陳曉琛

[摘 要]現(xiàn)如今高層建筑已經(jīng)隨處可見，且向著超高層建筑的趨勢在發(fā)展，但是建筑物的高度越高，其基礎(chǔ)設(shè)計的深度意味著也就會變得更深。地下空間的開發(fā)和利用正成為當(dāng)今建筑研究的新熱點，隨之深基礎(chǔ)的施工技術(shù)也在不斷的更新和發(fā)展。深大基坑邊坡邊坡支護是一項綜合性的系統(tǒng)工程，需要兼顧各方面的因素，通過多方面綜合考慮，科學(xué)合理論證，多方案多組合進行優(yōu)化，才會找到更經(jīng)濟更合理更安全的支護方式。

[關(guān)鍵詞]基坑 邊坡穩(wěn)定性 灌注樁 土釘墻

中圖分類號：TU554 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）07-0262-02

經(jīng)濟的飛速發(fā)展，使得城市人口也越來越多，而如何利用有限的土地去解決民眾的房屋居住問題擺在了城市管理者的面前，于是高層建筑如雨后春筍般出現(xiàn)?，F(xiàn)如今高層建筑已經(jīng)隨處可見，且向著超高層建筑的趨勢在發(fā)展，但是建筑物的高度越高，其基礎(chǔ)設(shè)計的深度意味著也就會變得越深。而深基礎(chǔ)的施工技術(shù)也就隨之在不斷的更新和發(fā)展?；娱_挖是一項系統(tǒng)的工程，特別是深基礎(chǔ)的開挖涉及到水文、地質(zhì)、建筑結(jié)構(gòu)等因素的影響，是集結(jié)構(gòu)力學(xué)、流體力學(xué)、工程管理、施工技術(shù)等學(xué)科的一門綜合性學(xué)科。深基坑開挖安全性最為重要，只有科學(xué)合理的進行邊坡支護才能確保工程項目安全順利的建設(shè)。

一、邊坡失穩(wěn)的原因及支護的功能分類

基坑開挖其邊坡是否穩(wěn)定關(guān)系到整個工程項目能否安全順利進行。造成邊坡不穩(wěn)定的因素可分為外在因素和內(nèi)在因素。內(nèi)因主要指地基土質(zhì)的性質(zhì)及地質(zhì)結(jié)構(gòu)構(gòu)造。地基土的性質(zhì)直接決定了土層的承載力等性質(zhì)，如粉砂質(zhì)土層，遇水后便會迅速軟化，其性質(zhì)非常不穩(wěn)定。外因則主要是包括水作用、邊坡的開挖坡度及相關(guān)的支護措施。由于水對地基穩(wěn)定性的影響最大，如果不能抓住時機進行合理的邊坡支護，使水下滲到地基土的孔隙中，就會增加土層的自重，從而迅速導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)。邊坡支護可以根據(jù)其設(shè)置目的分為止水、擋土、支撐三大類。

1、止水

止水支護措施常見于松軟地基土或地下水較多的地基。設(shè)置止水支護的目的就是為了阻止外側(cè)的水滲入建筑物，對建筑物形成水破壞，如我國的南方地區(qū)常年雨水較多，因此地基也比較松軟，基底土含水量較高，如不采取相應(yīng)的防水措施，會對建筑物內(nèi)的鋼筋造成銹蝕，經(jīng)年累月就會對建筑結(jié)構(gòu)造成安全隱患。常見的止水支護方式有地下邊續(xù)墻、水泥攪拌樁等。

2、擋土

擋土支護的目的，是為了阻止外側(cè)的土發(fā)生位移對造成擠壓，從而對建筑物的結(jié)構(gòu)安全構(gòu)成威脅。常見的擋土支護方法有鉆孔灌注柱、混凝土板樁等。

3、支撐

所謂支撐支護即是對結(jié)構(gòu)起到輔助支撐的作用。此種支撐方式多見于高層或超高層建筑當(dāng)中，因為高層建筑結(jié)構(gòu)需要對主體加強支撐維護，于是在不影響建筑物美觀的前提下，在基礎(chǔ)底部設(shè)置內(nèi)支撐，以增強建筑物的剛度和穩(wěn)定性，常見的支撐方式有鋼筋混凝土內(nèi)支撐或鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)撐等。

二、基坑支護的特點

現(xiàn)階段基坑工程的相關(guān)理論研究還不成熟，不像建筑結(jié)構(gòu)工程可以通過相關(guān)的力學(xué)理論對各項荷載計算的較為準(zhǔn)確從而實現(xiàn)精準(zhǔn)設(shè)計。基坑工程受地域影響，其基礎(chǔ)的土層結(jié)構(gòu)和土的力學(xué)性質(zhì)也不盡相同，從而使得基坑支護也在不斷的發(fā)生變化。主要有以下幾個特點：

