深基坑工程的支護(hù)

李蘭玲

（海南交通工程監(jiān)理公司，海南 ?？?570206）

1 工程概況

基坑支護(hù)工程的內(nèi)容一般包括以下幾點(diǎn)。

1.1 巖土工程勘察與工程調(diào)查。確定巖土參數(shù)與地下水參數(shù)；測(cè)定臨近建筑物、周圍地下埋設(shè)物（管道、電纜、光纜等）、城市道路等工程設(shè)施的工作現(xiàn)狀并對(duì)其隨地層位移的限值作出分析。

1.2 支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。包括擋土墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)（如連續(xù)墻、柱列式灌注樁擋墻）、支撐體系（入內(nèi)支撐、錨桿）以及土體加固等；支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)必須與施工基坑工程的施工方案緊密結(jié)合，需要考慮的主要依據(jù)有；當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)，土體和地下水狀況，四周環(huán)境安全允許的地層變形限值，可提供的設(shè)施與施工場(chǎng)地，工期與造價(jià)等。

1.3 基坑開挖與支護(hù)的施工。包括土方工程、工程降水和工程的施工組織設(shè)計(jì)與實(shí)施。

1.4 地層位移預(yù)測(cè)與周邊工程保護(hù)。地層位移既取決與土體和支護(hù)結(jié)構(gòu)的性能與地下水的變化，也取決于施工工序和施工過程。如預(yù)測(cè)的變形超過允許值，應(yīng)修改支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工方案，必須要對(duì)周邊的重要工程設(shè)施采取保護(hù)或加固措施。

1.5 施工現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)與監(jiān)控。根據(jù)監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)和信息，必要時(shí)進(jìn)行反饋設(shè)計(jì)，信息化指導(dǎo)下一步的施工。

2 深坑支護(hù)的技術(shù)

現(xiàn)代大城市的高層建筑具有深、打的特點(diǎn)，挖深一般在15～20m之間，寬度與長度達(dá)100m。基坑臨近多有建筑物、道路和管線，施工場(chǎng)地?fù)頂D，在環(huán)境安全上又有很高的要求，所以過去對(duì)基坑支護(hù)的選型比較單一，基本上均采用柱列式灌注樁擋墻或連續(xù)墻作為維護(hù)結(jié)構(gòu)，當(dāng)用明挖法施工時(shí)照采用多道支撐（多道內(nèi)支撐或多道背拉錨桿）。其他的支護(hù)形式如國內(nèi)外廣為應(yīng)用的鋼板擋土墻或樁板（分離式工字鋼加襯板）擋墻由于剛度較弱、易透水以及打樁震動(dòng)和擠土效應(yīng)對(duì)城市環(huán)境的危害，已很少用于建筑深基坑這類很深的基坑中。但是近年來興起的土頂支護(hù)尤其是復(fù)合土釘支護(hù)，在適合的地質(zhì)條件下有望成為建筑深基坑的選型，而逆作法施工在國內(nèi)已日益趨成熟。

2.1 鋼板樁支護(hù)

鋼板樁支護(hù)是一種施工簡單、投資經(jīng)濟(jì)的支護(hù)方法。它由鋼板樁、錨拉桿（或內(nèi)支撐、錨碇結(jié)構(gòu)、腰梁等）組成。由于鋼板樁本身柔性較大，如支撐或錨拉系統(tǒng)設(shè)置不當(dāng)，其變形會(huì)很大。基坑深度達(dá)7m 以上的軟土地層，基坑不宜采用鋼板樁支護(hù)除非設(shè)置多層支撐或錨拉桿。

2.2 地下連續(xù)墻支護(hù)

地下連續(xù)墻支護(hù)是用特制的挖槽機(jī)械，在泥漿護(hù)壁的情況下開挖一定的深度溝槽，然后吊放鋼筋籠，澆筑混凝土。地下連續(xù)墻的形式多種多樣，一般集檔土、承重、截水和防身于一體，并兼做地下室外墻。其不足之外是要用專用設(shè)備施工，單體施工造價(jià)高。對(duì)各種地質(zhì)條件及復(fù)雜的施工環(huán)境適應(yīng)能力較強(qiáng)。施工不必放坡，不用支撐，國內(nèi)地下連續(xù)墻的深度達(dá)36m，壁厚1m。

2.3 排樁支護(hù)

排樁支護(hù)是指列隊(duì)式間隔布置鋼筋混凝土挖孔、鉆（沖）孔灌注樁，作為主要的擋土結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)形式可分為懸臂式支護(hù)或單錨桿、多錨桿結(jié)構(gòu)，布樁形式可分為單排或雙排布置。懸臂式支護(hù)適用于開挖深度不超過10m粘土層不超過8m 砂性土層，以及不超過5m的淤泥質(zhì)土層。

2.4 深層攪拌支護(hù)

深層攪拌支護(hù)是利用水泥作為固化劑，采用機(jī)械攪拌，將固化劑和軟土劑強(qiáng)制拌合，是固化劑是軟土劑之間產(chǎn)生一系列物理化學(xué)反應(yīng)而逐步硬化，形成具有整體性、水穩(wěn)定性和一定強(qiáng)度的水泥土擋墻，作為支護(hù)結(jié)構(gòu)，適用于淤泥、淤泥質(zhì)土、粘土、粉質(zhì)粘土、粉土、素填土等土層，基坑開挖深度不宜大于6m。對(duì)有機(jī)質(zhì)土、泥炭質(zhì)土。宜通過試驗(yàn)確定。

