1.基坑开挖概念及技术分类 

基坑是指为修建地下部分而挖掘的地面以下的空间，通常包括地下室、地下车库等。基坑开挖是按照设计要求在施工现场挖掘出符合尺寸和形状的基坑的过程，涉及土方量大、施工周期长、环境影响大等特点。基坑开挖技术主要分为明挖法和暗挖法：明挖法适用于浅基坑和开阔地段，而暗挖法适用于深基坑和地面有限空间。常见的基坑开挖技术包括机械开挖法、爆破开挖法和人工作业法。机械开挖法使用挖掘机、推土机等设备，适用于大面积、浅基坑的开挖；爆破开挖法通过爆破技术破碎岩石或硬土层，适用于岩石层或坚硬土层的开挖；人工作业法使用人工配合机械进行细部挖掘和修整，适用于精细作业和狭小空间^[1]。

2.基坑支护概念及技术分类

基坑支护是指在基坑开挖过程中，为防止基坑坍塌和保证施工安全，采取的各种临时性或永久性支护措施。其主要目的是保证基坑的稳定性，防止土体位移和地下水渗漏，确保周边建筑物和设施的安全。主要的基坑支护技术包括桩基础支护、土钉墙支护、连续墙支护和高压旋喷桩技术，每种技术在适用范围和施工特点上各有不同。其中桩基础支护是一种常见的支护方式，通过打入或灌注桩基，形成稳定的支撑结构。常用的桩基础材料包括钢管桩和混凝土桩，适用于深基坑和软土层环境。这种技术能够承受较大的垂直荷载和水平荷载，保证基坑侧壁的稳定性。土钉墙支护则是在基坑侧壁上打入土钉，并结合喷射混凝土形成支护结构。土钉墙支护技术适用于中浅基坑和黏性土地区，施工过程较为灵活，能够较好地适应各种复杂地质条件。土钉墙支护不仅可以有效防止土体滑动，还能够对基坑侧壁提供必要的加固作用。连续墙支护技术是通过在基坑周围施工连续的钢筋混凝土墙体，形成封闭的支护结构。连续墙支护适用于深基坑和地下水位较高的区域，能够有效防止地下水渗漏，保持基坑内部的干燥环境。高压旋喷桩技术是一种新型的支护技术，通过高压旋喷设备将水泥浆液注入土体中，形成固结体，提高土体强度和稳定性。高压旋喷桩适用于软弱地基和地下水丰富地区，施工过程能够快速完成，且对周边环境影响较小^[2]。各类基坑支护技术在工程实践中根据具体的地质条件和工程要求进行选择和组合，确保基坑施工的安全和稳定。

3.项目概况

位于长沙市的一个新小区中，10号住宅楼覆盖面积为8445.8平方米，结构包括一层地下室和25层地上建筑。地下室用作车库，地上建筑的每层标高为2.83米，整栋建筑总高达70.75米。该住宅楼采用浮筏式基础，最深挖掘深度为7.6米，土层结构中，顶部为杂填土，中间为粉状粘土，底部则为常规粘土。在进行基坑挖掘时，为了确保挖掘边坡的稳固以及防止基坑积水和渗水问题，实施了采用高压旋喷桩的支护措施。

4.高层建筑工程基坑开挖技术

4.1施工准备

在该建设项目开展基坑挖掘工作前，施工团队需完成以下准备工作：（1）技术上的准备，团队成员需熟练掌握设计与施工图纸，并完成技术说明会，进行技术交底。（2）场地的准备，依据施工图纸确定施工边界，并对场地进行整平和测量标定。同时，围绕基坑设置监测站点以跟踪和记录任何位移或形变情况，若记录到显著变形，需立即暂停工作。（3）资源的准备，对于基坑挖掘所需的人员、设备及材料进行严格检查。对工人实施岗前安全教育，对设备和材料进行质量检验，确保设备状态优良且材料符合标准。

