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摘要：深基坑支护工程技术复杂、综合性很强，是当前很受人关注的岩土工程热点。基坑工程的费用在整个工程成本中占有很大比例，因此，如何根据水文和地质条件选择合适的支护型式以及基坑支护周期对工程进度的影响是基坑工程的关键。本文详细阐述了深基坑支护设计与相关施工技术。
关键词：建筑工程；深基坑支护；施工技术
中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：
引言
深基坑支护工程是基础施工所必须的临时结构，其工程造价与设计的合理性紧密相关，合理的设计是影响整个工程施工进度与造价的关键所在。在深基坑支护结构的设计中，由于各种水文地质条件的影响，如何根据具体问题具体分析，选择一个既经济安全又可以提前完成进度的设计方案至关重要。
一、深基坑支护设计原则
深基坑支护设计时，首先应分析场地岩土结构及其物理力学性质，然后还需了解环境荷载和相邻建筑物、地下管线的特性及其承受变形的能力，仔细考虑施工工况（时间和空间效应），计算地下室施工全过程的各种应力，估算支护结构本身可能产生的变形，从而因地制宜地优选合理可靠的支护结构体系，并对结构构件的强度和刚度进行分析和计算。
基坑支护作为一个结构体系，应要满足稳定和变形的要求，即通常规范所说的承载能力极限状态和正常使用极限状态。基坑支护设计相对于承载力极限状态要有足够的安全系数，不致使支护产生失稳，而在保证不出现失稳的条件下，还要控制位移量，不致影响周边建筑物的安全使用。在深基坑支护设计中，设计人员要充分考虑到各方面有可能出现的因素，提前对于支护结构的变形现象进行计算。支护结构变形计算中，设计人员要尽量保证各项计算项目数据与结果的真实、准确，以便在发生突发事件时，可迅速提出整改方案；支护结构是建筑工程项目地基部分施工的重要环节，其强度是否符合国家相关工程质量标准与技术要求，将直接关系到地基工程项目的整体质量、耐腐蚀性、使用年限等问题。
二、深基坑支护技术常见类型及适用范围
1、钢板桩支护
钢板桩应用于建筑深基坑的支护，是一种施工简单，投资经济的支护方法。在软土地区过去应用较多，但由于钢板桩本身柔性大如支撑或锚拉系统设置不当，其变形会很大，因此对基坑支护深度达7m以上软土地层，基坑支护不宜采用钢板桩支护，除非设置多层支撑或锚拉杆，但应考虑到地下室施工结束后钢板桩拔除时对周围地基和地表变形的影响
2、地下连续墙
地下连续墙是在泥浆护壁的条件下分槽段构筑的钢筋混凝土墙体，由于地下连续墙具有整体刚度大和防渗性好，适用于地下水位以下的软粘土和砂土多种地层条件和复杂的施工环境，尤其是基坑底面以下有深层软土需将墙体插入很深的情况，因此，在国内外的地下工程中得到广泛应用，并且随着技术的发展和施工方法及机械的改进，地下连续墙发展到既是基坑施工时的挡墙围护结构，又能作为拟建主体结构的侧墙。也可采用逆作法施工减少对环境和地面交通的影响。
3、柱列式灌注桩排桩支护
柱列式间隔布置包括：桩与桩之间有一定的净距的疏排布置形式和桩与桩相切的密排布置形式。为降低工程造价和施工方便柱列式灌注桩作为挡土围护结构有很好的刚度，但各桩之间，必须在桩顶浇注较大截面的钢筋混凝土帽梁加以可靠连结。为防止地下水井夹带主体颗粒从桩间空隙流入坑内，应同时在桩间或桩背采用高压注浆，设置深层搅拌桩，旋喷桩等措施，或在桩后专门构筑防水帷幕。灌注桩施工时无振动，对周围邻近建筑物，道路和地下管线影响危害比较少。
4、内支撑和锚杆支护
