王義軍（成都市勘察測(cè)繪研究院，四川 成都 610072）

深基坑支護(hù)技術(shù)綜述

王義軍
（成都市勘察測(cè)繪研究院，四川 成都 610072）

為保證地下主體結(jié)構(gòu)安全施工，以及基坑周邊環(huán)境的安全，對(duì)基坑所采用的臨時(shí)性支擋、保護(hù)、加固及地下水控制的措施，即被稱為基坑支護(hù)。近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快，建筑項(xiàng)目正逐漸向著大型化和高度化的方向發(fā)展，而隨之而來(lái)的是基坑深度也越來(lái)越深，且部分基坑邊坡緊鄰建筑物，為確保施工安全，必須做好基坑尤其是深基坑工程的支護(hù)設(shè)計(jì)與選型。本文結(jié)合工作實(shí)際，從深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)的要求出發(fā)，并著重就深基坑工程的支護(hù)方案設(shè)計(jì)與選型進(jìn)行了研究與探索。

深基坑；支護(hù)；設(shè)計(jì)

1 深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)的基本原則及要求

深基坑支護(hù)的主要目的是保證在巖土開挖和地下結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中的安全，并確保周圍環(huán)境不受到損壞。因此，深基坑支護(hù)在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)著重做好以下幾點(diǎn)要求：

1.1 安全性。深基坑工程的支護(hù)方案，應(yīng)當(dāng)在保證支護(hù)結(jié)構(gòu)自身的穩(wěn)定性、強(qiáng)度以及變形要求的同時(shí)，還能夠通過(guò)對(duì)周圍土體變形的控制，使基坑相鄰建筑物或構(gòu)筑物不受到破壞，從而保證深基坑工程和周圍環(huán)境的安全。

1.2 經(jīng)濟(jì)性。支護(hù)方案的設(shè)計(jì)，在確保支護(hù)結(jié)構(gòu)安全、可靠度基礎(chǔ)上，還應(yīng)當(dāng)結(jié)合工程工期、機(jī)械設(shè)備、材料、人工以及環(huán)境保護(hù)等多方面因素進(jìn)行考慮，以最終確保所設(shè)計(jì)方案具有較好的經(jīng)濟(jì)性與良好的環(huán)境效益。

1.3 便利性。在保證安全性和經(jīng)濟(jì)性的基礎(chǔ)上，深基坑支護(hù)方案還應(yīng)當(dāng)盡量滿足施工的便利性，以實(shí)現(xiàn)工程工期的縮短。

2 深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的類型及設(shè)計(jì)選型

深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)根據(jù)其工作原理及支護(hù)形式，主要可分為排樁式支護(hù)（地下連續(xù)墻、鋼板樁、加筋水泥墻等），邊坡穩(wěn)定式支護(hù)（錨噴支護(hù)、土釘墻支護(hù)等），水泥土墻式支護(hù)（高壓旋噴樁、水泥攪拌樁等）這三類。在深基坑支護(hù)方案的設(shè)計(jì)與選型中，應(yīng)根據(jù)安全性、經(jīng)濟(jì)性以及便利性的基本原則以合理選擇相應(yīng)支護(hù)方案。在下表1中，即為這三類支護(hù)結(jié)構(gòu)在各種基坑條件下的適宜性。在實(shí)際建筑工程中，深基坑支護(hù)方案多采用的是復(fù)合型支護(hù)結(jié)構(gòu)。以較常采用的SMW工法為例，它也被稱為加筋水泥土地下連續(xù)墻，是一種在基坑水泥土樁墻中插入型鋼，而制成的復(fù)合型支護(hù)結(jié)構(gòu)。該支護(hù)方案不僅結(jié)合了水泥墻止水和型鋼受力的特點(diǎn)，而且具有構(gòu)造簡(jiǎn)單、截面較小、工程造價(jià)低、環(huán)境污染小等特點(diǎn)，在我國(guó)基坑工程尤其是深基坑工程中，得到了廣泛的普及與應(yīng)用。

表1 支護(hù)結(jié)構(gòu)在各種條件下的適宜性

3 常用支護(hù)方案的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

本文著重就深基坑工程中較為常用的土釘墻支護(hù)和地下連續(xù)墻，這兩種支護(hù)方案的設(shè)計(jì)與應(yīng)用進(jìn)行了研究與探索。

