各種水文地質(zhì)條件下深基坑支護技術的應用開發(fā)研究

熊楚軍　葉磊　付彥淞

摘 要 深基坑支護設計的問題在現(xiàn)代建筑、水利、采礦、路橋等工程項目設計中普遍存在，不同地質(zhì)條件下，設計人員要深入了解深基坑工程基本要求、場地工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件、場地周邊環(huán)境條件等實際需要，從而制定出科學合理的設計方案。本文主要分析了不同地質(zhì)條件下，深基坑支護設計以及需要注意的方面。

關鍵詞 深基坑支護技術 地質(zhì) 設計

中圖分類號：P331 文獻標識碼：A

1深基坑支護概述

深基坑支護是指為保證地下結構施工及基坑周邊環(huán)境的安全，對及周邊環(huán)境采用的的措施。深基坑工程施工事故頻發(fā)，而且事故一旦發(fā)生，極易造成群死群傷，因此國家明確了深基坑支護的編制監(jiān)護細則，明確的規(guī)定了深基坑支護工程的技術要求和施工現(xiàn)場的要求。

2深基坑支護設計中常見的地質(zhì)條件

城市建設中經(jīng)常涉及的地質(zhì)條件有淤泥質(zhì)黏土、軟土（粘土），填土，砂土等。下面根據(jù)不同土質(zhì)的特點和對工程的影響。

（1）淤泥質(zhì)黏土。淤泥及淤泥質(zhì)土是在靜水或非常緩慢的流水環(huán)境中沉積，并伴有微生物作用的一種結構性土。就其成因看有濱海沉積、湖泊沉積、河灘沉積及沼澤沉積四種。因此淤泥質(zhì)粘土主要分布于大中型湖泊的周邊地區(qū)，它的含水量接近或超過液限；孔隙比大于1，有的高達2.5，其自身特質(zhì)也決定了淤泥質(zhì)粘土抗剪能力滴、承載力低、易塌方的特點。

（2）軟土。軟土泛指淤泥及淤泥質(zhì)土，是第四紀后期于沿海地區(qū)的濱海相、瀉湖相、三角洲相和溺谷相，內(nèi)陸平原或山區(qū)的湖相和沖擊洪積沼澤相等靜水或非常緩慢的流水環(huán)境中沉積，并經(jīng)生物化學作用形成的飽和軟粘性土，其在我國分布廣泛。軟土的生成環(huán)境決定了軟土的特性，由于其結構性顯著處于形成初期，因此在自重作用下軟土很難壓密，這也導致了軟土具有天然含水量高、天 然孔隙比大、壓縮性高、抗剪強度低、固結系數(shù)小、固結時間長、 靈敏度高、擾動性大、透水性差、土層層狀分布復雜、各層之間物 理力學性質(zhì)相差較大等特點。

（3）填土。填土是指由人類活動而堆積的土。填土根據(jù)其物質(zhì)組成和堆填方式分為素填土、雜填土和沖填土、壓實填土四類。一般來說，填士具有不均勻性、濕陷性、自重壓密性及低強度、高壓縮性。

（4）砂土。砂土是指土壤顆粒組成中砂粒含量較高的土壤，砂土的保水保肥能力比較差，因此砂土中養(yǎng)分含量少，溫度變化快。此外砂土液化現(xiàn)象很普遍，砂土地層液化，使河道和水渠淤塞，道路破壞，地面下沉，房屋開裂，壩體失穩(wěn)等嚴重災害。

3深基坑工程的技術要求和支護形式

（1）深基坑工程對技術的要求主要體現(xiàn)在三方面：控制圍護結構位移和坑底隆起；控制降低地下水位和控制土錨對相鄰場地的影響。

（2）深基坑技術支護形式有很多種，主要有擋土支護開挖，水泥土墻支護，排樁、地下連續(xù)墻支護，鋼板樁支護，土釘墻支護和逆作拱墻等形式。在許多的支護形式中擋土支護開挖是最為經(jīng)濟的，在條件允許情況下，一般優(yōu)先選擇擋土支護開挖形式。除了當涂支護開挖形式外，當前逆作拱墻形式也屬于比較新的基坑支護施工方法，它具有經(jīng)濟合理、施工速度快的特點。

4不同地質(zhì)條件下的支護分析

深基坑支護的要點，通常來說，有三方面的要求：支護結構的變形計算、支護結構的強度設計、深基坑挖土施工的組織設計。因此地質(zhì)結構對深基坑支護的設計有著很大的影響，為了確保建筑的穩(wěn)定性，根據(jù)對不同的地質(zhì)結構的分析，合理設計支護方案是必要的。

（1）淤泥，淤泥質(zhì)土條件。淤泥、淤泥質(zhì)土具有承載力低、靈敏度高，壓縮性高，含水率高的特征，因此其極容易導致塌方等安全事故。

（2）軟土條件。在深基坑支護中，軟土是一種比較常見的地質(zhì)狀況，因此，軟土的深基坑支護設計與施工在城市建設中是比較重要的問題，也是巖土工程中比較復雜和困難的問題。在軟土情況下開挖基抗很容易產(chǎn)生土體滑坡、基抗失穩(wěn)、支擋結構嚴重漏水的問題?，F(xiàn)階段，在國內(nèi)的深基坑支護設計中，一般是采取懸臂式、單支點及多支點式、圓筒式支護結構。由于軟土的性質(zhì)是比較軟的，因此在軟土地質(zhì)結構中構建基抗支護時，要特別注意深基坑的整體硬度和強度，保證結構的穩(wěn)定性，在必要的時候可以進行加固設置，以加強穩(wěn)定性和安全性。

（3）填土條件。填土屬于壓縮性較高的土質(zhì)，目前，填土的深基坑支護設計在國內(nèi)是比較常見的地質(zhì)條件之一。因為填土成分比較復雜，不均勻性很大，因此在深基坑支護設計中要根據(jù)具體的實際情況進行一些加固設施。同時還要特別注意在施工中避免對地下水系統(tǒng)造成破壞，根據(jù)具體情況采取有效的措施來及時的排除深基坑中的存水量，避免支護系統(tǒng)腐蝕，增強其穩(wěn)定性和壽命。同時還需要注意基抗周壁的安全，避免安全事故的發(fā)生。

（4）砂土條件。因為砂土其本身是存在優(yōu)劣之分的，密實性好的砂土和密實性差的砂土在基抗支護設計中所需要注意的方面又是不同的。密實性好的砂土只需稍作加密措施即可，而對已密實性差的砂土則需要進行基礎防固設施建設，其次在開挖時還需用混凝土或者鋼板樁來進行加固，以確保它的穩(wěn)固性。

（5）復雜條件下。在實際情況中，一般都是幾種地質(zhì)相混合的土質(zhì)，面對這種情況，深基坑支護的設計面臨的問題也就更加棘手。在這種情況下，要根據(jù)具體的勘測報告來進行具體的分析，一般來說，在施工過程中，將該施工區(qū)域地質(zhì)的主要成分作為首要的解決措施來進行。如：某地基坑開挖深度范圍內(nèi)，主要是淤泥質(zhì)土，夾帶少量粉質(zhì)粘土和細砂，此時，就可以用水泥土攪拌樁的方式，首先對基坑開挖周壁范圍進行加固處理，待強度達到要求后再進行基坑開挖，并分層使用鋼支撐來進行支護。