摘要：在城市工程建设中，深基坑的支护施工难度大，技术要求高，是决定市政工程施工安全和质量的关键内容。在基坑的支护作业中，要根据工程的特点，选择最佳的支护方式，提高基坑的稳定性，为工程开展提供安全稳定的作业环境。本文通过对深基坑支护特点、支护工艺等方面的研究，分析基坑支护施工要点，为市政工程深基坑支护作业提供参考和借鉴。
关键词：市政工程；深基坑支护；施工要点
在市政工程中，涉及深基坑的作业内容往往是施工的重点和难点。基坑支护作业是保障深基坑工程作业正常进行的前提，根据施工区域地下水文地质条件及周围环境的复杂程度，基坑对应的安全等级往往也不同，基坑支护作业的复杂程度也不一样。因此，就需要根据基坑施工范围内的地下水文地质条件及周围环境，对基坑支护可能发生的安全问题和施工技术难点进行全面分析，选择合理的基坑支护技术，使基坑支护能够达到最佳水平。
一、市政工程深基坑支护特点
（一）高风险
深基坑支护最为显著的特点就是作业风险性高。在基坑开挖后，基坑底部和基坑顶部往往高度差比较大，如果支护不到位，就会影响基坑边坡的稳定性，造成非常严重的安全隐患。尤其是在地质条件不良的地区，基坑开挖后，对于原状土的扰动会导致基坑边坡土质松动，在多种荷载的作用下，极易发生滑塌等安全事故。除此之外，地下水也会对基坑的安全造成威胁，一些水资源丰富的地区，基坑开挖深度往往大于地下水埋藏深度，地下水不仅会导致基坑稳定性降低，过多的积水还会给施工造成安全隐患，甚至发生管涌等安全事故。
（二）地域性
深基坑作业受到施工地点所处区域的影响非常严重，这种地域特点主要表现在自然地理环境的地域特性和社会环境差异。我国幅员辽阔，不同城市地质水文环境不同，因此在进行基坑支护作业中，需要根据当地的地质特点，选择合理的方案，进行基坑的支护。例如，一些地区属于中风化地质，主要以岩层为主，这种地质条件本身具备极高的稳定性，那么在选择基坑支护方法上，就需要以防范石块碎落为主，不需要进行过多的稳定性加强[1]。社会因素主要是基坑周边建筑、交通以及行人对基坑支护方法的影响，市政工程深基坑施工往往位于城市市区，要求在进行基坑工程建设时，对周围交通、建筑的影响更小，因此对基坑支护作业的变形要求更高。
（三）支护方式多样
随着工程技术的不断进步和发展，基坑支护方式和种类越来越多。在市政深基坑工程支护中，也可以有更多的选择。施工人员可以根据市政深基坑工程作业的特点选择最佳的基坑支护方式，在完成基坑支护作业的同时，解决其他外在因素对工程作业的影响。例如，市区作业面狭小的地区，基坑开挖施工无法采用台阶开挖的方案进行放坡，就需要采用桩围护结构或者锚喷等方式进行基坑的支护。这就需要施工单位灵活掌握，根据实际制定基坑支护方案，更好的达成预期的支护作业目标。
二、深基坑支护技术分析
（一）搅拌桩
深层搅拌桩是深基坑支护作业中较为常用的方法之一，这种支护方法的基本原理是将水泥作为固化剂，通过特有机械将固化剂与软弱土进行强制搅拌均匀，通过固化剂与软弱土之间产生的物理及化学变化，形成高强度桩体，以达到提高基坑边坡强度的目的。在施工过程中，利用深层搅拌机械，将固化剂注入土体中，然后利用机械进行搅拌，使其充分拌和均匀，形成圆柱形桩体。这种支护作业方法能够有效提高基坑边坡的强度，并且一定程度上分散土体压力，提高边坡的强度与稳定性。深层搅拌桩的固化剂通常为水泥，并且最大限度利用了基坑的原土，投入材料少，对于基坑周围地面的扰动小，具有非常广泛的适用性。不论是泥土还是其他稳定不强的土体，都可采用深层搅拌桩的方法进行支护，施工灵活，对于施工场地的要求不高。
（二）工法桩
工法桩全称为“SMW工法桩”，这是一种新型的混凝土搅拌桩墙。在进行工法桩施工中，利用多轴钻掘搅拌机开挖至设计深度，然后喷射强化剂与土体搅拌，在强化剂与土体的混合料凝固前，将“H”型钢插进水泥搅拌桩之中，提高桩体的荷载承受能力。H型钢的作用是与搅拌桩成为一体，H型钢只要承担围护结构背后土体的水土压力，搅拌桩主要起到止水作用，由于插入H型钢，桩体的强钢度都提高，且搅拌桩相互咬合形成闭合的墙体，可视作壁式地下墙。H型钢现已实现拔除回收[2]。由于桩体连续，形成了地下墙，在强度和刚度上都要优于深层搅拌桩，但是这种深基坑支护技术需要投入更多的材料，成本相对较高，适用于土质脆弱地区的基坑支护作业。
（三）土钉墙
