市政工程深基坑支护施工技术研究

严达兵（中铁十二局集团第三工程有限公司，山西 太原 030027）

随着城市建设的不断发展，深基坑工程成为常见的施工项目，在市政建设中的重要性日益凸显。在深基坑工程施工中，不仅涉及复杂的地质条件、水文地质条件，同时，还需要考虑周边地下管线、道路及建筑物的安全。在项目建设中，要求根据基坑深度、施工现场环境条件等进行技术经济综合比较后，选择适宜的支护结构类型，并制定完善的施工方案，保障工程施工安全，尽量减少施工因素对环境的影响，提高项目建设效益。因此，对市政工程深基坑支护施工技术进行深入研究意义重大。

1 市政工程深基坑支护施工的重要性

在地下建筑或其他深层地下结构建设时，需采取一系列安全技术措施来保障周边环境的安全，预防基坑坍塌、掩埋事故的发生。通过开展深基坑支护施工，支撑土壤，控制深基坑施工过程中基坑坍塌和掩埋主要风险，作为基坑施工的主要任务，可确保工程建设人员的安全，保障施工安全。不当的支护措施可能导致周边建筑物基础下沉或墙体裂缝，因此，需选择适宜的支护结构，防止对邻近建筑物的损害。部分施工区域地下水丰富，可通过截水、降水、回灌、防水、排水等措施，有效控制地下水，防止地下水对工程造成不利影响。同时，合理的支护措施还有助于保护环境，减少施工过程中产生噪音和扬尘，避免对周围环境造成不良影响。除此以外，有效的基坑支护是确保地下结构以及主体建筑施工质量、安全的重要基础。

2 市政施工中深基坑支护类型

2.1 预制混凝土板桩支护技术

预制混凝土板桩支护技术主要应用于地铁站、地下车库、基坑支护和河堤加固施工中，使用预先制造的混凝土板桩形成一个临时或永久的墙，以支撑开挖区域的土壤和防止坍塌。板桩被垂直驱入地下，通过其自身的重量和相互之间的插接连接，保持稳定状态。预制混凝土板桩因其高强度、耐久性和快速施工的优点而被广泛使用。在安装过程中，板桩可根据需要调整长度，可以循环使用，因此，环保和经济效益较高。

2.2 钢板桩支护技术

钢板桩支护适用于深基坑、临时围堰、河堤加固等项目。使用长条形的钢板桩，通过锁口相连形成一个连续的墙体，这种支护墙用于支撑开挖区域，防止土壤和水的侵入。钢板桩的主要优势在于其强度和耐久性，能够承受极大的侧向压力和拉力。通过振动或冲击的方式打入地下，安装和拆卸便捷，可循环使用[2]。

2.3 钢管桩支护技术

钢管桩在桥梁建设、高层建筑以及海洋平台等领域有着广泛的应用。通过钻孔、冲击或旋挤的方式将钢管桩打入地下，钢管桩可承受竖向荷载，同时还能够提供良好的侧向稳定性，尤其适用于地基承载力较差的土壤条件。安装后，钢管内部可以填充混凝土，以进一步增强其结构强度。

2.4 灌注桩支护技术

钻孔灌注桩的主要特点是其高承载力，能够根据地质条件和设计要求调整桩径和深度，因此，具有很强的适应性。此外，与打桩相比，钻孔灌注在施工过程中造成的振动和噪音更小，对环境的影响也较小，适合于城市或敏感区域的施工。不仅被广泛使用在深基坑的支护，形成稳固的支护墙，还可应用于软弱地基的加固，以及桥梁和高层建筑地基的建设。在钻孔灌注桩支护施工中，需在预定位置钻孔，然后放入预制钢筋笼，接着进行混凝土灌注，最后等待混凝土硬化，是一种高效且可靠的地基处理技术。

2.5 SMW工法桩支护技术

型钢水泥搅拌桩施工涉及详细的规划和设计，需确定桩的位置、深度和厚度，以及所需型钢和水泥浆的量。施工开始时，先在预定位置钻孔，然后将型钢（如H型或I 型）垂直插入这些孔中，随后使用专门的搅拌设备将水泥浆与周围的土壤混合，确保型钢周围的土壤和水泥浆充分混合。混合物围绕型钢固化后，即可形成坚固的墙体结构，不仅可以显著提升桩体结构强度以及稳定性，并且施工方式灵活便捷，有利于提高施工效率。

