【摘 要】近年來，隨著國內(nèi)外大量高層建筑的建造，基坑深度不斷加深，規(guī)模和復(fù)雜程度不斷加大，基坑支護(hù)已成為高、大建筑中的一個(gè)非常大的課題，建筑基坑支護(hù)的安全性也成為施工人員十分關(guān)注的熱點(diǎn)問題。

本文對(duì)基坑支護(hù)類型、基坑工程水效應(yīng)和支護(hù)設(shè)計(jì)計(jì)算進(jìn)行了分析，并對(duì)存在的問題提出了建議。

【關(guān)鍵詞】深基坑；支護(hù)；類型；建議

建筑基坑支護(hù)設(shè)計(jì)與施工技術(shù)是一門從實(shí)踐中發(fā)展起來的技術(shù)，它涉及土力學(xué)中典型的強(qiáng)度、穩(wěn)定及變形問題，還涉及土與支護(hù)結(jié)構(gòu)共同作用問題、基坑中的時(shí)空效應(yīng)問題以及結(jié)構(gòu)計(jì)算問題等。幾十年來，隨著國內(nèi)外大量高層建筑的建造，基坑深度不斷加深，規(guī)模和復(fù)雜程度不斷加大，基坑支護(hù)已成為高、大建筑中的一個(gè)非常大的課題，建筑基坑支護(hù)的安全性也成為施工人員十分關(guān)注的熱點(diǎn)問題。

1、基坑支護(hù)類型

1.1自立式支護(hù)

這種支護(hù)型式的優(yōu)點(diǎn)是基坑內(nèi)無支撐，便于機(jī)械化挖土和地下室工程施工，其缺點(diǎn)是支護(hù)樁頂水平位移較大，當(dāng)坑深較大或地質(zhì)條件較差時(shí)，工程造價(jià)較高。一般都用在地質(zhì)條件較好的場(chǎng)地；若存在厚軟土層，采用此支護(hù)型式的，其基坑深度一般不大于6.0m。

1.2 排樁內(nèi)支撐支護(hù)

排樁大多為沖、鉆孔灌注樁（樁徑Ф800～1200）；個(gè)別工程采用地下連續(xù)墻或預(yù)應(yīng)力管樁。內(nèi)支撐系統(tǒng)根據(jù)平面形狀有角撐式、角撐對(duì)撐式、水平拱圈式等多種布置方式；水平拱圈支撐發(fā)揮混凝土抗壓強(qiáng)度高，抗拉強(qiáng)度低的特點(diǎn)，既經(jīng)濟(jì)又可提供較大的施工空間。豎向大多為單道內(nèi)支撐，也有兩道內(nèi)支撐。支撐材料有鋼梁和鋼筋混凝土梁兩種。

1.3 樁錨支護(hù)

這種支護(hù)方式主要適用于場(chǎng)地土層性能較好或軟土層較薄的場(chǎng)地。對(duì)基坑深度較大的工程，巖土錨桿的一些參數(shù)如下：與水平夾角在15°～40°之間；長在35m 以內(nèi)；設(shè)計(jì)軸向抗拔力一般小于600kN；錨筋材料有鋼筋或3～4 條鋼鉸線；大多采用二次高壓注漿工藝，第二次注漿壓力一般大于2MPa。

1.4 噴錨支護(hù)

噴錨或土釘墻支護(hù)是錨桿、鋼絲網(wǎng)、噴射混凝土相結(jié)合的聯(lián)合支護(hù)型式。適用于地下水位以上或經(jīng)人工降水后的人工填土、粘性土和弱膠結(jié)砂土。常用在單層地下室、且淤泥較薄、地下水較少的基坑。但不適用于含水豐富的粉細(xì)砂層、砂礫卵石層，不能用于自穩(wěn)能力極差的厚淤泥層，基坑深度不宜大于12m。

1.5 組合型支護(hù)