作为基坑围护结构墙体的支承，内支撑（水平横撑、角撑、斜撑曾）和锚杆（斜锚杆、锚定板拉杆等）的作用对保证基坑稳定和控制周围地层变形极为重要。目前支护结构的内支撑，常用的有钢结构支撑和钢筋混凝土结构支撑两类，钢结构支撑多用圆钢管和大规格的型钢。为减少挡墙的变形，用钢结构支撑时可用液压千斤顶施加预应力。钢筋混凝土支撑是近几年在上海地区等深基坑施工中发展起来的一种支撑形式，它多用土模或模板随着挖土逐层现浇，截面尺寸和配筋根据支撑布置和杆件内力大小而定，它刚度大，变形小，能有力的控制挡墙变形和周围地面的变形，宜用于较深基坑或周围环境要求较高的地区。
5、土钉墙支护
土钉墙围护结构是边开挖基坑，边在土坡面上铺设钢筋网，并通过喷射混凝土形成混凝土面板，从而形成加筋土重力式挡墙起到挡土作用。适用于地下水位以上或人工降水后的粘性土、粉土、杂填土，不适用淤泥质及地下水位下且未经降水處理的土层。
6、深层搅拌水泥土桩支护
深层搅拌水泥土桩是用特制的进入土深层的深层搅拌机将喷出的水泥浆固化剂与地基土进行原位强制拌合制成水泥浆固化剂与地基土进行原位强制拌合制成水泥土桩，相互搭接，硬化后即形成具有一定强度的壁状挡墙既可挡土又可形成隔水帷幕，对于平面呈任何形状，开挖深度不很深的基坑，皆可用作支护结构，比较经济。许多工程都用了深层搅拌水泥土桩支护。
7、施喷桩帷幕墙支护
它是钻孔后将钻杆从地基土深处逐渐上提，同时利用插入钻杆端部的旋转喷嘴，将水泥浆固化剂喷入地基土中形成水泥土桩，桩体相连形成帷幕墙。
三、柱列式灌注桩排桩支护施工技术
基坑的开挖和基坑围护通常是同时进行的。笔者以某工程为例，对柱列式灌注桩排桩支护这种工法进行阐述。工程情况: 地表为约 2m 厚的杂填土, 杂填土下至深 18m为流塑状淤泥, 深度 18m~ 30m为淤泥和细砂互层,基坑开挖与支护工程主要在这两层土中进行。
1、支护结构体系设计
支护结构采用柱列式排桩, 桩径 800 mm, 桩入土深度21.5m, 桩中心距 1 100 mm, 内支撑采用现浇钢筋混凝土梁, 第一道支撑设在地面以下 1.8 m处, 第二道支撑设在地面以下 6.3m处, 如图1.所示。
图1. 支撑布置图
2、施工顺序
柱列式排桩采用钻孔灌注桩，基坑开挖施工顺序如图2.所示:（1）开挖土方至地面以下 2.3 m处, 浇筑第一道内支撑;（2）开挖土方至 6.8 m深处, 浇筑第二道内支撑;（3）开挖土方至预定深处 10.7 m, 地下室底板施工;（4）拆除第一道内支撑, 第 3层地下室顶板施工;（5）拆除第一道内支撑,地下室其余部份施工。
图2.基坑开挖施工顺序示意图
基坑开挖分东西两部分进行, 西区先施工, 当西区开挖时, 东西区交界处采用自然放坡, 开挖至预定深度时,在两区交界处砌筑一临时毛石挡墙, 以确保底板施工。
3、止水和排水
基坑开挖在淤泥层中进行,由于渗透系数很小, 所以基坑支护结构不设止水帷幕, 支护桩间隙中的土如在开挖过程中有坍塌现象, 及时用砖砌砂浆填实, 施工过程中注意坑外滞留水的疏导和坑内积水的排放。
四、基坑位移监测
沿基坑边缘共布置了 16个测斜孔, 孔深 20m, 对施工全过程进行水平位移监测, 采用仪器为 SI NCO 测斜仪, 典型的四个测斜孔的位移情况如图3.所示。
A 孔和 B孔在西区, C孔和 D 孔在东区, 当基坑开挖至设计标高时, 支护桩桩顶水平位移约为 20 mm。桩身最大位移发生在第一道支撑下约 8 m 处。C孔位于基坑凸缘部, 是结构受力的最不利位置, 所示位移最大, 最大水平位移达 70mm。其余各处最大位移均在 5 cm 以内。
图3. 施工过程支护桩水平位移
五、深基坑施工安全措施
1、必须编制一份切实可行的施工安全专项方案。一份合理、科学、完善的施工安全整治方案是衡量现代企业管理水平好坏的重要标志，是施工现场的安全管理水平的体现,更是保证施工质量，避免伤亡事故的发生,对每个员工的安全和健康负责、评价工作规范化、标准化的客观需要。安全专项施工方案的编制应本着防范于未然的思想，坚持“以人为本、安全第一、预防为主”的基本原则,并达到可行性、针对性、及时性的需求。