2.5 土釘支護(hù)

土釘支護(hù)使用于土體開挖和邊坡穩(wěn)定的一種新的檔土技術(shù)，由于經(jīng)濟(jì)、可靠且施工快速簡便，已在我國得到迅速推廣和應(yīng)用。土釘是用來加固現(xiàn)場(chǎng)原位土體的細(xì)長桿件。通常采用鉆孔，放入變形鋼筋并沿孔全長注漿的方法做成。他依靠與土體之間的粘結(jié)力或摩擦力，在土體發(fā)生變形時(shí)被動(dòng)承受拉力作用。它由密集的土釘群、被加固的土體、噴射混凝土面層形成支護(hù)體系。由于隨挖隨支，能有效地保持土體強(qiáng)度，減少土體的擾動(dòng)和弱膠結(jié)砂土，開挖深度為5～10m的基坑支護(hù)。土體墻不適用于含水豐富的粉細(xì)砂層、沙礫卵石層、飽和軟弱土層。不適用于變形有嚴(yán)格要求的基坑支護(hù)。

2.6 錨桿或噴錨支護(hù)

錨桿與土釘墻支護(hù)很相似，將錨桿錨入穩(wěn)定土中，外端與支護(hù)結(jié)構(gòu)連接用以圍護(hù)基坑穩(wěn)定的受拉桿件，并施加預(yù)應(yīng)力。支護(hù)體噴射混凝土稱噴錨支護(hù)。錨桿可與排樁、地下連續(xù)墻、土釘墻或其他支護(hù)結(jié)構(gòu)聯(lián)合使用，不宜用于有機(jī)質(zhì)土，液限大于50%的粘土層及相對(duì)密度小于0.3的砂土。

2.7 拱圈支護(hù)結(jié)構(gòu)

拱圈分閉合拱和非閉合拱，拱圈形式包括圓拱、橢拱和二次曲線拱。這種拱圈檔土能承受水平方向的土壓力，因拱的內(nèi)力以受壓為主，彎矩很小，能充分發(fā)揮混凝土抗壓強(qiáng)度高的特性，施工方便，節(jié)省工期。施工場(chǎng)地要適合拱圈布置，構(gòu)造應(yīng)符合圓環(huán)受力的特點(diǎn)，拱腳的穩(wěn)定性應(yīng)予以足夠重視，并有可靠的保證措施。

2.8 逆作法

逆作法按施工不同程序可分為全逆作法、半逆作法或部分逆作法，它以地下各層的梁板作支撐，自上而下施工，使擋土結(jié)構(gòu)變形較小，節(jié)省臨時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)。適用于較深基坑，對(duì)周邊變形有嚴(yán)格要求的基坑，要預(yù)先做好施工組織方案，及各結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)的處理。

3 深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)方案優(yōu)選

深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與施工不同與上部結(jié)構(gòu)，除地基土類別不同外，地下水位的高低、土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)以及周邊環(huán)境條件等，都直接與支護(hù)結(jié)構(gòu)的選型有關(guān)。支護(hù)結(jié)構(gòu)型式選擇的合理，就能做到安全可靠、施工順利、縮短工期，帶來可觀的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益，可見支護(hù)結(jié)構(gòu)形式的優(yōu)化選擇是基坑支護(hù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。一般而言，深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方案的優(yōu)選宜遵從下圖流程進(jìn)行。放坡無支護(hù)開挖——復(fù)合支護(hù)方案（上部放坡下部土釘）——土釘——復(fù)合支護(hù)方案（上部土釘下部樁）。

此外為達(dá)到方案的最優(yōu)化，有事根據(jù)地層土質(zhì)的變化、基坑周圍環(huán)境，也可采用更靈活的組合支護(hù)方案，入內(nèi)支撐+錨桿、單排樁+雙排樁。

4 結(jié)論

基坑開挖時(shí)基礎(chǔ)和地下工程施工中一個(gè)古老的傳統(tǒng)課題，同時(shí)又是一個(gè)綜合性的巖土工程難題，既涉及土力學(xué)中的典型強(qiáng)度問題，又包含了變形問題，同時(shí)還涉及到土與支護(hù)結(jié)構(gòu)與共同作用，基坑工程還是實(shí)用性、經(jīng)驗(yàn)性極強(qiáng)的學(xué)科，是隨著土力學(xué)理論、計(jì)算技術(shù)、測(cè)試儀器及施工機(jī)械、施工工藝的進(jìn)步與工程實(shí)踐增加而逐步完善的學(xué)科。筆者相信，隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的持續(xù)高速發(fā)展，依靠工程界、學(xué)術(shù)界的共同努力，我國的深基坑工程設(shè)計(jì)和施工水平必將日益提高，“深基坑工程學(xué)”必將日益完善。

[1]余志成，施文華著.深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)與施工.中國建筑工業(yè)出版社.1997.