一、引言

现代建筑施工中，深基坑工程具有开挖深、地质复杂、周边环境敏感等特点。深基坑支护结构需承受土压力、水压力等荷载，控制基坑变形以保护周边设施安全，因此优化设计与采用先进施工技术是工程顺利进行的重要前提。近年来，支护结构形式愈发多样，如何依实际情况选合适结构并优化设计，是工程技术人员的重要课题，且施工中技术控制至关重要，稍有疏忽可能引发安全事故，造成重大损失。

二、深基坑支护结构设计原则与影响因素

（一）设计原则

深基坑支护结构的设计应遵循安全可靠、经济合理、施工便捷的原则。安全可靠是首要原则，支护结构必须具备足够的强度、刚度和稳定性，能够抵御各种荷载的作用，确保基坑开挖过程中不发生失稳、坍塌等事故，同时保证周边环境的安全。经济合理要求在满足安全要求的前提下，尽可能降低工程造价，选择性价比高的支护结构形式和材料。施工便捷则考虑支护结构的施工工艺是否简单易行，能否适应现场的施工条件，缩短施工工期。

（二）影响因素

地质条件是影响深基坑支护结构设计的关键因素，涵盖土壤类型、土层分布、物理力学性质及地下水位等，不同地质条件对支护结构受力和变形影响显著，如软土地区需采用刚度较大的支护结构以应对低承载力及易产生的沉降和侧向位移。周边环境也至关重要，包括周边建筑物、地下管线、道路等设施的分布与状况，若周边有重要设施，需严格控制基坑变形，且道路交通荷载会产生附加应力，设计时需考虑。基坑开挖深度和尺寸直接决定支护结构所承受荷载的大小与分布，开挖越深，土压力和水压力越大，对结构强度和刚度要求越高，不规则基坑还可能出现应力集中。施工条件同样不可忽视，施工场地大小、设备能力、施工季节等都会影响支护结构的施工工艺选择，如雨季施工需做好排水措施。

三、深基坑支护结构的优化设计方法

（一）支护结构类型的合理选择

深基坑支护结构类型的选择需结合工程实际情况，常见类型各有适用范围与特点。土钉墙施工简便、造价低、工期短，适用于地下水位较低、土质较好且开挖深度不大于12m的基坑；排桩刚度大、承载力高、适用范围广，可根据基坑深度和周边环境选择悬臂式、锚杆式或内支撑式等形式；地下连续墙刚度大、防渗性能好、对周边环境影响小，适用于地质复杂、地下水位高、周边环境敏感的深基坑，但施工成本高、工艺复杂；钢板桩施工速度快、可重复使用，适用于软土、淤泥质土等地质，不过刚度小、支护深度有限，施工时易产生噪声和振动。

（二）参数优化

确定支护结构类型后，需对相关参数进行优化以实现安全与经济的平衡。对于桩径和桩长，其直接影响排桩的承载力和刚度，应依据基坑开挖深度、地质条件等通过计算确定；桩间距过大会降低整体刚度，过小则增加成本，通常取桩径的2-3倍；锚杆的长度、角度和拉力是关键参数，长度需确保锚固在稳定土层，角度一般为15°-30°，拉力需经计算确定以提供足够锚固力，通过这些参数的合理设定，保障支护结构性能。

（三）数值模拟与优化分析

随着计算机技术发展，数值模拟在深基坑支护优化中应用广泛。借助ANSYS、FLAC3D等软件建立模型，可模拟基坑开挖时支护结构的受力和变形，且能考虑土体非线性特性及结构与土体相互作用，结果较为准确。在此基础上，通过改变桩径、桩长、锚杆长度等参数，分析其对支护效果的影响，进而找到最优设计方案，为支护结构优化提供科学依据。

四、深基坑支护结构的施工技术要点

（一）施工前的准备工作

①地质勘察：施工前应进行详细的地质勘察，查明基坑周边的地质条件、地下水位、周边建筑物和地下管线的分布情况等，为支护结构的设计和施工提供准确的地质资料。②施工方案编制：根据地质勘察资料和工程设计要求，编制详细的施工方案，包括支护结构的施工工艺、施工顺序、质量控制措施、安全保障措施等。施工方案应经过专家论证，确保其可行性和安全性。③场地平整与排水：清理施工场地内的障碍物，平整场地，为施工设备的进场和安装创造条件。同时，做好排水工作，设置排水明沟和集水井，及时排除场地内的积水，防止雨水和地下水对基坑施工造成影响。

（二）支护结构施工技术

①土钉墙施工：土钉墙施工包括土钉钻孔、土钉制作与安装、喷射混凝土面层施工等环节。土钉钻孔应采用专用钻孔设备，确保钻孔的直径、深度和角度符合设计要求；土钉制作应严格按照设计图纸进行，确保土钉的长度、直径和材质符合要求；喷射混凝土面层施工应分层喷射，确保混凝土的强度和厚度符合设计要求，表面平整光滑。②排桩施工：排桩施工包括灌注桩施工和预制桩施工。灌注桩施工应采用钻孔灌注桩或挖孔灌注桩等工艺，确保桩的垂直度、桩径和桩长符合设计要求，钢筋笼的制作和安装应符合规范规定；预制桩施工应采用打桩机将预制桩打入地下，确保桩的入土深度和垂直度符合要求，桩与桩之间的连接应牢固可靠。③地下连续墙施工：地下连续墙施工包括导墙施工、成槽施工、钢筋笼制作与吊装、混凝土浇筑等环节。导墙施工应保证其强度和刚度，为成槽施工提供导向；成槽施工应采用专用成槽设备，确保槽段的垂直度、深度和宽度符合要求；钢筋笼制作与吊装应严格按照设计要求进行，确保钢筋笼的尺寸和位置准确；混凝土浇筑应连续进行，确保混凝土的密实度和强度。

（三）基坑开挖与支护协同施工

基坑开挖应与支护结构施工紧密配合，遵循“分层开挖、分层支护、限时开挖、限时支护”的原则。在开挖过程中，应根据支护结构的施工进度和基坑的变形情况，合理控制开挖速度和开挖深度，避免超挖。同时，应及时进行支护结构的施工，确保支护结构能够及时发挥作用，控制基坑变形。

五、深基坑支护结构施工质量控制措施

六、结论与展望

深基坑支护结构的优化设计与施工技术是建筑施工中的重要环节，直接关系到工程的质量、安全和经济性。通过合理选择支护结构类型、优化设计参数、采用先进的施工技术和严格的质量控制措施，可以有效提高深基坑支护结构的安全性和经济性，确保工程的顺利进行。随着科技的不断进步，深基坑支护结构的设计与施工技术也将不断发展。未来，应加强对新型支护结构材料和施工工艺的研究，推广应用智能化监测技术，提高深基坑工程的设计水平和施工质量，为城市化建设提供更加可靠的技术支持。

参考文献

[1]周波.房屋建筑深基坑支护承压结构施工技术研究[J].中国建筑金属结构,2025,24(13):87-89.

[2]廖国潮.高层建筑施工中深基坑支护技术的实践分析[J].中国建筑装饰装修,2025,(13):160-162.

[3]彭小琦.建筑市政工程深基坑施工技术措施研究[J].城市建设理论研究(电子版),2025,(18):205-207.