2.6 重力式水泥土挡墙、水泥土搅拌桩挡墙

重力式水泥土挡墙和水泥土搅拌桩挡墙是两种常见的土木工程结构，用于防止土壤侧向移动和保证土壤稳定性。重力式水泥土挡墙主要依靠其自身重量来抵抗土壤压力，通过将水泥与土壤混合，然后浇筑成墙体形状，墙体结构简单且稳固，适用于较低的挡土高度。而水泥土搅拌桩挡墙则是通过在地面上钻孔，然后将水泥浆注入土壤中，通过搅拌形成一排加固的水泥土桩。桩既可作为独立的支撑结构，也可互相连接形成更加稳定的挡墙。其中，水泥土搅拌桩挡墙适用于更复杂的地质条件和较高的挡土要求，其施工灵活，对周围环境的影响较小。两者都是经济高效、施工快速的解决方案，广泛应用于道路、桥梁建设项目中。

2.7 地下连续墙支护技术

地下连续墙支护技术适用于城市深基坑工程，通过构建连续的混凝土或钢筋混凝土墙体，为土壤和水提供支撑，常用作基坑周边支护结构或构成地下建筑的一部分。在实际施工中，需确定墙体的深度、厚度，使用抓斗或挖掘机在指定位置挖掘槽孔，并注入膨胀土浆以稳定槽孔和阻隔地下水。随后，将钢筋笼安装到槽孔中增加结构强度，最后通过特殊泵送设备将混凝土浇筑进槽孔，形成坚固连续的墙体。

2.8 土钉墙支护技术

在城市建设和道路边坡加固工程中，土钉墙技术的应用较为常见，能够显著提升工程施工质量与安全。通过预定位置钻孔，安装钢筋或钢管（即土钉），并通过注浆固定土钉，然后在土钉外部喷涂一层混凝土形成坚固的表面层，防止土体滑移和坍塌。与其他支护技术相比，其施工灵活性较高，可在狭小空间或复杂地形中实施，且对周围环境的影响较小。由于成本较低且施工快速，可增加企业经济效益。另外，在多种土质条件下也可使用这一技术，根据实际情况调整土钉的长度和布置，对基坑侧壁的支护、自然斜坡或挖掘斜坡的稳定、道路和铁路边坡的加固，以及老旧结构的修复和稳固，是一种高效、经济的土体加固方案[3]。

3 深基坑支护施工实例

3.1 车站概述

车站主体布置在XX 与规划路交叉口处，沿XX 东西向呈一字型布置；车站有效站台中心里程：右CK1+352.9。全站全长173m，该站为地下三层岛式车站，共设置2 个出入口、2 组风亭，其中，2 号风亭与商业合建且由商业业主方代建。

三层段基坑（3 轴～19 轴）深度约25.3m，坑底位于14-1粉质黏土层中，采用明挖顺作法施工，该结构环境影响和风险基坑等级为Ⅰ级。围护结构选用1000mm地下连续墙（采用工字钢接头），墙底位于16-5 卵石层中。沿基坑深度方向设置六道支撑，其中第一道为钢筋混凝土支撑800mm×1000mm，第二道撑为Φ609mm（t=16mm）钢管支撑，第三、四、五、六道撑为Φ800mm（t=20mm）钢管支撑。

端头井（1～3轴、19～21轴）基坑深度26.5m，坑底位于14-1粉质黏土层中，采用明挖顺作法施工，该结构环境影响和风险基坑等级为Ⅰ级。围护结构选用方式与三层段基坑一致，本站端头井为盾构接收端。

3.2 围护结构施工方案及工艺

地下连续墙施工采用液压抓斗成槽机进行施工，工艺流程见图1。

图1 连续墙施工工艺流程图

3.2.1 导墙

导墙顶标高比地面标高高出200mm，沿地下连续墙轴线两侧构筑导墙以防地表土的坍塌，保证成槽精度。

3.2.2 导墙混凝土浇筑

导墙对称浇筑，混凝土养护期间吊机等大型设备不得在导墙附近作业和停留，以防止导墙开裂、位移及变形，强度达到70%后方可拆模。导墙拆模后，沿其纵向加上、下两道支撑。支撑采用80mm×80mm木枋支撑＠800mm，上、下两道支撑相隔1m左右，防止导墙位移和变形。连续墙施工前，槽内侧应回填土并夯实。在导墙混凝土达到设计强度之前，禁止任何重型机械和运输设备在旁边行驶、停置，以防导墙受压变形。

