綜述基坑支護施工技術

鄒志堅

摘要：高層及多層建筑的地下室、地下商場、地下車庫、地鐵車站等工程施工都會面臨深基坑工程?；又ёo工程的設計與施工，既要保證整個支護結構在施工過程中的安全，又要控制結構和周圍土體的變形，以保證周圍環(huán)境(相鄰建筑物和地下公共設施等)的安全。

關鍵詞：基坑支護施工監(jiān)測

0引言

基坑工程是指在地表以下開挖的一個地下空間及其配套的支護體系，而基坑支護就是為保證基坑開挖、基礎施工的順利進行及基坑周邊環(huán)境的安全，對基坑側壁及周邊環(huán)境采用的支擋、加固與保護措施?；庸こ淌且粋€古老而又具有時代特點的巖土工程課題。既涉及土力學中典型的強度與穩(wěn)定問題，又包含了變形問題，同時還涉及到土與支護結構的共同作用?；又ёo工程的內容主要包括支護結構設計、施工、監(jiān)測和周圍環(huán)境的保護等三個方面.這三個方面是相互聯(lián)系、密不可分的。

1基坑支護設計與方案的選擇

1.1基坑的幾何尺寸：基坑場地的形狀、深度和寬度等。

1.2基坑支護結構所受的荷載：①土壓力、水壓力：②垂直地面超載；③施工動荷載：④維護結構兼做主體結構時的人防和地震荷載(工期長的大型基坑支護工程也要考慮地震荷載)；④鄰近建筑物引起的荷載；⑤其他影響基坑穩(wěn)定的荷載。

1.3基坑場地的工程地質和水文地質情況：①勘測資料報告；②勘探數據測試方法；③地下水情況及分布，地表水水位、承壓水層、承壓氣體。

1.4環(huán)境條件：①基坑施工場地及周圍的地質性質；②基坑周圍建筑物狀況：③基坑周圍交通狀況及水域(河流)狀況；④基坑周圍公用設施分布及地下構筑物管線狀況：⑤基坑所處地質環(huán)境特殊狀況對基坑施工的特殊要求。

2支護結構類型和方案的選擇

支護結構的種類繁多，國內常用的幾種支護結構形式的如下；

2.1擋土灌注排樁或地下連續(xù)墻擋土灌注排樁系以現場灌注樁按隊列式布置組成的支護結構；地下連續(xù)墻系用機械施工方法成槽，在槽內放置鋼筋籠并澆灌混凝土形成地下墻體。

特點：剛度大，抗彎強度高，變形小，適應性強，振動小，噪聲低，但排樁不能止水，連續(xù)墻施工需較多機具設備。

適用條件：①適用于基坑側壁安全等級為一、二、三級；②懸臂式結構在軟土場地中不宜大于sm；③)當地下水位高于基坑底面時，宜采用降水、排樁與水泥土樁組合止水帷幕或采用地下連續(xù)墻；④適用于逆作法施工；⑤變形較大的基坑邊可選用雙排樁。