4.2 土方挖掘

在完成所有初步准备工作之后，就可以开始进行基坑的挖掘，详细流程展示在图1中。

图1 基坑开挖流程

该工程的基坑挖掘分为两个主要阶段：首先，进行大面积的土方挖掘，从西向东逐步推进，实行1:0.8的斜坡比例，直到挖到距离预定高程30厘米的位置，以避免过度挖掘。此阶段使用挖掘机进行土壤的挖掘，并通过土方车辆将挖出的土壤运送至预定的废土场；其次，进入基槽挖掘阶段，利用小型挖掘机和人工共同移除剩余的30厘米土层，确保基坑底部平整，并使基坑深度与设计高程精确对齐。接着，依据施工图纸指导在坑底进行基槽的进一步挖掘。在进行基坑挖掘的同时，施工团队在坡顶安装安全防护栏，增强作业区的安全保障。为了有效管理雨水和地表水，施工区内侧距离防护栏50厘米的位置设有一条宽度300毫米、深度200毫米且坡度为5‰的明渠，用来引导水流。此外，在排水系统的终点，设立一个直径100厘米、深度1500厘米的集水井，用于收集和存储地表水。挖掘完成的土方需要根据表1的标准进行验收，确保质量符合要求^[3]。

表1 土方开挖质量的检验标准

4.3 人工整平与垫层浇筑

在基坑挖至指定高程并清除内部所有剩余土壤之后，需要仔细检查坡面和坑底的平整度。对于那些局部凹凸不均的区域，应采取“平顶填低”策略进行调整。接着，依照水泥、砂和水的重量比例1:5:1配制水泥砂浆。此砂浆将被倾倒于基坑的底板，形成一层10厘米厚的垫层，此层不仅增强了结构的稳固性，还具有防止水渗透的功能。在基坑的侧壁上，距离底部2米的高度处，安装一系列1.0米长的排水管。这些排水管中有80厘米深嵌入侧壁内，外露20厘米。排水管之间保持5米的间距，能够有效地引导坡体内的雨水流出，及时排除，从而降低土体水分含量，预防滑坡的风险。

5．高层建筑工程基坑支护技术

5.1 选择基坑支护方案

基坑挖掘完成后，裸露的侧壁会承受来自顶部和侧向的土体压力。在没有加固的情况下，基坑的侧壁在遭遇干扰或降雨之后，有可能会发生滑坡，这对坑内的设备和人员安全构成严重威胁。为了防止这种情况，必须实施临时的支护措施。根据历史施工经验，一些常见的基坑支护方法包括采用土钉墙、钢板桩或地下连续墙等技术。

考虑到该项目地区的喀斯特地形特征和丰富的地下水资源，支护系统需要同时具备防渗和加固的功能。经过全面的评估和比较，选择了高压旋喷桩技术作为基坑支护方案。这种技术通过高压旋转喷嘴将水泥浆以高速喷射入土中，使水泥浆与土壤混合，形成加固的水泥体。这种方法不仅有效地结合了支护和防水功能，还具有占用空间小、噪音低、对环境影响小等多种优点。高压旋喷桩的施工流程展示在图2中。

图2 高压旋喷桩施工流程

5.2 高压旋喷桩支护施工

5.2.1 施工前的准备

在采用高压旋喷注浆法施工中，所需材料包括水泥和水，本项目选用P.042.5型水泥和市政供水。为提升成桩质量，还加入了少许速凝剂。在设备方面，采用JLXP-120型履带式高压旋喷桩机，具体参数详见表2。此外，施工还需要钢尺、测斜仪、流量计等测量工具。

表2 JLXP-120型高压旋喷桩机基本参数

5.2.2 场地整理与放线测量

施工前，工作人员需清除现场所有障碍，确保地面平坦。依照施工设计图，进行精确的放线测量，设定基准线、主轴线、水平基点及桩位。设备到场后进行状态检查，确认设备状态良好，便开始进行钻孔作业。

5.2.3 钻孔作业

操作钻机时，需将钻头对准预定孔位，并确保与作业面垂直。为保证水泥浆喷射时可以顺畅返浆，钻头直径应比喷射管外径大30毫米。项目中采用粘土泥浆护壁技术，其密度为1.1g/cm3，既可以保护孔壁不坍塌，也有助于减少钻进阻力和防止钻头过热。钻进过程中，工作人员需密切监控孔深、垂直度等关键参数，并进行详细记录。考虑到孔底可能有沉渣残留，实际钻孔深度应比开喷深度多出50厘米，以确保喷嘴与孔底保持适当距离。达到设计深度后，通过泥浆置换法清理孔底泥渣，并进行成孔质量检测^[4]。若发现任何参数不符合标准，该孔需视为废弃，进行回填并重新确定桩位进行钻孔。符合标准的孔口需及时加盖，防止杂质进入。