3.2.3 导墙质量控制标准

导墙质量控制标准见表1。

表1 导墙质量控制标准

3.2.4 泥浆

根据泥浆配合比，在泥浆池中加入水、黏土、膨润土，用挖掘机搅拌至均匀，泥浆泵循环。检测泥浆相对密度、粘度、含砂率、胶体率、pH各项指标，合格后方可使用。泥浆各项指标见表2。

表2 泥浆各项指标

3.2.5 槽段开挖

①根据设计图纸和导线控制点及水准点，在导墙上精确定位出每幅地下连续墙设计位置，标出接头位置，标注完毕后报监理工程师审核批准；②地下连续墙标准槽段长度根据设计图纸将地下连续墙分幅，幅长按设计布置；③成槽时，应加强观测，保持槽内泥浆液面高于地下水位1m 以上，若槽壁发生较严重的坍塌，应及时分析原因，妥善处理；④槽段开挖完毕，应检查槽位、槽深、槽宽及槽壁垂直度，合格后方可进行后续工作；⑤成槽挖土顺序。根据槽段的宽度尺寸，决定每幅槽段的挖槽次序，不论槽幅多宽，均采用先两侧后中间的开挖顺序；⑥成槽挖土。抓斗入槽、出槽应慢速、稳当，根据成槽机仪表及实测的垂直度及时纠偏。在抓土时，槽段两侧采用双向闸板插入导墙，使导墙内泥浆不受污染。单元槽段成槽完毕或暂停作业时，挖槽机即离开作业槽段，减小对已成槽的荷载。为了保证工期，确保白天和雨天成槽正常进行，工地上设置一个能容纳两幅槽土体的集土坑，临时堆放成槽挖出的泥土，夜间装车外运。挖槽机械在地下连续墙拐角处挖槽时，为防止拐角内留有该挖而未能挖出的土体，在导墙拐角处，根据所用的挖槽机械端面形状相应延伸出去300mm，以免成槽断面不足，妨碍钢筋笼下槽。

3.2.6 清槽

（1）刷壁

为提高接头处的抗渗及抗剪性能，在清孔之前对先行幅墙体接缝进行刷壁清洗；重复刷洗几次后，用清水把刷壁器冲洗干净后重新刷壁，根据刷壁器上的存泥量判断刷洗效果，直至刷壁器提出泥浆时无泥土为止。

（2）置换、清孔

清除槽底沉渣有沉淀法和置换法两种。

沉淀法：清底开始时间要在成槽（扫孔）结束2h 之后开始，使用挖槽作业的液压抓斗直接挖除槽底沉渣。

置换法：使用空气升液器，由起重机悬吊入槽，空气压缩机输送压缩空气，以泥浆反循环法吸除沉积在槽底部的土渣淤泥。当空气升液器在槽底部往复移动不再吸出土渣，实测槽底沉渣厚度小于100mm时，即可停止移动空气升液器，开始置换槽底部不符合质量要求的泥浆，确保泥浆各项指标满足设计及相关规范要求。

3.2.7 槽段检验

槽段开挖精度应符合成孔的质量标准，见表3。

表3 槽段开挖精度质量标准表

3.2.8 钢筋笼的制作和吊装

钢筋笼制作应符合表4的规定。

表4 地下连续墙钢筋笼制作的允许偏差表

3.2.9 地下连续墙接头

地下连续墙的挡土、防渗要求较高，为保证连续墙有很好的整体性、防渗性，本工程地下连续墙接头按设计要求采用工字钢接头施工，见图2。

图2 工字钢接头大样图

3.2.10 地下连续墙混凝土浇筑

桩身混凝土采用水下C35 混凝土，选用商品混凝土，混凝土灌注采用导管水下灌注法，混凝土超灌高度不宜小于800mm。

地下连续墙成品质量直接影响工程整体的质量与安全，成品后必须进行检查，检查采用无损检测，采用声波检测法检测墙身完整性，检测数量不少于总数的20%，严格按规程流程开展检测。

4 结语

综上所述，本文对市政工程深基坑支护施工技术进行详细研究。随着市政工程的不断发展，深基坑工程在城市建设中发挥出了重要作用。深基坑支护技术的选择和应用直接关系到工程的安全性、经济性和施工效率，通过对不同深基坑支护技术的分析，各类技术均具有独特的优势，适用性有所不同，在项目建设中，应结合施工现场环境、施工技术条件，制定完善的技术方案，为市政工程施工提供实用指导，提高施工质量。