2、应急措施必须行之有效。深基坑支护不是静止的，而是处在动态变化之中。施工过程中任何事情都可能发生，如果对施工过程中突发因素缺乏充分考虑，就有可能因事故不能及时解决而造成经济损失，因此制订一份有效应急措施是非常必要的。例如基坑开挖过程中,深基坑因地下水处理不当而造成的事故屡见不鲜，这就是因为对周围可能动荷载没有考虑到而导致的。再如：地下水位对基坑工程的影响很大，水位低,对基坑支护比较有利,但对周边环境不利,这就是一个矛盾，给地下水的处理带来很大的困难，稍有不慎，还可能会引发工程事故。因此,施工方制定一份科学全面应急措施，从基坑工程的危险源上进行控制,事故发生时争取在尽可能短时间内将问题解决，无论在损失降低还是保障安全方面都具有重要意义。
3、施工组织信息化。信息化施工是深基坑施工的特殊性要求决定的。深基坑施工特点和自身构成有关，结构与岩土同时作用于基坑之上,而结构的计算的确定和岩土本身性状的不确定性之间的矛盾，以及岩土与结构界面的不明确，造成深基坑施工复杂，且具有很强的实践性的特点。一个合理的深基坑施工方案不但要在方案階段反复的比较,而且在施工过程中通过监测得到的资料,及时反馈给设计、监理、施工，以便及时更正，指导施工。安全事故发生的另一个原因是在施工过程中，因为监测单位没有及时提出预警或缺乏施工监测，在深基坑支护工程发生坍塌时,错过或延误救治的最佳时机。施工监测的重要性在于它不仅能检测到基坑的安全,更重要的是它能及时发现基坑对周边建筑的影响。
结束语
深基坑支护工程的施工技术包括支护的设计和施工两面。在支护设计时，要注意设计的注意事项；在支护施工时，要注意施工技术要点，并结合监测同时进行，不可盲目施行。只有过硬的基坑支护施工技术，才能既节省了施工费用，又确保了周围环境的安全，完全达到预期的施工目的，才能最终保证了工程的顺利进行。
参考文献
[1]陶聿君，对深基坑工程支护技术的论述[J]，四川建材，2006
[2]陈冠一，深基坑工程的监测及常见问题[J]，广东科技,2008
[3]刘明建，浅谈深基坑支护设计[J]，西部探矿工程，2009
关键词：建筑工程；深基坑支护；施工技术
中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：
引言
深基坑支护工程是基础施工所必须的临时结构，其工程造价与设计的合理性紧密相关，合理的设计是影响整个工程施工进度与造价的关键所在。在深基坑支护结构的设计中，由于各种水文地质条件的影响，如何根据具体问题具体分析，选择一个既经济安全又可以提前完成进度的设计方案至关重要。
一、深基坑支护设计原则
深基坑支护设计时，首先应分析场地岩土结构及其物理力学性质，然后还需了解环境荷载和相邻建筑物、地下管线的特性及其承受变形的能力，仔细考虑施工工况（时间和空间效应），计算地下室施工全过程的各种应力，估算支护结构本身可能产生的变形，从而因地制宜地优选合理可靠的支护结构体系，并对结构构件的强度和刚度进行分析和计算。
基坑支护作为一个结构体系，应要满足稳定和变形的要求，即通常规范所说的承载能力极限状态和正常使用极限状态。基坑支护设计相对于承载力极限状态要有足够的安全系数，不致使支护产生失稳，而在保证不出现失稳的条件下，还要控制位移量，不致影响周边建筑物的安全使用。在深基坑支护设计中，设计人员要充分考虑到各方面有可能出现的因素，提前对于支护结构的变形现象进行计算。支护结构变形计算中，设计人员要尽量保证各项计算项目数据与结果的真实、准确，以便在发生突发事件时，可迅速提出整改方案；支护结构是建筑工程项目地基部分施工的重要环节，其强度是否符合国家相关工程质量标准与技术要求，将直接关系到地基工程项目的整体质量、耐腐蚀性、使用年限等问题。
二、深基坑支护技术常见类型及适用范围
1、钢板桩支护
