市政施工中深基坑支护技术的运用分析

市政施工中深基坑支护技术的运用分析

郭启程

天津市静泰市政景观工程有限公司 天津 300457

摘要：随着城市化进程的加快，深基坑工程在市政建设中越发常见。本文主要分析市政施工中深基坑支护技术的应用，特别是在保证工程安全、优化设计方案以及提高施工效率方面的实践。通过对几种常用支护技术的分析比较，研究其在不同土质、不同环境条件下的适应性与效果，进而提出一些改进措施，为今后的市政工程提供参考。

关键词：深基坑；支护技术；市政建设

引言

在市政建设中，深基坑工程是基础设施建设不可或缺的一部分，涉及地铁站、地下通道、大型建筑基础等众多领域。由于其工程规模大、技术要求高、安全风险大，采用有效的支护技术至关重要。本文旨在通过分析当前深基坑支护技术的应用情况，探索其在市政工程中的优化方向。

1深基坑支护技术概述

在市政施工中，深基坑支护技术的选择至关重要，需要考虑多种因素如土质、基坑的深度及周边环境等。支护技术的选用直接关系到工程的安全、经济效益和施工效率。首先，土钉墙技术因其成本效益和适用于土质较好的环境而常被采用，这种技术简便、经济。其次，对于基坑较深或土质较差的工程，支护桩加横梁技术提供了更为坚固的支撑，虽然成本较高，但安全性好。此外，冻土法是一种特殊的支护方式，适用于需要临时支护的特殊土质条件下，通过冻结土壤来增强其稳定性。最后，水平支撑系统常用于大型开挖工程中，可以有效地控制基坑的侧向土压力，保证施工期间的土体稳定。每种技术都有其特定的应用场景和优缺点，选择合适的支护方法是确保工程成功的关键。

2主要施工技术分析

2.1基坑开挖与土钉墙施工

   基坑开挖与土钉墙施工是深基坑支护中常见的技术应用，涉及到一系列复杂且精细的工序，特别是在风险评估和施工实施方面。首先，开挖阶段的风险评估是工程开始前的重要步骤。评估应包括对周围建筑物和地下设施的稳定性分析，土质分析，以及预测可能的水文地质条件。通过这些评估，工程师能够确定开挖深度、开挖方法及相应的支护结构。风险评估还应考虑到潜在的环境因素，如降雨、地震等自然条件，以及施工期间可能对周边环境造成的影响。接下来是土钉墙的施工步骤。土钉墙施工通常开始于基坑开挖初期，首先进行土壤开挖到一定深度。随后，进行钻孔操作，钻孔的深度和直径根据设计要求和土质条件确定。钻孔完成后，将钢筋或者其他强度较高的材料如玻璃纤维等作为土钉安装进孔中，土钉的长度和角度应能有效地穿透稳定层，以提供足够的抗拔力。土钉安装后，需要对其进行固定，常用的方法是在孔内注入水泥浆，以便将土钉与周围土壤固结，形成一体化的力学结构。这一步不仅提高了土钉的稳定性，也防止了水和其他液体的渗入，这对于保持土体的干燥和稳定性至关重要。最后一步是喷射混凝土，这是形成土钉墙的关键步骤。喷射混凝土层通常在土钉安装完成后施加，这层混凝土能够提供面层的均匀支持，防止土壤松散和水侵。喷射混凝土应均匀涂覆，厚度和强度要根据地质条件和设计要求调整。

2.2支护桩与横梁的应用

2.2.1 支护桩的类型和安装过程

支护桩主要有几种类型，包括钢筋混凝土桩、钢桩以及搅拌桩等，各种类型的支护桩适用于不同的地质和环境条件。钢筋混凝土桩因其高强度和良好的抗弯性能，常用于深基坑的支护工程中。安装过程首先是钻孔或打桩。对于钢筋混凝土桩，通常采用预制桩或现场浇注桩。预制桩需要用桩机将桩体运到指定位置并打入土中，而现场浇注桩则是在地面上钻孔后，用钢筋笼和混凝土现场浇注。打桩过程中，需要严格控制桩的垂直度和位置，确保每根桩都精确对应设计图纸。

2.2.2横梁的设计和施工

横梁通常是在支护桩之间设置，以分担和传递土压力，提高整体的稳定性。横梁的设计需要考虑到所承受的最大载荷、桩间距、横梁的材料和尺寸等因素。设计完成后，横梁一般采用钢筋混凝土，现场浇注成型。施工过程中，横梁的浇注通常在支护桩安装并经过初步固定之后进行。首先，施工队伍会在桩顶部安装横梁的模板和钢筋，这些钢筋与支护桩中的钢筋相连，形成一个整体的支撑框架。随后进行混凝土浇注，确保混凝土充分填充模板并围绕钢筋笼密实。浇注完成后，需要一段养护期以达到设计的强度和耐久性。