土钉墙是基坑开挖支护中应用较多的方式，对于大部分基坑具有良好的适用性。这种支护技术主要通过喷射混凝土形成护面墙，将深基坑边坡整体包裹起来，不仅具备一定的应力抵抗能力，同时还能够提高边坡的自稳能力。土钉墙的施工中，首先需要在支护的边坡上设置土钉，然后进行钢筋网片的安装，在完成安装工作后，利用喷射混凝土在边坡表面形成混凝土墙面，达到维护边坡稳定性的目的。土钉墙施工速度快，适用于边坡形状不规则，面积较小无法使用其他支护技术且具备一定自稳能力的深基坑。由于土钉墙自身的边坡加固不强能力不足，在含水量较大和淤泥土质的基坑中，应用效果不好，需要慎重选择[3]。
（四）排桩
排桩支护是深基坑支护作业中较为复杂的一种支护形式。这种支护工艺包括了支护桩、防渗帷幕、支撑结构等。根据市政工程深基坑的实际情况，可以选择不同形式的排桩支护方式灵活组合，到达边坡防护目的。排桩的不同组合能够形成功能不同的支护体系。对于含水量较大的土体，可以设置止水帷幕，对于稳定差的边坡，可以采用排桩地下连续墙等。在进行排桩施工中，由于桩体施工工艺的不同，排桩之间的距离也存在一定的差异。例如，在采用灌注桩时，桩矩在0.5m以上，并且能够保证具备混凝土灌注的作业空间。使用锚杆式排桩时，可以根据深基坑边坡的地质状态进行调整，通过控制锚杆的间距、长度、倾斜角等指标，调整围护结构的强度和性能，使其能够达到最佳的支护状态。总之，排桩施工受到基坑实际情况影响较大，灵活性较高，可以适用于大部分深基坑支护工程。
（五）帷幕墙
帷幕墙施工需要使用特殊的钻杆进行施工，当钻杆达到设计深度之后，将钻杆直接从基底逐渐向上提出，在提出钻杆的过程中，钻杆顶端的喷嘴通过旋转喷射水泥浆液，形成水泥桩[4]。通过密集设置水泥桩，将桩体连接在一起，成为帷幕墙。这种帷幕结构不仅可以加固边坡土体，还能够具备一定的防渗能力，与深层搅拌桩一样是重力式挡土墙，但是二者的施工工艺不同。帷幕墙可以在较为狭小的区域中进行作业，对于作业环境复杂，施工作业面狭窄的地区有着非常好的适用性。
三、深基坑支护技术的选择分析
（一）经济因素
深基坑支护作业中，选择何种支护作业技术对于基坑支护的稳定性和安全性影响非常巨大。因此，确定深基坑支护方案是影响施工质量和管理的关键问题。基坑支护技术选择时，首先需要考虑经济因素[5]。对于同一基坑支护项目，多种施工工艺均能够达到需要的支护效果，但是由于工艺和材料的不同，施工成本也存在较大的差异。一些支护技术施工便捷、边坡稳定性好，但是成本较高，不符合施工单位的效益需求。施工单位出于对自身成本的考虑，往往选择经济效益最大化的方案。在方案的选择上，根据边坡支护的等级要求，筛选出符合支护稳定性的方案，然后在成本较低的方案中进行比选。
（二）施工因素
施工因素也是决定边坡支护技术选择的主要因素。在众多施工成本符合施工单位需求的支护技术中，一些支护技术由于工艺的不同，可能需要较大的作业面，或者对施工环境因素和地质土体要求较高。例如，台阶开挖方法投入成本最低，但是需要的施工场地非常大，大部分城市基坑施工往往不具备作业条件。选择土钉墙支护方式，需要考虑施工边坡的土体性质，土钉墙在淤泥质土和含水过高的土壤中并不适用，不仅边坡加固效果不好，还会给边坡造成额外的荷载，导致稳定性降低。所以，在支护技术的选择中，施工因素是非常关键的，施工单位需要结合城市地质水文情况和地勘报告，选择具备最佳支护效果的施工技术，结合施工成本控制，综合考量。
（三）随机因素
随机因素属于偶然性的影响因素。在市政深基坑施工中，基坑支护往往需要考虑不同因素的干扰和影响。例如在雨季施工中，由于降水量急剧增加，会导致边坡土体的稳定性降低，原本的确定的支护方案可能会不适应雨季的基坑边坡防护能力，就需要结合雨季施工特点，重新选择边坡支护方式。除此之外，边坡开挖的形状、中途发生变更等，都会影响边坡支护类型的选择[6]。总之，支护方式选择需要以安全性和稳定性为前提，结合工程成本、施工因素和随机出现的干扰因素，选择最佳的边坡支护方案。
四、深基坑支护施工的技术要点
（一）选择最佳的支护结构