1、地域性強

由于不同地區(qū)的土體性質(zhì)不盡相同，反映在力學(xué)性質(zhì)上則有著千差萬別的變化，有時即使在相同的地區(qū)，在不同地段上巖土的各項性質(zhì)也有所不同，所以對于基坑邊坡支護就需要根據(jù)實際情況科學(xué)合理的進行選擇，不能完全依按照相關(guān)的知識或經(jīng)驗硬套。

2、綜合性較強

基坑支護涉及的學(xué)科并不是單一的，不僅涉及到土力學(xué)、巖石力學(xué)，而且還涉及到結(jié)構(gòu)力學(xué)等學(xué)科，是一項相互交叉的學(xué)科，特別是在深基坑支護中還需要上述力學(xué)的相關(guān)計算理論，所以只有綜合多方面的知識，才能合理的設(shè)計、選擇邊坡支護類型。

3、理論不成熟

盡管高層建筑和超高層建筑在如火如荼的建設(shè)和發(fā)展當(dāng)中，但是深基坑支護的相關(guān)理論卻并不成熟，糾其原因有多方面，但主要是由于土體性質(zhì)隨地域和氣候環(huán)境影響，在不斷的發(fā)生變化，而且同一地區(qū)的土體在不同時間段的力學(xué)性質(zhì)也有所不同。因此相關(guān)的的理論并不完全，這就造成邊坡支護設(shè)計和類型選擇就具有相當(dāng)程度的不確性。

4、作用因素存在不確定性

基坑邊坑支護結(jié)構(gòu)一旦選定施工后其承受的最大荷載就是確定的，但是對于工程項目的外部環(huán)境而言，隨著時間的推移，自然條件就會有所變化，進而導(dǎo)致基坑周圍土體的結(jié)構(gòu)和應(yīng)力就會發(fā)生變化，而一旦周圍土體的壓力大于支護結(jié)構(gòu)所能承受的最大荷載就會造成結(jié)構(gòu)性損壞，從而影響整個建筑物的安全性。

三、常見的深基坑支護技術(shù)分析

1、鋼板樁支護

鋼板樁是由帶鎖口的熱軋型鋼制成的，在實際施工的過程中只要將鋼板之間相互連接即可，由于其施工簡單、適用范圍廣（此方法適用于深度小于7m的基坑）、成本造價相對較低，且止水、擋土效果比較好，因此廣泛的被用于深基坑支護當(dāng)中。但是由于其施時噪音較大，如果工程項目處于人煙稀少的位置還可采用此種支護方法，但是對處于人口密集區(qū)的工程項則為了保護周圍環(huán)境就無法采用此支護方法。

2、地下連續(xù)墻

地下連續(xù)墻無論是止水效果還是擋土效果都是非常出色的，特別是對于復(fù)雜地質(zhì)條件的地基有非常強的適應(yīng)能力，實踐證明地下連續(xù)墻不僅能夠有效的適應(yīng)深層有軟土的地基，而且還可以適應(yīng)有地下水的地質(zhì)環(huán)境。但是地下連續(xù)墻最大的缺點在于基坑開挖成本費用較高，且材料消耗量大，因此造成的工程費用也是巨大的，許多工程項目只是在局部采用地下連續(xù)墻支護技術(shù)。

3、擋土墻支護

臨時擋土墻費用造價低廉，施工操作簡單，且在施工過程中質(zhì)量控制相對比較容易，但是局限性也比較明顯，對于深度小于5米且土質(zhì)情況較好的地基采用臨時擋土墻不僅效果較好，而且經(jīng)濟效益也比較可觀，而對于軟弱地基土或是開挖深度較大的基坑則無法勝任。

4、深層混凝土攪拌支護

深層混凝土攪拌樁支護是將水泥作為固化劑，通過水泥與地基土發(fā)生反應(yīng)后，使土體硬化，從而起到支護作用，此種支護類型，施工難度不大，但是卻涉及隱蔽工程質(zhì)量控制點，因此質(zhì)量控制是關(guān)鍵，同時此種支護如果遇到復(fù)雜地形時，其鉆孔難度就會比較大，對地基土及外部環(huán)境有較高的要求。此種支護方式的缺點在于止水效果較差。

5、噴錨網(wǎng)支護

噴錨支護的最大優(yōu)點就是施工工藝簡單，與其它的支護類型相比較其造價費用低，對于深度小于13米的基坑，只要無地下水作用，支護效果還是很好的。但是該種支護方式對復(fù)雜地形的適應(yīng)力差，如遇地下水時，還需先進行降水，后才能支護，加上此支護方式施工時噪音比較大，故在鬧市工程項中應(yīng)用不多。常見與護坡樁支護組合進行邊坡支護。

