到一定的发展。

目前的在地基工程广泛施用的深基坑主要分为以下几种类型，分别是，钢板桩支护，柱列式支护等几种支护类型，另外还有地下连续墙支护等等。这些支护虽然具有这样那样的形式，但是它们都能实现一定的挡土，排水和支撑功能。

五. 浅述几种深基坑支护类型的适用范围

对于目前深基坑支护技术的发展，其支护类型的种类也是相当多的，然而每个支护类型都有其相对应的支护范围，万万不可做到以偏概全。下面笔者将就几种支护类型简单阐述其支护适用范围。

第一个就是钢板桩支护，在目前层出不穷的各种深基坑支护技术中，最为重要，同时也是最为基础的便是深基坑支护技术。而且，钢板桩支护技术的投资与目前同类深基坑支护技术也是较为经济的，并且其施工的手段也比较简单，能够较好的符合工程标准，一定意义上保证了施工的质量，因此，基于以上几种条件，使其能够在目前的地基工程中广泛的使用。然而 ，钢板桩支护技术却有着自己的缺陷，那就是它仅仅适用于开挖深度在三至七米的基坑，如基坑超过七米，仍然施用该技术，则会使整个高层建筑的稳定性受到巨大的影响，并给后期的施工带来安全隐患，因而对钢板桩支护的建筑高度具有一定的限制。而且，钢板桩支护还有一个重大的缺陷那就是它不适用于土质比较软的地基工程中，所有这些问题都给钢板桩支护的应用带来较大的影响，然而，在基坑比较浅的工程中，应用钢板桩支护还是一个不错的选择。

第二就是地下连续墙，追溯这项技术的起源，它的提出与应用最早并不是在中国，而是在欧洲，在当今，地下连续墙技术早已广泛应用在地铁，码头，港口等大型建筑设施。地下连续墙技术与其它深基坑之支护技术相比，最大的优势就是，它能够适用于基坑比较大和比较深的建筑工程，从这一点上来看，它可与钢板桩支护技术相辅相成，然而，随着近年来，超高层建筑的不断涌现又使其的应用比钢板桩支护技术显得更为广泛。而且，当今时代越发注重对地下空间的综合利用，综上所述，地下连续墙技术的前景还是相当良好的。

除了以上两种主要的深基坑支护技术外，另外还有柱列式支护和土钉式支护等等，柱列式支护主要采取柱状的间隔排列来加强基坑的稳定性。柱列式支护的优点是它能够通过极高的刚度来保证后期施工高效运行，极大的缩短了工期和施工的成本。然而任何一种支护都有其相对应的缺陷，柱列式支护也不例外。柱列式支护的最大的缺陷就是与其它深基坑支护技术相比，它的整体性往往达不到施工的标准，因此需要大面积的混凝土对其实施加固。另外，还有一个比较令施工人员头疼的问题就是在施工过程，采取柱列式支护往往会使地下水渗出，因而若采用柱列式支护，对基坑的开挖深度不宜过大，应控制在四到六米之间，同时，应采取高压注浆的方式加强其防水功能。土钉式支护是通过天然的土层，并与钢筋混凝土相结合而诞生的一种支护方法。通过钢筋混凝土的加强作用，会使整个建筑工程的承载力和稳定性大大的加强，从而获得预期的工程效果。然而这项技术也有其相对应的缺陷，那就是它仅仅适用于有粘性的土壤环境。

六. 深基坑支护技术的选择

基于以上深基坑支护技术在地基施工中的类型繁多，因此，建筑师和施工人员在进行施工时，理应采取合理的支护技术。建筑师在对深基坑支护技术进行选择的时候，要综合考虑各种因素的影响，例如当地的地质环境，土质硬度，水文条件，气候条件，基坑类型，最重要的是考虑周边的环境和当地的经济发展状况，根据这些条件选择合适的深基坑支护技术，同时建筑师还应结合各种支护技术的应用对当地环境所造成的影响来提出恰当的施工方案，在实际的施工中，经常会出现仅仅是一种支护方式不能满足施工的要求，这时，建筑师就应考虑多种支护技术相结合来满足施工所需。因为每种支护方式都有其相对应的优缺点，优势互补是最好的选择。无论是选择何种支护方式，建筑的稳定性都是建筑人员首先和必须要考虑的条件。在施工中，施工人员一旦发现支护方案出现了错误，切忌慌张，这时施工人员就应根据实际情况及时调整支护方案，必要时重新选择支护类型，极力避免出现施工事故。

七. 深基坑支护技术的现状

综合來说，深基坑支护技术在全球内的应用是极为广泛的，尤其是在经济发达的国家，通过扩展地下空间和加盖高层建筑的方式来缓解交通拥堵和人口增长所带来的压力，在我国的发达城市更是如此。由于以上的几点原因，深基坑的深度在不断的加大，其所对应的施工难度也是水涨船高。对深基坑支护技术的支护标准自然也是不断加大。