钢板桩应用于建筑深基坑的支护，是一种施工简单，投资经济的支护方法。在软土地区过去应用较多，但由于钢板桩本身柔性大如支撑或锚拉系统设置不当，其变形会很大，因此对基坑支护深度达7m以上软土地层，基坑支护不宜采用钢板桩支护，除非设置多层支撑或锚拉杆，但应考虑到地下室施工结束后钢板桩拔除时对周围地基和地表变形的影响
2、地下连续墙
地下连续墙是在泥浆护壁的条件下分槽段构筑的钢筋混凝土墙体，由于地下连续墙具有整体刚度大和防渗性好，适用于地下水位以下的软粘土和砂土多种地层条件和复杂的施工环境，尤其是基坑底面以下有深层软土需将墙体插入很深的情况，因此，在国内外的地下工程中得到广泛应用，并且随着技术的发展和施工方法及机械的改进，地下连续墙发展到既是基坑施工时的挡墙围护结构，又能作为拟建主体结构的侧墙。也可采用逆作法施工减少对环境和地面交通的影响。
3、柱列式灌注桩排桩支护
柱列式间隔布置包括：桩与桩之间有一定的净距的疏排布置形式和桩与桩相切的密排布置形式。为降低工程造价和施工方便柱列式灌注桩作为挡土围护结构有很好的刚度，但各桩之间，必须在桩顶浇注较大截面的钢筋混凝土帽梁加以可靠连结。为防止地下水井夹带主体颗粒从桩间空隙流入坑内，应同时在桩间或桩背采用高压注浆，设置深层搅拌桩，旋喷桩等措施，或在桩后专门构筑防水帷幕。灌注桩施工时无振动，对周围邻近建筑物，道路和地下管线影响危害比较少。
4、内支撑和锚杆支护
作为基坑围护结构墙体的支承，内支撑（水平横撑、角撑、斜撑曾）和锚杆（斜锚杆、锚定板拉杆等）的作用对保证基坑稳定和控制周围地层变形极为重要。目前支护结构的内支撑，常用的有钢结构支撑和钢筋混凝土结构支撑两类，钢结构支撑多用圆钢管和大规格的型钢。为减少挡墙的变形，用钢结构支撑时可用液压千斤顶施加预应力。钢筋混凝土支撑是近几年在上海地区等深基坑施工中发展起来的一种支撑形式，它多用土模或模板随着挖土逐层现浇，截面尺寸和配筋根据支撑布置和杆件内力大小而定，它刚度大，变形小，能有力的控制挡墙变形和周围地面的变形，宜用于较深基坑或周围环境要求较高的地区。
5、土钉墙支护
土钉墙围护结构是边开挖基坑，边在土坡面上铺设钢筋网，并通过喷射混凝土形成混凝土面板，从而形成加筋土重力式挡墙起到挡土作用。适用于地下水位以上或人工降水后的粘性土、粉土、杂填土，不适用淤泥质及地下水位下且未经降水處理的土层。
6、深层搅拌水泥土桩支护
深层搅拌水泥土桩是用特制的进入土深层的深层搅拌机将喷出的水泥浆固化剂与地基土进行原位强制拌合制成水泥浆固化剂与地基土进行原位强制拌合制成水泥土桩，相互搭接，硬化后即形成具有一定强度的壁状挡墙既可挡土又可形成隔水帷幕，对于平面呈任何形状，开挖深度不很深的基坑，皆可用作支护结构，比较经济。许多工程都用了深层搅拌水泥土桩支护。
7、施喷桩帷幕墙支护
它是钻孔后将钻杆从地基土深处逐渐上提，同时利用插入钻杆端部的旋转喷嘴，将水泥浆固化剂喷入地基土中形成水泥土桩，桩体相连形成帷幕墙。
三、柱列式灌注桩排桩支护施工技术
基坑的开挖和基坑围护通常是同时进行的。笔者以某工程为例，对柱列式灌注桩排桩支护这种工法进行阐述。工程情况: 地表为约 2m 厚的杂填土, 杂填土下至深 18m为流塑状淤泥, 深度 18m~ 30m为淤泥和细砂互层,基坑开挖与支护工程主要在这两层土中进行。
1、支护结构体系设计
支护结构采用柱列式排桩, 桩径 800 mm, 桩入土深度21.5m, 桩中心距 1 100 mm, 内支撑采用现浇钢筋混凝土梁, 第一道支撑设在地面以下 1.8 m处, 第二道支撑设在地面以下 6.3m处, 如图1.所示。
图1. 支撑布置图
2、施工顺序
