基坑支护技术在建筑土木工程施工中的应用

基坑支护技术在建筑土木工程施工中的应用

张秋实

中韬华胜工程科技有限公司

摘要：随着建筑工程高度的提升，对地基基础提出了更高的稳固性和承载力要求，地基深度也在不断增加。为了确保基坑施工的安全性和稳定性，必须合理应用相应的支护技术，文章对建筑土木工程施工中常用的基坑支护技术进行了分析研究，详细分析了各技术在建筑土木工程施工中的应用要点，以供参考。

关键词：建筑土木工程；基坑支护；技术分析

引言

基坑支护技术的可靠性直接关系建筑土木工程的成败，一旦基坑支护失效，可能引发基坑坍塌、周边土体沉降过大，进而导致相邻建筑物倾斜、开裂，地下管线破裂等严重后果，不仅会造成巨大的经济损失，还可能危及人员生命安全，对社会产生不良影响。因此，深入研究基坑支护技术在建筑土木工程施工中的应用具有极其重要的现实意义。

1基坑支护在建筑土木工程施工中的重要性

基坑支护的核心目的在于维护基坑周边土体的稳定性，确保在基坑开挖和基础施工过程中，土体不会发生坍塌、滑移等破坏现象。通过有效的支护措施，能够为基础施工创造一个安全、干燥且无干扰的作业空间，保障基础工程的顺利进行。尤其在进行高层或者超高层建筑基础施工时，深基坑支护能够保证桩基础施工设备的稳定就位和正常作业，同时基坑支护对于保护相邻建筑物和地下管线的安全起着至关重要的作用。在城市建设中，既有建筑物和地下管线网络密集，基坑开挖产生的土体变形可能会传递到周边结构物上，而合理的支护结构能够有效限制这种变形的传播，减少对周边环境的影响。此外，从工程整体效益进行分析，科学合理的基坑支护方案能够优化施工进度，避免因支护问题导致的施工延误，在保障安全的前提下降低工程成本，提高工程的经济效益和社会效益。

2建筑土木工程施工中常用的基坑支护技术

2.1悬臂式支护结构

悬臂式支护结构主要由嵌入基坑底部土体一定深度的支护桩或墙构成，通常采用钢筋混凝土桩或钢板桩。其是利用桩或墙身嵌入土中的深度所提供的锚固力以及自身的刚度来抵抗基坑外侧土体的侧向压力。在受力过程中，当基坑外侧土体产生侧向压力时，支护桩或墙的上部会产生向外的弯矩，而下部则依靠嵌入土体的部分产生反向弯矩与之平衡，从而维持整个结构的稳定。例如，在某小型工业建筑基坑工程中，采用了悬臂式钢板桩支护结构。钢板桩通过振动锤打入地下，其上部承受着来自周围土体的主动土压力，而下部通过与土体的摩擦力和嵌固作用产生抵抗力矩，有效地防止了基坑壁的坍塌。悬臂式支护结构适用于基坑深度较浅（一般不超过5米）、土质条件较好（如土体具有较高的强度和较低的压缩性）且周边环境较为简单的情况[1]。但是随着基坑深度的增加，悬臂式结构所承受的弯矩会急剧增大，这就要求桩或墙的截面尺寸和嵌入深度大幅增加，从而导致材料成本和施工难度显著上升。例如，在软土地层中，如果采用悬臂式支护结构，由于软土的强度较低，无法提供足够的锚固力，会导致支护结构产生较大的变形，甚至可能发生失稳破坏。因此，在深基坑或土质较差的工程中，悬臂式支护结构一般不单独使用，往往需要与其他支护形式联合应用。

2.2重力式挡土结构

重力式挡土结构通常以水泥土搅拌桩、高压旋喷桩等形式构建成相应的水泥土墙体。该类墙体依靠自身的重力来抵抗土体的侧向压力，水泥搅拌桩或者高压悬喷桩，能够将水泥、水和原状土混合到一起，生成具有胶凝性的物质，将土体颗粒黏结在一起，随着水泥的凝结就能够生成具有强度的水泥土。但是在具体应用中，需要根据土体的性质、工程要求的强度等因素合理确定水泥的比例，比如对于含水量较高的软土，需要适当增加水泥用量以提高水泥土的强度和稳定性。重力式挡土结构的施工工艺相对简单，不需要复杂的机械设备，施工成本较低，而且其整体性较好，能够满足大多数情况下的基坑施工要求。但是其对场地空间要求较大，需要在基坑周边一定范围内形成足够宽度和厚度的水泥土墙体，这在场地狭窄的工程中可能会受到限制。