5.2.4搅拌和制浆

为缩短施工周期并提升工作效率，在下放喷射管的同时，施工团队也会进行浆液的制备，确保即配即用，从而增强注浆的加固效果。本项目中，制备浆液采用的是水泥与水1:1的比例，并加入少量添加剂（例如速凝剂）以加快凝结速度。搅拌完成后的浆液需先过筛才能放入高压旋喷桩机的料斗中。未用完的浆液可暂存于储浆池中，但存放时间不宜超过2.5小时。鉴于项目施工是在夏季进行，高温环境下，现场已搭设遮阳棚来进行防晒和降温，以保证浆液的温度低于40℃^[5]。

5.2.5高压旋转注浆技术

为了增强高压旋转桩在基坑支持中的作用，本项工作需自底向上不断进行。在此项目中，我们采用了双喷嘴配置。在将注浆管沉至预定深度后，开启地面的高压旋转桩设备，并设定相关参数（如表3所示），随后开始注入水、气和浆料。施工现场的工作人员需紧密监控孔口状况，一旦观察到浆料从孔口流出，便开始提升喷嘴。在本项目中，旋转喷射的参数被设定为180度，确保双喷嘴能够在360度的范围内均匀切割土壤，从而形成更加坚固的桩体，增强对基坑的支持效果。喷嘴以150mm/min的速度稳定上升，同时在旋喷过程中持续监控喷射方向，对偏离的喷射方向进行实时调整。

表3 高压旋喷注浆参数

5.2.6桩体养护过程

喷头在达到设计的高度后停止喷射，并将注浆管抽出，转移到下一个钻孔位置，按照前述步骤继续执行下一根高压旋转桩的施工，直到所有桩都已完成。每根桩的施工完成后，立即开始养护程序。随着浆料的硬化，桩顶可能会有一定的下降，此时需要进行回填，直至孔口处的浆面不再有下沉现象。桩体养护期间，需定期检查桩的质量，确保其达到表4中的标准要求。

表4 高压旋喷桩质量检查标准

6.未来基坑开挖与支护施工技术发展趋势

随着科技的发展，基坑开挖与支护施工技术也在不断进步。未来，智能化和信息化技术将在基坑开挖与支护施工中得到更广泛的应用。例如，利用物联网技术对基坑进行实时监测，利用大数据分析优化支护结构设计，利用无人机进行施工现场管理等，这些新技术的应用将进一步提高基坑开挖与支护施工的安全性、效率和质量。

结束语

综上所述，基坑开挖与支护施工技术在高层建筑工程中的应用至关重要。通过对某高层住宅项目的具体案例分析，我们可以看到科学的基坑开挖方法与先进的支护技术是确保工程质量和安全的关键。项目实施过程中，施工团队严格按照规范进行土方挖掘和支护施工，不仅有效地解决了基坑稳定性问题，还实现了良好的经济效益和社会效益。尤其是在面对复杂的地质条件和地下水资源丰富的环境时，选用高压旋喷桩技术显著提高了支护的效果和施工效率。未来，随着技术的不断进步，基坑开挖与支护施工技术将继续在高层建筑工程中发挥不可替代的作用，为城市建设提供坚实的技术保障。

参考文献

[1]孟娟萍.高层建筑工程中基坑开挖与支护施工技术的运用[J].科学技术创新,2024,(11):181-184.

[2]陈少琴.某建筑工程地下室基坑开挖及支护技术要点分析[J].四川水泥,2023,(11):195-197.

[3]曹国意.建筑工程深基坑开挖支护施工技术研究[J].工程建设与设计,2022,(24):135-137.

[4]余小明.建筑工程中深基坑开挖与支护施工技术[J].四川建材,2019,45(02):245+247.