2.2排樁土層錨桿支護系在穩(wěn)定土層鉆孔，用水泥漿或水泥砂漿將鋼筋與土體粘結在一起拉結排樁擋土。

特點：能與土體結合承受很大拉力，變形小，適應性強，不用大型機械，費用低。

適用條件：①適用于基坑側壁安全等級為一、二、三級；②適用于難以采用支撐的大面積深基坑；③不宜用于地下水大、含有化學腐蝕物的土層和松散軟弱土層。

2.3排樁內支撐支護系在排樁內側設置型鋼或鋼筋混凝土水平支撐，用以支擋基坑側壁進行擋土。

特點：受力合理，易于控制變形；但需大量支撐材料，基坑內施工不便。

適用條件：①適用于基坑側壁安全等級為一、二、三級；②適用于各種不易設置錨桿的較松軟土層及軟土地基；⑧當地下水位高于基坑底面時，宜采用降水措施或采用止水結構。

2.4水泥土墻支護系由水泥土樁相互搭接形成的格柵狀、壁狀等形式的連續(xù)重力式擋土止水墻體。

特點：具有擋土、止水雙重功能；施工機具設備比較簡單：使用材料單一，費用較低。

適用條件：①適用于基坑側壁安全等級為二、三級：②水泥土墻施工范圍內地基土承載力不宜大于150kPa：③基坑深度不宜大于6m；④基坑周圍具備水泥土墻的施工寬度。

2+5逆作拱墻支護系在平面上將支護墻體或排樁成閉合拱形的支護結構。

特點：結構主要承受壓應力，可充分發(fā)揮材料特性，結構截面小，底部不用嵌固，可減少埋深、受力安全可靠，變形小，外形簡單，施工方便，費用低。

2.6鋼板樁系采用特制的型鋼板樁，機械打入地下，構成一道連續(xù)的板墻，作為擋土、擋水圍護結構。

特點：承載力高、剛度大、整體性好、鎖口緊密、水密性強，能適應各種平面形狀和土質，打設方便、施工快速、可回收使用，但需大量鋼材，一次性投資較高。

適用條件：①適用于基坑側壁安全等級為二、三級；②基坑深度不宜大干10m；③地下水位高于基坑底面時，應采取降水或止水措施。

3監(jiān)測

3.1對周邊環(huán)境的監(jiān)護充分了解包括基坑周圍相當于基坑開挖深度的2～3倍范圍內地上的建筑物、高聳塔桿、輸電線纜、古建文物、道路橋梁，以及地下管線、人防、隧道、地鐵等設施和障礙物。如發(fā)現既有建筑物等已有裂損傾斜等情況，應收集其詳細資料，并在必要處做出標記或攝像、繪圖等。然后對調查對象承受地基變形的性能做出分析鑒定，確定應采取的監(jiān)護方法，以及對基坑的影響并在基坑支護設計中加以充分考慮。

3.2開挖過程監(jiān)測對開挖過程實施跟蹤監(jiān)測，并將信息及時反饋，充分掌握支護結構和基坑內外土體移動，隨時調整施工參數，優(yōu)化設計，以確保施工安全安全順利進行。施工監(jiān)測的作用還在于檢驗設計的正確性，并有利于積累資料，為今后改進設計理論和施工技術提供依據。

4存在問題

基坑工程支護技術雖已在全國不同地區(qū)、不同的地質條件下取得了不少成功的經驗，甚至在一些方面達到國際水平，但仍有一些問題需進一步研究和提高，以適應現代化經濟建設的需要。

4.1土體抗剪強度參數c值的確定。盡管c值可以根據標準實驗方法測定，但從理論上說也不一定符合分析方法所需，因為土體的抗剪強度與其受力途徑有很大關系，標準實驗給出的往往是加載過程下的強度指標，而基坑支護中的土體卻是卸載過程下的破壞。

4.2土壓力值的確定。土壓力大小直接影響支護結構的安全度，但要精確計算土壓力目前還十分困難，現在采用的仍是庫侖公式或朗肯公式，其雖然可用于工程，但誤差較大。另外土體物理力學參數的選擇更是一個復雜問題，尤其在深基坑開挖后，參數是可變值，因此很難準確計算出支護結構的實際受力。

近幾年，隨著城市建設快速增長，城市面貌日新月異，城市中設計有高層、超高層建筑不斷增加，城市地下空間的開發(fā)和利用也在逐步加強，主要有人防、地下室基坑開挖深度越來越深，開挖環(huán)境也日趨復雜，設計和施工人員隨時都會遇到新的問題。只要我們積極推進動態(tài)設計和信息化施工技術，加強監(jiān)測力度，促進實測工作，就可以避免基坑工程事故的發(fā)生或降低事故所帶來的損失。同時，通過計算理論的不斷改進，施工工藝的不斷完善，進一步推動我國深基坑支護技術的發(fā)展。