四、深大基坑組合式邊坡支護形式分析

深大基坑的邊坡支護形式要根據(jù)實際的外部環(huán)境條件和土體的性質(zhì)合理的選取支護形式，有時可采用單一的支護方，大部情況則需要組合選型，既保證工程的安全施工，又確保了利益的最大化。根據(jù)相關(guān)的施工實踐，常見的組合支護類型有以下6種。

1、灌注樁和錨桿樁組成的支護

以灌注樁和錨桿樁組成的深基坑支護類型，其灌注樁和錨桿樁是承擔(dān)主要荷載的結(jié)構(gòu)，由于該組合結(jié)構(gòu)下樁的長度較單一選型狀態(tài)下樁的長度短，不僅降低了施工的難度和工程造價，而且還有效的降低了樁深彎矩，減少了樁頂部的位移，同時可靠性還較較高，因此對于場地類別屬于中軟土的場地可以采用此種組合形式進行基坑邊坡支護。

2、灌注樁、錨桿樁和內(nèi)支撐組成的支護

由灌注樁、錨錨桿樁和內(nèi)支撐組成的支護組合，是以錨桿作為鉆孔灌注樁的受力支點，并輔以混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)支撐或鋼制內(nèi)支撐，不僅能有效的起到擋土的效果，而且還可以有效的止水，同時此種組合位移變形較小，能夠大幅度提高基坑的承壓能力和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。此種組合方式對于較弱地基、地下水較多的地區(qū)能夠有效的起到擋土、止水、保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的效果。

3、灌注樁、攪拌樁和鋼支撐組成的支護

通常情況，對于軟弱地基的支護，灌注樁是先施工第一個待灌注樁的強度達到一定的要求后，才能對相領(lǐng)的樁進行鉆孔，此種施工方法就“跳鉆”，但是單一的運用此種支護對于地下水較大或土質(zhì)情況較差的基坑，不僅不能止水，而且還不能保證支護土體的穩(wěn)定性，因此在灌注樁后面再增加設(shè)置一排混凝土攪拌樁，不僅達到了止水的目的，而且通過增強鋼支撐還可以提高整個支護系統(tǒng)的剛度和荷載承受能力。此種組合方式施工簡單，且可以根據(jù)實際的地形、地質(zhì)情況對樁的密度進行控制，對復(fù)雜地形的深大基坑有較強的實用性，特別是對于基坑底部地下水較多的情況，能夠有效的保持支護系統(tǒng)不受水破壞的影響。

4、灌注樁、擋土墻和鋼支撐組成的支護

如果深大基坑地下水較少，且土質(zhì)情況相對比較良好的時候，可以選用鉆孔灌注樁、擋土墻再加上鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)支撐的方法，對邊坡進行支護，不僅能夠有效的對基坑周圍的土體進行阻擋，而且施工簡單，對于確保深大基坑的邊坡穩(wěn)定性有較好的效果。

5、灌注樁、土釘墻和錨桿樁組成的支護

此種支護形式最大的優(yōu)點在于減少基坑的位移和沉降，而且該支護方法可以充分利用周圍土體的地質(zhì)構(gòu)造情況，在基層開挖的同時加設(shè)混凝土鋼筋網(wǎng)，以錨桿樁和灌注樁為受力支點，對邊坡進行噴護，特別是在基坑出現(xiàn)滑坡位移前就會對混凝土錨桿和灌注樁進行應(yīng)力施加，因此能有效的控制邊坡的形變。

6、灌注樁、錨桿樁和擋土墻組成的支護

對于地質(zhì)情況良好的土基而言，如果大面積的進行支護會造成人工、材料等較大的浪費，但是如果完全不進行支護則基坑開挖后對周圍土體會造成一定的破壞，使得不土體不穩(wěn)定性的因素增加，所以面對這種情況，灌注樁、錨桿樁和擋土墻組成的支護是最經(jīng)濟合理的支護。結(jié)合基坑底部的實際情況，通過灌注樁和錨桿樁對擋土墻形成錨固作用，從而對周圍的土體形成有效的阻擋。此種組合支護施工工藝簡單，成本投入小，但是不能止水，因此只適用于地質(zhì)情況比較好的基坑邊坡支護。

邊坡支護是一項綜合性的系統(tǒng)工程，需要兼顧各方面的因素，比如外在環(huán)境因素，和內(nèi)在的巖土性質(zhì)，并且認(rèn)真分析，從多方面考慮才能確保邊坡支護的安全性和經(jīng)濟性。因此要想確保邊坡支護安全合理 一是必須對基礎(chǔ)情況進行周密嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆治?，二是選型要有針對性，確保能適應(yīng)當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)、氣候等環(huán)境，三是通過多種方案優(yōu)化對比選取最為合理支護組合方式，四是要密切的觀察開挖時邊坡的動態(tài)情形，做到及時支護確保周圍土體的穩(wěn)定?？傊吰轮ёo就是需要通過綜合考慮，多方案多組合進行優(yōu)化，才會找到更經(jīng)濟更合理更安全的支護方式。

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