2.2.3支护桩与横梁在支护结构中的作用

支护桩与横梁结合使用，形成了一种强大的支护系统，能够有效抵抗土壤压力和其他外部负载，防止基坑侧壁的移动和变形。横梁作为传力成员，将支护桩之间的荷载均匀分布，降低单个支护桩的负荷，从而提高整个基坑的稳定性。此外，该系统还可以减少地下水的压力，防止水土流失，确保施工安全和周边环境的稳定。通过精确的设计和施工，支护桩与横梁的应用能够显著提高深基坑工程的安全性和可靠性，是市政施工中不可或缺的重要技术。

2.3冻土法的特点与应用

2.3.1冻土法的施工流程和技术要求

冻土法的施工流程首先包括设计阶段，工程师需要根据土壤类型、水文地质条件、基坑尺寸和预期的施工难度来制定详细的冷冻方案。设计过程中需要考虑的关键参数包括冷冻管间距、冷冻温度、冷冻持续时间以及冷冻体的形状和尺寸。施工开始前，首先在预定的冷冻区域钻设冷冻管。这些冷冻管通常以环形或网格形式布置，确保可以均匀冷冻整个目标区域。安装后，通过这些管道循环输送冷却剂（通常是液氮或盐水），直接抽取土壤中的热量，使周围土壤迅速冷冻并硬化。在冷冻过程中，必须持续监控土壤的温度和冷冻体的发展情况，以确保冷冻效果符合设计要求。此外，施工期间还需定期检查冷冻设备的运行状态和冷却剂的供应系统，保障系统的稳定运行。

2.3.2冻土法在特殊环境中的优势和限制

冻土法可以有效控制基坑的土壤稳定性，尤其在水土流失易发区域，提供了极好的防渗效果。对于地质条件复杂或者有大量地下水的工程，传统的支护方法可能难以施工，而冻土法能够有效应对这些挑战。施工过程中不需要大量的机械设备，减少了对周边环境的干扰。

冻土法的施工成本较传统方法更高，主要由于需要使用特殊的冷冻设备和大量冷却剂。维持土壤冷冻状态需要持续的能源投入，对能源的依赖较大。从开始冷冻到达到设计强度，整个过程可能需要较长时间，这可能会影响项目的总体进度。冻土法虽具有显著的优势，特别是在特殊工程条件下，但也存在一定的经济和时间成本。因此，在选择使用冻土法时，需要综合考虑项目的具体需求和可行性。

3施工细节与技巧

3.1施工环境适应性

在市政施工中，针对不同季节和天气条件的施工策略至关重要。夏季高温时，需采取降温措施，如搭建遮阳棚、洒水降温等，以防止工人中暑和材料性能下降。冬季低温下，尤其是北方地区，需要预热土壤和材料，并采取保温措施，防止混凝土和支护材料受冻。雨季施工时，必须做好排水和防渗处理，确保施工现场干燥，防止地基泥泞和机械设备受损。环境保护措施同样重要。施工过程中应采取有效的防尘措施，如定期洒水、使用防尘网等，减少施工扬尘对周围环境和居民的影响。同时，施工设备和车辆的噪音应控制在合理范围内，可以使用低噪音设备和安装消音器，并在施工现场设置隔音屏障。对于夜间施工，需特别注意噪音控制，避免扰民。此外，应合理安排施工时间，尽量避开居民休息时间和学校上课时间，减少对日常生活的干扰。

3.2技术创新与施工安全

在市政施工中，引入智能化施工设备是提高效率和质量的重要途径。近年来，无人机在施工监测和数据采集方面应用广泛，能够实时提供高精度的地形图和进度报告。智能挖掘机和机器人施工设备通过自动化和精确控制，不仅提高了施工速度，还减少了人为操作误差。BIM（建筑信息模型）技术的应用使得施工过程中的规划和协调更加精细，所有施工环节的信息都能在一个模型中体现，提高了各部门间的协作效率。施工安全是市政工程中的重中之重。首先，应制定详细的安全施工方案，包括应急预案和安全操作规程，并在施工前进行全员安全培训。施工现场必须设置明显的安全标识和警示牌，并配备必要的安全防护设施，如安全帽、安全绳和护栏等。对于高风险作业区域，应安排专人监控，确保操作人员遵守安全规程。其次，定期进行安全检查和设备维护，发现隐患及时整改，确保所有设备处于良好运行状态。此外，建立健全的安全监督机制，实行安全责任制，明确各级管理人员和工人的安全职责，形成全员参与的安全管理体系。

4结语

综上所述，市政施工中深基坑支护技术的合理选择和应用对于工程的安全性和经济性至关重要。通过深入分析土钉墙、支护桩与横梁、冻土法等技术，结合环境适应性和技术创新，提高了施工质量和效率。严格的施工安全保障措施确保了工程的顺利实施和安全管理。未来，随着智能化设备和新技术的不断引入，市政工程的深基坑支护技术将继续发展，为城市建设提供更坚实的基础。

参考文献：[1]朱扬,张田庆,庞拓.深基坑支护技术在建筑工程施工中的运用策略分析[J].中国住宅设施,2021(08):103-104+108.[2]周云.深基坑支护技术在房屋建筑施工中的应用及案例分析[J].安徽建筑,2021,28(07):144-145.[3]陈云飞,陈长青.关于深基坑支护施工技术在土建施工中应用的探究[J].四川水泥,2020(10):200-201.