在基坑支护结构的选择上，首先要满足基坑支护结构的强度与刚度。尤其是对于基坑周围环境复杂的工程，需要基坑支护结构完成后，土体变形量控制在最低范围内。其次，支护结构需要满足抗渗要求，在地下水丰富的区域，能够发挥出出色的性能。所以在基坑支护结构选择上，可以灵活选择支护结构进行组合，在满足基坑稳定性需求上，结合施工成本，选择成本最低，支护效果最佳的方案。例如，在有限的施工空间下，单排搅拌桩支护结构强刚度不能满足要求，需要三排、四排、甚至多排搅拌桩，有限的空间限制了多排桩结构，需要选用单排搅拌桩与其他支护结构组合满足基坑支护要求。如使用内排桩为SMW工法桩，外排桩为搅拌桩的支护形式。经验算后，既满足强刚度要求、变形要求，也满足抗渗要求，另外水泥搅拌桩施工周期长，还会造成严重的环境污染，需要等待28天达到强度后才能开挖土方，在选用支护结构的形式还需考虑工期等因素的影响。
（二）做好基坑变形监测
在基坑支护施工中，需要对基坑的变形情况进行实时监测[7]。经由专业监控量测的单位编制基坑变形检测方案，方案经建设、建立及设计单位审查批准后方可实施。方案中要明确在基坑施工的监测项目、危险预警值、监测点的布置位置等。并且将监测到的数据按照一定的周期上报给监理单位和建设单位，使参建各方能够及时掌握深基坑施工的动向。尤其是基坑周围存在建筑物，具有较大的荷载的工程，要根据实际情况，提高监测力度，一旦数值达到警戒线，必须立刻停止深基坑的施工作业，寻找原因加以解决，然后才能够恢复施工。在基坑的变形监测中，需要使用高精度的测量设备，同时保证监测数据真实有效，杜绝深基坑作业安全风险。
（三）基坑降排水处理
在深基坑支护作业中，水是影响基坑稳定性的主要因素。因此，基坑的降排水是施工过程中需要重点控制的内容。深基坑作业降排水主要包括基坑顶部的排水设施设置和基坑底部的降水措施[8]。通过降排水为基坑施工提供适宜作业的干环境。基坑顶部的排水措施主要有在基坑顶部砌筑挡水矮墙，防止地表水流入基坑。在矮墙周围需要设置相应的排水沟，同时安排专人看管，确保水道通畅，不会发生基坑灌水的情况，排水设施如图1所示。对于地下水位较高的基坑，往往会出现基坑底部渗水的情况，此时需要在基坑底部最低处设置集水井，将基坑底部积水收集，利用水泵排除，保持基坑底部干燥，夯实后施作混凝土垫层。除此之外，为了保障边坡的稳定性，支护结构需要设置一定的数量的泄水孔，防止水流在支护结构背面存积。水流通过泄水孔进入基坑底部的集水井，一并排入基坑顶部的排水沟，达到基坑降排水的目的。
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图1：深基坑排水设施
（四）施工现场安全管理措施
深基坑施工的安全管理非常重要。基坑支护作业不仅仅需要对基坑变形进行监测，同时还需要对施工过程的安全进行管理。在基坑开挖过程中，需要时刻注意边坡状态，防止开挖扰动土体，发生滑塌事故[9]。在进行基坑支护和坑底作业时，作业人员严禁在坑底休息，同时基坑顶部需要安排专人进行管理，防止出现坑顶坠物情况。在基坑开挖及支护完成后，工人进入基坑施工时，需要佩戴安全防护用品，同时做好安全技术交底，一旦在施工中发现安全隐患，立即停止施工，直至隐患排除。基坑顶部需要设置围栏、防护网及上下爬梯等安全设施，爬梯需要满足坑底人员快速撤离需要，当人员作业过程中发现基坑出现形变等异常情况时，应立即停止作业，及时撤离。
（五）既有地下设施的管理
由于城市地下管线分布复杂，市政深基坑作业往往会涉及既有地下设施的交叉作业。其中包括城市污水和给水管道、电力通信管道、国防光缆等。为了保证基坑施工过程对地下既有管线设施不造成破坏，施工单位在进行城市深基坑地下作业前，应严格遵守“六个100%”原则，即100%查明地下管线分布情况、100%签署地下管线保护协议、100%制定地下管线保护方案、100%配备专职管线工程师、100%实施“动土令”制度、100%做好作业技术交底。对于无法避开的管网和线路，需要与相关地下管线的产权单位进行协调，进行线路支护加固或迁移，防止施工过程中造成既有地下管线设施的破坏，给施工单位造成经济损失。
结束语
综上所述，市政深基坑施工由于在城市内部进行作业，开挖及支护安全是重中之重。而且城市施工作业环境复杂，基坑支护又受到区域环境和社会因素的干扰，施工难度非常大。施工单位需要结合工程特点，选择符合项目需求的基坑支护技术，严格管控基坑支护的施工要点，做好变形监测、基坑降排水和既有地下工程交叉作业的管理，提高市政深基坑支护作业的安全性。
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