高层建筑深基坑支护施工技术研究

赵培军

山东胶东航空城投资有限公司

摘要：随着城市化进程的加速，高层建筑及地下空间开发日益增多，深基坑工程的数量、规模和深度均呈增长趋势。深基坑支护作为一项复杂的临时性工程，其施工质量与安全直接关系到工程本体及周边环境的安全。本文系统梳理了高层建筑深基坑支护的主要技术类型，包括土钉墙支护、排桩支护、地下连续墙支护及内支撑体系等，并对其适用条件与施工要点进行了深入分析。在此基础上，探讨了当前深基坑支护施工中常见的质量问题，如结构位移过大、渗漏水、边坡失稳等，并剖析了水文地质勘察不精确、施工工序控制不严等深层诱因。针对上述问题，提出了从优化设计方案、加强施工过程监测、细化关键工序质量控制等方面的具体对策。研究认为，深基坑支护技术正朝着信息化、复合化与绿色化方向发展，施工中必须贯彻动态设计与信息化施工理念，严格把控围护结构施工、预应力施加及土方开挖等关键环节，方能确保工程安全与质量，为同类工程提供参考。

关键词：高层建筑；深基坑；支护结构；施工技术；质量控制

一、引言

在土地资源日益紧张的城市核心区，高层与超高层建筑成为城市发展的必然选择。建筑高度的攀升和地下空间的深度利用，使得基坑工程呈现“深、大、紧”的特点。深基坑支护不仅是保证地下结构施工安全的前提，更是控制周边地层变形、保护邻近建（构）筑物与市政管线安全的关键屏障。然而，深基坑工程具有极强的地域性、综合性和风险性，岩土介质的非均质性与不确定性，使得支护结构的设计与施工面临严峻挑战。当前，诸多工程实践中仍存在支护方案选型不当、施工工序衔接不严、动态监测反馈滞后等问题，导致基坑坍塌、周边地面沉降超限等安全事故时有发生。因此，深入探究深基坑支护施工技术，分析其受力机理与变形规律，并寻求更为可靠、经济且环保的施工控制措施，对提升建筑工程的整体质量与安全水平具有重要的现实意义。

二、深基坑支护的主要技术类型与施工要点

（一）土钉墙支护技术

土钉墙支护是一种原位土体加筋技术，通过在边坡中打入土钉并在表面喷射混凝土面层，形成类重力式挡土墙。该技术适用于地下水位以上或经降水处理后的黏性土、砂土等自立性较好的地层。施工要点在于严格控制分段开挖高度，及时跟进土钉成孔、注浆并挂网喷射混凝土，防止开挖面暴露过久引发松弛变形。注浆饱满度是保证土钉抗拔力的核心，需控制注浆压力与纯水泥浆的水灰比。

（二）排桩支护与内支撑体系

排桩支护通常以钻孔灌注桩或人工挖孔桩形成连续墙体，配合冠梁、腰梁及内支撑共同受力。该技术刚度大，能有效控制桩身侧向位移，广泛用于软土地区且周边环境变形控制要求严格的深基坑工程。施工中须保证桩身垂直度与完整度，防止出现夹泥与断桩。内支撑体系的安装与拆除须严格按照“先撑后挖”的原则，预加轴力时需分阶段、对称施加，避免集中偏心受力导致支撑杆件失稳。换撑工序是分段拆除支撑的关键，需保证传力路径的连续性。

（三）地下连续墙支护技术

地下连续墙作为“两墙合一”（即围护结构与地下室外墙结合）的典型形式，具有刚度大、防渗性好、环境影响小的优点。施工关键在于槽段开挖的泥浆护壁质量，防止塌孔；钢筋笼起重吊装需平稳，防止变形导致保护层厚度不足；混凝土水下浇筑须连续作业，防止出现冷缝。接头部位的止水与结构连接是薄弱环节，应采取刷壁、高压注浆等措施确保接头质量。