3.1 土釘墻支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

（1）土釘墻支護(hù)結(jié)構(gòu)的概念及特點(diǎn)。土釘墻支護(hù)是在基坑邊坡中放置土釘，所形成加筋重力式擋墻。通過(guò)開挖設(shè)置、注漿等工藝，使土釘形成能承受拉力與剪力的構(gòu)建，依靠土體與土體之間的摩擦力與粘結(jié)力，以起到擋土和加固作用的支護(hù)結(jié)構(gòu)。與其它支護(hù)結(jié)構(gòu)相比，土釘墻支護(hù)結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)有：土釘與土體能夠形成一個(gè)密不可分的整體，通過(guò)共同作用，能提高基坑側(cè)壁的自穩(wěn)定性；土釘墻作為一種柔性結(jié)構(gòu)，具備較好的延展性，但是變形控制性較差；土釘墻可分層、分段施工完成，因此施工階段的穩(wěn)定性較好；土釘墻施工所需場(chǎng)地小，施工設(shè)備簡(jiǎn)單，施工方便快捷，且噪音較小，適合于平行流水化作業(yè)，可縮短工程工期。目前，土釘墻支護(hù)結(jié)構(gòu)主要適用于土質(zhì)或者較軟弱巖層的基坑工程中。（2）土釘墻支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。①土釘墻可分為單級(jí)和多級(jí)兩種形式。其中，單級(jí)土釘墻結(jié)構(gòu)的高度不宜大于10m，應(yīng)當(dāng)控制在6m～8m以內(nèi)；多級(jí)土釘墻的結(jié)構(gòu)的總高度不宜超過(guò)18m，在每一級(jí)之間應(yīng)設(shè)置寬度約為2m的平臺(tái)。②土釘墻屬于重力擋土墻結(jié)構(gòu)，為滿足擋土墻底部寬度對(duì)地基承載力的要求，應(yīng)要求土釘墻的長(zhǎng)度不宜低于0.5倍高度，且長(zhǎng)度不宜低于3m。根據(jù)工程實(shí)踐表明，在土釘墻的墻頂部分，其位移情況往往相比墻腳處更大，因此要求土釘墻的長(zhǎng)度應(yīng)適當(dāng)?shù)募哟螅杂行Ъs束深基坑邊坡土體的位移問題。③土釘墻之間的設(shè)置距離不宜超過(guò)2m，通常以0.75m～1.5m為宜。根據(jù)工程實(shí)測(cè)資料表明，土釘墻受承受的壓力沿墻高，分別為中間壓力大而上、下壓力小，因此對(duì)于土釘墻中部應(yīng)當(dāng)適當(dāng)加密設(shè)計(jì)。④土釘墻的錨筋普遍采用直徑為20mm～32mm的鋼筋，如深基坑為較為軟弱的土層，也可采用直徑為42mm的鋼花管。在開挖過(guò)程中，還應(yīng)采取有效的排水方案，可在土釘墻的頂部2m范圍以內(nèi)，設(shè)置一定數(shù)量的截水溝和防水封閉層，如果土釘墻為封閉式墻面，還應(yīng)當(dāng)在墻面設(shè)置一定數(shù)量的泄水孔洞。

3.2 地下連續(xù)墻的設(shè)計(jì)

（1）地下連續(xù)墻的概念及特點(diǎn)。地下連續(xù)墻是利用特殊的挖槽設(shè)備，在深基坑地下挖出溝槽，并通過(guò)填筑一定材料中所構(gòu)筑的連續(xù)墻體，它主要可用于擋土、截水、防滲等多個(gè)功能。根據(jù)填筑材料的不同，地下連續(xù)墻又主要可分為土質(zhì)連續(xù)墻、混凝土連續(xù)墻、鋼筋混凝土連續(xù)墻以及組合連續(xù)墻等形式。地下連續(xù)墻主要適用于基坑深度不小于10m，且土質(zhì)為軟土或砂土的深基坑工程中。其工藝特點(diǎn)有：施工過(guò)程中振動(dòng)少、噪音低，能極大降低對(duì)周圍環(huán)境的影響，且對(duì)于緊鄰建筑物或地下管線的深基坑工程，也能方便的實(shí)現(xiàn)對(duì)沉降及變形的很好控制；地下連續(xù)墻的整體性好、強(qiáng)度和剛度較大，因此墻體結(jié)構(gòu)與地基的變形度很小，適宜于深基坑支護(hù)，也可作為建筑地下主體結(jié)構(gòu)；它作為一種整體連續(xù)結(jié)構(gòu)，一般要求現(xiàn)澆墻壁的厚度不得低于60cm，因此鋼筋保護(hù)層較大，墻體的抗?jié)B性和耐久性較好；地下連續(xù)墻可采用逆作法施工，具有工程造價(jià)低、施工工期短和施工安全的特點(diǎn)。（2）地下連續(xù)墻的主要設(shè)計(jì)要點(diǎn)。地下連續(xù)墻作為由墻體、支撐以及前后土體共同受力的一個(gè)體系，在施工過(guò)程中設(shè)計(jì)或施工問題，容易造成穩(wěn)定性破壞、基坑底部隆起、管涌或流砂等問題。為保證結(jié)構(gòu)及工程施工安全，針對(duì)以上破壞形式，應(yīng)著重做好地下連續(xù)墻以下方面的設(shè)計(jì)：①確定地下連續(xù)墻在施工過(guò)程中，以及在工程使用各階段的荷載，主要包括了計(jì)算連續(xù)墻土壓力荷載、水壓力荷載以及墻體上部的垂直荷載情況。其中，土壓力荷載大小的確定，是保證結(jié)構(gòu)及施工安全的關(guān)鍵。②計(jì)算并確定地下連續(xù)墻的所需入土深度，以滿足墻體地基承載力的需要，從而有效避免基坑隆起、管涌或流砂問題的出現(xiàn)。③進(jìn)行地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)的靜力分析和變形驗(yàn)算，進(jìn)行槽段長(zhǎng)、寬、高及深度尺寸的驗(yàn)算及調(diào)整，從而保證開挖過(guò)程中槽壁的穩(wěn)定。④進(jìn)行地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)的墻體配筋設(shè)計(jì)、支撐配筋設(shè)計(jì)以及截面強(qiáng)度計(jì)算。計(jì)算地下連續(xù)墻的墻頂位移大小和地面沉降值大小，以估算出地下連續(xù)墻施工過(guò)程中對(duì)周圍環(huán)境的影響程度，從而對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

結(jié)語(yǔ)

深基坑工程中支護(hù)方案科學(xué)、合理的設(shè)計(jì)與選擇，是影響工程整體質(zhì)量的關(guān)鍵性因素，必須加以高度重視。為此，我們必須根據(jù)工程實(shí)際特點(diǎn)，做好深基坑工程支護(hù)方案的設(shè)計(jì)選型工作，以保證深基坑工程施工的安全、順利的進(jìn)行，進(jìn)而真正實(shí)現(xiàn)建筑工程項(xiàng)目在經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益上的雙豐收。

[1]任濤.淺談深基坑支護(hù)方案選擇及質(zhì)量保障[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2012（04）.

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