在日本和中国香港等地区，相较其它地区而言，城市密集度更高，存在地狭人稠的重大问题，因此，对地下空间的开发度可想而知，深基坑支护技术的应用自然是更加广泛，这些国家和地区往往采用的是钢板桩支护，通过极高的强度来实现整体建筑的稳定性。

而对于我国的地基工程而言，目前，大多数的地基施工仍采用钻孔灌注桩等传统的深基坑支护技术，这些技术带来的往往是工程造价高，带来的经济效益低，而且施工周期大大延长，这给整个建筑工程造成的损失是非常大的。而且最为严重的是，传统的深基坑支护技术往往不注重对环境的保护，给环境带来巨大的污染，这是我们所不允许的。因此需要将传统的深基坑支护技术进行改进，使之变为绿色合理的预应力支护等先进的深基坑支护技术。这些先进的深基坑支护技术往往会带来极高的经济效益，对资源的占用率明显降低，大大减弱对周围环境的影响，更加与当地的经济条件相适应。

综上所述，在当今的深基坑支护技术中，越来越强调对环境的保护，降低对资源的利用，而较少使用钻孔灌注桩等对环境影响较大的深基坑支护技术。

八. 当今深基坑支护技术存在的主要问题

由于当今的深基坑支护技术应用的较为普遍，施工人员虽然在极力避免这项技术在施工中所带来的环境以及其它一些问题。但是，还是会出现一些人力所无法避免的问题。例如由于当今基坑的不断加大加深，使土层的硬度越来越低，而造成建筑物沉降或者倾斜等问题，大大影响施工的质量，同时也会造成相当多的安全隐患。还有就是无论采取哪种深基坑支护技术，都会不可避免的对环境造成一些影响，例如会对当对的绿化和道路造成一定的破坏。这些都是施工人员极力避免和不忍见到的。另外，深基坑支护技术本身在施工中就容易出现因施工控制不好而破坏地下管道，造成地下管道泄漏的问题。

不仅如此，由于深基坑支护技术在我国的发展还不是很完善，起步较晚，无论是在理论上还是在实践上都存在着不小的问题：

（1）施工的质量问题，在我国，总有许多的施工单位为了个人牟利，而偷工减料，不管不顾工程的建筑，或者采取基坑一次性开挖到底的方式，而这样做的后果往往就是导致地下水渗漏，或者基坑破裂，造成严重的工程事故。必要时还会导致返工。给社会带来严重的负面影响。更多的是，许多的施工单位缺乏在深基坑支护技术方面的人才而对整体施工带来不小的难度。

（2）基坑的设计问题，根据前面所述，由于基坑的深度不断加大，施工难度随之加强，在施工的前期计算中，经常会由于计算人员的失误而使支护结构中的力学方面参数与理论不符，这就会给后期的施工带来不小的影响。为了避免此类问题，就需要施工人员对施工参数进行仔细的运算，必要时可以使用电脑辅助计算来加强精度。

（3）基坑检测问题，目前，国内许多施工单位和建设单位对基坑的检测性认识不足，认为只要建造好了就行，是否检测是没有多大意义的，这种认识是完全错误的。监测单位理应配备工程监测资质高的人员对基坑的质量进行严格的监测。尽量做到使监测工作到位，及时发现有关质量问题，做到早发现，早处理，避免施工后期出现重大的质量和安全事故。

（4）基坑勘察问题，同基坑监测一样，对基坑进行勘察也是施工中不可缺少的一个重大环节。然而，目前的基坑勘察也存在着诸多问题，其中最为主要的就是，勘察的工程在许多时候不能满足工程的标准和设计要求，取得的土样难以反映当地的土质情况。

九.对深基坑支护技术在地基施工中的应用提出的建议

针对目前深基坑支护技术在地基施工中存在的种种问题，笔者特此提出以下几点建议来提高工程质量：

（1） 加强对地表水的控制

加强对地表水的控制是保证施工能够高效合理运行的必要手段之一，施工人员在进行对深基坑支护技术的设计方案时，应事先对周围的环境进行勘测，做到来了熟于胸，以免破坏地下管道给施工带来不必要的麻烦。其次，为了避免地表水渗入到坑壁主体中，施工人员应利用混凝土对坑壁进行加固加强，必要的话，可设置简易的排水系统以加强基坑的排水功能。

（2） 加强监测和合理设置坑壁

正如前面所说，对坑壁进行监测是十分重要的，另外，施工单位还应对坑壁的形式进行合理的设置，这其中最主要的就是根据当地水文条件和施工规范的不同，合理设置坑壁的支护等级。

十.结束语

综上所述，做好深基坑支护技术对于地基施工来说是相当重要的，然而虽然我国目前的深基坑支护技术还不是那么完善，但是笔者相信，随着建筑人员的不断努力，深基坑支护技术必将会得到越来越多的优化，从而加强基坑的施工质量，同时为建筑高层建筑和地下结构带来更为可观的经济效益。

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