柱列式排桩采用钻孔灌注桩，基坑开挖施工顺序如图2.所示:（1）开挖土方至地面以下 2.3 m处, 浇筑第一道内支撑;（2）开挖土方至 6.8 m深处, 浇筑第二道内支撑;（3）开挖土方至预定深处 10.7 m, 地下室底板施工;（4）拆除第一道内支撑, 第 3层地下室顶板施工;（5）拆除第一道内支撑,地下室其余部份施工。
图2.基坑开挖施工顺序示意图
基坑开挖分东西两部分进行, 西区先施工, 当西区开挖时, 东西区交界处采用自然放坡, 开挖至预定深度时,在两区交界处砌筑一临时毛石挡墙, 以确保底板施工。
3、止水和排水
基坑开挖在淤泥层中进行,由于渗透系数很小, 所以基坑支护结构不设止水帷幕, 支护桩间隙中的土如在开挖过程中有坍塌现象, 及时用砖砌砂浆填实, 施工过程中注意坑外滞留水的疏导和坑内积水的排放。
四、基坑位移监测
沿基坑边缘共布置了 16个测斜孔, 孔深 20m, 对施工全过程进行水平位移监测, 采用仪器为 SI NCO 测斜仪, 典型的四个测斜孔的位移情况如图3.所示。
A 孔和 B孔在西区, C孔和 D 孔在东区, 当基坑开挖至设计标高时, 支护桩桩顶水平位移约为 20 mm。桩身最大位移发生在第一道支撑下约 8 m 处。C孔位于基坑凸缘部, 是结构受力的最不利位置, 所示位移最大, 最大水平位移达 70mm。其余各处最大位移均在 5 cm 以内。
图3. 施工过程支护桩水平位移
五、深基坑施工安全措施
1、必须编制一份切实可行的施工安全专项方案。一份合理、科学、完善的施工安全整治方案是衡量现代企业管理水平好坏的重要标志，是施工现场的安全管理水平的体现,更是保证施工质量，避免伤亡事故的发生,对每个员工的安全和健康负责、评价工作规范化、标准化的客观需要。安全专项施工方案的编制应本着防范于未然的思想，坚持“以人为本、安全第一、预防为主”的基本原则,并达到可行性、针对性、及时性的需求。
2、应急措施必须行之有效。深基坑支护不是静止的，而是处在动态变化之中。施工过程中任何事情都可能发生，如果对施工过程中突发因素缺乏充分考虑，就有可能因事故不能及时解决而造成经济损失，因此制订一份有效应急措施是非常必要的。例如基坑开挖过程中,深基坑因地下水处理不当而造成的事故屡见不鲜，这就是因为对周围可能动荷载没有考虑到而导致的。再如：地下水位对基坑工程的影响很大，水位低,对基坑支护比较有利,但对周边环境不利,这就是一个矛盾，给地下水的处理带来很大的困难，稍有不慎，还可能会引发工程事故。因此,施工方制定一份科学全面应急措施，从基坑工程的危险源上进行控制,事故发生时争取在尽可能短时间内将问题解决，无论在损失降低还是保障安全方面都具有重要意义。
3、施工组织信息化。信息化施工是深基坑施工的特殊性要求决定的。深基坑施工特点和自身构成有关，结构与岩土同时作用于基坑之上,而结构的计算的确定和岩土本身性状的不确定性之间的矛盾，以及岩土与结构界面的不明确，造成深基坑施工复杂，且具有很强的实践性的特点。一个合理的深基坑施工方案不但要在方案階段反复的比较,而且在施工过程中通过监测得到的资料,及时反馈给设计、监理、施工，以便及时更正，指导施工。安全事故发生的另一个原因是在施工过程中，因为监测单位没有及时提出预警或缺乏施工监测，在深基坑支护工程发生坍塌时,错过或延误救治的最佳时机。施工监测的重要性在于它不仅能检测到基坑的安全,更重要的是它能及时发现基坑对周边建筑的影响。
结束语
深基坑支护工程的施工技术包括支护的设计和施工两面。在支护设计时，要注意设计的注意事项；在支护施工时，要注意施工技术要点，并结合监测同时进行，不可盲目施行。只有过硬的基坑支护施工技术，才能既节省了施工费用，又确保了周围环境的安全，完全达到预期的施工目的，才能最终保证了工程的顺利进行。
参考文献
[1]陶聿君，对深基坑工程支护技术的论述[J]，四川建材，2006
[2]陈冠一，深基坑工程的监测及常见问题[J]，广东科技,2008
[3]刘明建，浅谈深基坑支护设计[J]，西部探矿工程，2009