當(dāng)基坑內(nèi)有幾種深度、或者土層分布變化較大、或者基坑各側(cè)的環(huán)境條件有較大差別時(shí)，可因地制宜地采用不同的組合支護(hù)方式，以充分發(fā)揮各種材料及支護(hù)結(jié)構(gòu)類型的優(yōu)越性，降低工程造價(jià)。

2、深基坑支護(hù)施工時(shí)應(yīng)注意的問題

基坑支護(hù)工程方案的實(shí)施內(nèi)容主要包括支護(hù)的設(shè)計(jì)和施工工藝。基坑支護(hù)設(shè)計(jì)與施工要綜合考慮工程地質(zhì)與水文條件、基礎(chǔ)類型、基坑開挖深度、降排水條件、周邊環(huán)境、基坑周邊荷載、施工季節(jié)、支護(hù)結(jié)構(gòu)使用期限等因素。基坑支護(hù)施工控制的關(guān)鍵是基坑的穩(wěn)定性、地面變形及地下水的控制、防止基坑隆起、管涌與流砂等險(xiǎn)情，并要根據(jù)地質(zhì)、環(huán)境因素的變化適時(shí)地調(diào)整支護(hù)方案。在進(jìn)行深基坑支護(hù)的設(shè)計(jì)和施工時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。

2.1在城市中，對(duì)環(huán)保要求較高，選擇支護(hù)體系時(shí)，要考慮到支護(hù)工程施工產(chǎn)生的振動(dòng)，噪音、泥漿、化學(xué)漿液等對(duì)城市環(huán)境的影響。

2.2注意周邊陳舊民居。施工場(chǎng)地周圍的老舊建筑物一般存在室內(nèi)墻面、平面及外立面的不同程度的開裂、滲漏等損壞現(xiàn)象，主要考慮深基坑施工對(duì)周圍環(huán)境溫度、材料收縮變形以及房屋沉降變性等的影響。

2.3高層建筑一般位于城市中心，建筑場(chǎng)地周圍建筑物密集，地下管線較多，限制了基坑的施工，往往需要垂直開挖，而在開挖中應(yīng)考慮邊坡側(cè)移和地面沉降對(duì)周圍建筑物和地下設(shè)施安全構(gòu)成的潛在威脅。

2.4一般情況下深基坑的施工場(chǎng)地比較狹小。有時(shí)工期有比較緊。所以深基坑施工時(shí)要注意綜合考慮施工場(chǎng)地的局限性合理安排施工流程，要注意施工過程的環(huán)保工程。

3、基坑支護(hù)的設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

3.1轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的基坑支護(hù)的設(shè)計(jì)理念

目前，對(duì)于深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，至今仍沒找到一種精確的計(jì)算方法，多數(shù)是處于摸索和探討階段，國內(nèi)也沒有統(tǒng)一的支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范。所以深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)徹底改變傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)觀念，逐步建立以施工監(jiān)測(cè)為主導(dǎo)的信息反饋動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)體系。

3.2建立變形控制的新工程設(shè)計(jì)方法

在建立新的變形控制設(shè)計(jì)法時(shí)，應(yīng)著重研究支護(hù)結(jié)構(gòu)變形控制的標(biāo)準(zhǔn)、空間效應(yīng)轉(zhuǎn)化為平面應(yīng)變和地面超載的確定及其對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)的影響等。

3.3重視支護(hù)結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)研究。

正確的理論必須建立在大量試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)之上。但是，在深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)方面，我國至今尚未進(jìn)行科學(xué)系統(tǒng)的試驗(yàn)研究。而在深基坑支護(hù)工程現(xiàn)場(chǎng)施工過程卻積累了大料的技術(shù)資料，卻缺少科學(xué)的測(cè)試數(shù)據(jù)，無法進(jìn)行抖學(xué)分析。不能上升到理論的高度，這是一個(gè)很大的遺憾。