2.3土钉墙支护技术

土钉墙支护技术是通过在土体中钻孔、插入钢筋土钉，然后灌注水泥砂浆，使土钉与土体紧密结合形成复合土体来增强土体的强度和稳定性。土钉在其中起到了类似于“加筋”的作用。在受力过程中，土钉与土体之间产生摩擦力和黏结力，当基坑外侧土体产生侧向压力时，土钉能够限制土体的侧向变形，将土体的一部分应力传递到更深层的稳定土体中。土钉墙施工主要包括钻孔、插入土钉、注浆、挂网喷射混凝土等步骤，钻孔时，要根据设计要求确定钻孔的直径、深度和角度，确保土钉能够准确地插入到预定位置[2]。例如，在砂土中钻孔时，需要采用合适的护壁措施，防止孔壁坍。插入土钉后，进行注浆操作，注浆材料一般采用水泥砂浆，其配合比要严格控制，以保证土钉与土体之间的黏结强度。注浆压力也要适中，既要保证浆液能够充分填充钻孔，又不能过大导致土体隆起。挂网喷射混凝土时，钢筋网的规格和间距要符合设计要求，喷射混凝土的厚度和强度要均匀，确保能够有效地保护土层和土体表面。在整个施工过程中，要严格控制各环节的质量，如土钉的长度、间距、钢筋网的绑扎质量等，以保证土钉墙支护结构的整体性能。

2.4锚杆支护技术

锚杆支护技术是通过将锚杆一端固定在稳定土体或岩体中，另一端与支护结构连接，利用锚杆与土体之间的摩擦力、黏结力将拉力传递给稳定土体，从而平衡基坑外侧土体的压力。当基坑周围土体产生变形趋势时，支护结构将力传递给锚杆，锚杆通过其锚固段与土体的相互作用产生锚固力。例如在岩石基坑工程中，锚杆通过锚固在坚硬的岩石中，有效地抵抗了土体的侧向压力，防止了基坑壁的岩石崩塌。在具体施工中，锚杆长度、间距、直径、锚固段长度等参数需要结合基坑深度、土体性质以及周边环境等因素进行综合确定，一般要保证锚杆能够深入到稳定的土体或岩体中足够的深度。例如在深厚软土层中，锚杆长度可能需要达到15-20米甚至更长。锚杆间距要合理，既要保证支护效果，又要避免锚杆之间的相互影响。直径的选择要考虑承受的拉力大小以及材料的强度特性。锚固段长度通常根据土体的抗剪强度和锚杆的设计拉力确定，一般为锚杆总长度的三分之一到二分之一[3]。在施工环节，钻孔过程要保证钻孔的垂直度和孔径符合要求，防止出现钻孔偏斜或孔径过小影响锚杆安装。锚杆安装时要确保锚杆的位置准确，并且要对锚杆进行防腐处理，以延长其使用寿命。注浆过程中，必须加强对注浆材料和注浆压力的控制，确保浆液能够充分填充钻孔和锚固段，提高锚杆与土体的黏结强度。

2.5钢支撑支护体系

钢支撑支护体系属于内支撑，钢支撑具有自重轻、安装和拆除方便、可重复利用等优点，其形式有钢管支撑、型钢支撑等。钢支撑的安装过程中，首先要根据设计要求进行支撑的加工制作，确保支撑的尺寸和强度符合要求。在基坑内安装时，要先安装预埋件，然后将钢支撑吊运至安装位置，通过千斤顶等工具进行预加轴力，使支撑紧密贴合支护结构。预加轴力一般为设计轴力的50%-80%。在基础施工完成后，采用千斤顶卸载后分段拆除的方法，拆除顺序要与安装顺序相反，并且要密切关注基坑变形情况，避免出现安全问题。

结语

基坑支护技术在建筑土木工程中发挥了极其重要的作用，作为相关施工单位及人员必须加强对各类支护技术的研究，明确支护技术应用要点，充分发挥深基坑支护技术在工程建设中的作用和价值。

参考文献

[1]李花卉.深基坑支护施工技术在房屋建筑工程施工中的应用[J].城市建设理论研究(电子版),2024,(31):120-122.

[2]张火军.建筑工程中深基坑支护施工技术的应用研究[J].城市建设理论研究(电子版),2024,(30):154-156.

[3]杨伟.深基坑支护施工技术在建筑工程中的实践探究[J].居业,2024,(10):40-42.