三、深基坑支护施工中的常见问题与成因分析

（一）基坑变形过大与边坡失稳

基坑侧向位移量超出预警值是常见问题。成因多与超挖、支护不及时相关。部分施工单位为赶进度，在土钉或支撑未形成强度的工况下即向下开挖，导致被动区土体丧失约束。此外，坑边超载堆载建材或重车动荷载，导致支护结构承受额外土压力，也是位移失控的重要诱因。

（二）渗漏水与流砂管涌

在地下水丰富区域，若止水帷幕存在缺陷或桩间搭接不密实，极易发生渗漏甚至管涌。深层原因在于水文地质勘察不精确，对承压水层判断失误，导致截水帷幕深度不足或未穿透透水层。一旦发生涌水涌砂，将掏空背后土体，引发灾难性地面塌陷。施工中降水井的淤堵与失效，也会造成水位下降不及预期，增大水头差风险。

（三）支护结构构件强度失效

部分工程中，钢支撑出现扭曲、端头焊缝开裂，或混凝土支撑局部压碎。这往往是设计计算模型与现场实际受力不符，或施工中未严格对称施加预应力，导致单根支撑超负荷。此外，立柱桩与支撑连接节点的焊接质量、钢围檩背后间隙回填不密实等细节问题，也会导致节点偏心受力，引发局部失稳。

四、优化深基坑支护施工质量的控制对策

（一）实施信息化法施工与动态设计

鉴于岩土力学参数的离散性，施工前必须建立严密的监测体系，涵盖深层水平位移、桩顶位移、支撑轴力、地下水位及周边环境沉降等指标。通过实时数据分析，及时调整开挖速率与支撑架设时机。当监测数据逼近报警值时，立即启动应急预案，如增设临时斜撑、回填反压或复加预应力，实现从“静态设计”向“动态控制”的转变。

（二）严控关键工序的过程质量

在围护结构施工阶段，重点把控成孔深度与沉渣厚度，确保桩身嵌固端有效承载。土方开挖须严格遵循“时空效应”原则，分层、分块、对称、限时进行，严禁一次开挖到底。支撑与土方交叉作业零间歇，即挖出一段作业面即刻安装支撑并施加预应力，最大限度减少无支撑暴露时间。针对止水帷幕，须在接缝处进行钻芯取样或超声波检测，验证其封闭性，发现问题及时注浆修补。

（三）优化设计选型与节点构造

在方案设计阶段，应综合考虑周边环境及变形控制等级，合理选择支护形式或复合支护体系，如在变形敏感侧采用“排桩加内支撑”，在空间开阔侧采用“土钉墙加复合土钉”。合理优化节点连接，在支撑与围檩间设置抗剪键，并采用高强度螺栓与焊接双重锁固，确保节点刚域符合计算假定。对于复杂环境，推广应用“双排桩”或“桩锚支护”等灵活度更高的结构形式，减少内支撑对地下主体施工的干扰。

五、结论

高层建筑深基坑支护是一项集岩土力学、结构力学与施工管理学于一体的系统化工程。本文通过分析不同支护型式的技术特征与施工逻辑，明确了土钉墙、排桩、地下连续墙等技术的适用边界与关键控制点。研究表明，基坑事故的根源多集中于地质勘察认知不清、施工工序控制失当及监测预警滞后三大环节。针对上述痛点，必须采取精细化管控策略：一是确立信息化施工的主导地位，以实测数据指导施工；二是严抓“空间效应”与“时间效应”的落实，缩短无支撑暴露时间，确保支护体系完好闭合；三是加强节点防渗与连接构造的可靠性设计。未来，随着BIM技术、智能监测传感器及绿色可回收支护材料的深度应用，深基坑施工将向集成化、智能化、低碳化稳步迈进，实现安全与效益的高度统一。

参考文献

[1]刘国彬，王卫东.基坑工程手册[M].2版.北京:中国建筑工业出版社，2019.

[2]龚晓南.深基坑工程设计施工手册[M].北京:中国建筑工业出版社，2014.

[3]郑刚，焦莹.深基坑工程:设计理论及工程应用[M].北京:中国建筑工业出版社，2024.

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