3.4 探索新的支護(hù)結(jié)構(gòu)的計(jì)算思路

深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)正在向著綜合性方向發(fā)展，即受力結(jié)構(gòu)與水結(jié)構(gòu)相結(jié)合、臨時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)與永久支護(hù)結(jié)構(gòu)相結(jié)合、基坑開挖方式與支護(hù)結(jié)構(gòu)型式相結(jié)合。這幾種結(jié)合必然使支護(hù)結(jié)構(gòu)受力復(fù)雜。尋求新的計(jì)算思路，是發(fā)展深基坑支護(hù)施工技術(shù)所要求的。

4、深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)計(jì)算

基坑支護(hù)設(shè)計(jì)必須滿足安全性、經(jīng)濟(jì)性和可行性這三項(xiàng)基本要求。設(shè)計(jì)的基本原則是在滿足安全與技術(shù)可行的前提下，盡量節(jié)省工程造價(jià)。在基坑支護(hù)設(shè)計(jì)中，首先應(yīng)滿足支護(hù)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度要求，然后，根據(jù)基坑周邊環(huán)境的復(fù)雜程度進(jìn)行變形控制?；痈鱾?cè)環(huán)境不同，其變形控制值也應(yīng)相應(yīng)變化，避免由于支護(hù)結(jié)構(gòu)變形過大，造成周邊建（構(gòu)）筑物、地下管線破壞。

4.1 巖土層計(jì)算指標(biāo)的選用

基坑支護(hù)設(shè)計(jì)首先遇到的是巖土層抗剪強(qiáng)度c 值的選取。如何根據(jù)場(chǎng)地的工程地質(zhì)資料，以及基坑工程特點(diǎn)和采用的計(jì)算理論來選用合適的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)是至關(guān)重要的。

不同的試驗(yàn)方法，得出的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)差別很大。目前，確定抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的方法主要有：①直剪試驗(yàn)的快剪和固結(jié)快剪，②三軸試驗(yàn)，③原位測(cè)試的十字板剪切試驗(yàn)。

4.2 土壓力計(jì)算

基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)土壓力計(jì)算大多以朗肯土壓力和庫倫土壓力理論為基礎(chǔ)。用的更多的是朗肯土壓力理論。有的采用土壓力三角形分布簡圖；有的采用梯形簡圖。墻或樁頂發(fā)生很小位移時(shí)，主動(dòng)土壓力即可發(fā)揮出來，而被動(dòng)土壓力充分發(fā)揮時(shí)需有大得多的位移，這往往是實(shí)際工程所不允許的；對(duì)于懸臂式和單層支撐（或單錨式）支護(hù)，開挖過程中一般都能達(dá)到主動(dòng)土壓力極限狀態(tài)；而對(duì)多層支撐（或多層拉錨）式，其土壓力比較復(fù)雜，墻或樁位移產(chǎn)生拱效應(yīng)，從而在挖方以下的土壓力減小，在支撐附近側(cè)壓力增大，此外，側(cè)壓力還與支撐是否施加預(yù)載及支撐剛度有關(guān)，故對(duì)于排樁懸臂式支護(hù)，一般采用三角形簡圖，但被動(dòng)土壓力需作一定折減，以減小排樁的水平變位；當(dāng)用等值梁法計(jì)算排樁內(nèi)支撐支護(hù)、排樁錨拉支護(hù)時(shí)，可選用梯形簡圖。對(duì)軟土、沖洪積粘性土、殘積粘性土等滲透性能較差的土層，采用水土合算；而對(duì)于砂層和雜填土等滲透性良好土層，采用水土分算。

5、結(jié)束語

綜上所述，深基坑工程項(xiàng)目越來越多，基坑開挖深度也越來越深。由于基坑周邊地面建筑和地下設(shè)施密集，且地質(zhì)條件復(fù)雜多變，深基坑支護(hù)的難度也越來越大，造成經(jīng)濟(jì)損失和不良社會(huì)影響。因此，研究適用地質(zhì)條件的新深基坑支護(hù)技術(shù)是必要的。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳祖煜.土坡穩(wěn)定分析通用條分法及其改進(jìn)[J].巖土工程學(xué)報(bào)，1983（4）：13-29.