周文勇

昆明建設咨詢監(jiān)理有限公司

淺談深基坑支護的各種類型、特點及經(jīng)濟性與安全性

周文勇

昆明建設咨詢監(jiān)理有限公司

隨著城市建設的快速發(fā)展，城市深基坑工程越來越復雜，深基坑支護設計與施工水平不斷提高，本文從深基坑支護的經(jīng)濟性和安全性進行分析，對深基坑支護工程和應用進行了探討。

深基坑；支護結(jié)構(gòu)；安全性和經(jīng)濟性

城市建設必然要涉及巖土工程，深基坑支護是工程建設中必不可少的一部分，建筑群密集地區(qū)深基坑采用人工支護手段的大多采用垂直支護，權衡基坑支護工程的安全性和經(jīng)濟性是當前城市基坑支護施工的難點。作為綜合性的巖土工程設計內(nèi)容，基坑支護的土力學問題，涉及到了典型的強度和穩(wěn)定性、地下水流失以及變形問題，現(xiàn)在的深基坑支護工程中越來越多的應用新技術、新方法解決以上問題，下面我就根據(jù)多年的施工經(jīng)驗淺談各類深基坑支護方案的適用范圍。

1 、深基坑支護結(jié)構(gòu)與類型

1.1 鋼板樁支護

鋼板樁支護是一種施工簡單經(jīng)濟的支護方法，用在建筑深基坑的支護中，在軟土地區(qū)的應用主要是利用鋼板樁的柔性以及設置錨拉系統(tǒng)，基坑支護深度可達到7米以上，此方法優(yōu)點是施工進度快，不足之處是由于鋼板樁不形成永久的支撐，鋼板樁撥出后室外地面可能有輕微的變形，影響地基和地表的施工。

1.2 地下連續(xù)墻

地下連續(xù)墻是一種在泥漿護壁的條件下進行分槽段施工的鋼筋混凝土墻體的工藝。這種施工的深度一般超過8米，墻體厚度達到1.4米。地下連續(xù)墻的整體剛度和防滲透性好，適合用在地下水位較高的軟黏土和砂土等地層條件下。國內(nèi)外的地下工程目前已經(jīng)通過技術發(fā)展以及對施工方法和機械的改進，發(fā)展形成地下連續(xù)墻圍護結(jié)構(gòu)作為擬建主體結(jié)構(gòu)側(cè)墻的施工工藝，在施工工藝上采用逆作法進行施工，減少對環(huán)境和地面交通的影響。

1.3 排樁支護

柱列式排樁間隔布置為疏排和密排布樁，為了達到減少工程造價和施工方便的目的，根據(jù)工程地質(zhì)情況、基坑開挖深度的不同，在保證施工過程安全的前提下，合理、經(jīng)濟地選擇樁距和樁徑。采用柱列式灌注樁的方法，將擋土圍護結(jié)構(gòu)進行很好的連接，采用截面較大的鋼筋混凝土冠梁進行可靠連接。為了防止基坑周圍地下水及土體顆粒從樁間孔隙流入坑內(nèi)而導致周圍建筑物發(fā)生沉降，采用高壓注漿的方法對樁間和樁背設置封閉的止水帷幕，為了防止施工支護樁過程對周圍建筑物產(chǎn)生振動影響，支護樁多數(shù)采用施工振動小的長螺旋灌注樁。

1.4 內(nèi)支撐和錨索支護

采用大直徑灌注樁為支護樁，使用內(nèi)支撐和錨索的方法，對基坑的穩(wěn)定性和周圍的地層變形進行控制，同時為了防止周圍土體水及細土顆粒流向基坑，在支護樁背后設置止水帷幕，內(nèi)支撐系統(tǒng)適用于基坑較深，土質(zhì)相對較差，周圍建筑物較多的基坑支護，相對其他支護系統(tǒng)來說，內(nèi)支撐整體造價較高。

目前內(nèi)支撐采用的結(jié)構(gòu)體系為鋼結(jié)構(gòu)和現(xiàn)澆鋼筋混凝土支撐兩種，鋼結(jié)構(gòu)又分為大直徑鋼管和工字型鋼兩種，為減少支護樁的變形，鋼結(jié)構(gòu)支撐梁設置液壓千斤頂，根據(jù)設計要求對基坑支護系統(tǒng)施加預應力，能有效地減少支護樁的位移和變形。各支撐梁的位置和標高必須嚴格按照施工圖施工，否則將會嚴重影響支護系統(tǒng)的受力以及后續(xù)的土方開挖，情況嚴重時還會影響主體施工。現(xiàn)澆鋼筋混凝土支撐梁質(zhì)量控制的重點就是支撐梁和支護樁的連接點，如果此部位沒有嚴格按設計圖紙施工，支撐系統(tǒng)就存在嚴重的質(zhì)量隱患，同時混凝土強度必須達到設計強度后方可進行下一層的土方開挖。土方開挖過程中，必須有專人指揮挖機，嚴禁出現(xiàn)挖機碰撞支護樁、支撐梁的現(xiàn)象，以防損壞支護系統(tǒng)而改變內(nèi)力傳遞，確保施工過程的安全。

1.5 土釘墻的支護

土釘墻不僅適用于臨時支護結(jié)構(gòu)，而且也應用于永久性構(gòu)筑物，當應用于永久性構(gòu)筑物時，宜增加噴射砼面層的厚度并適當考慮其美觀，土釘墻屬于弱支護系統(tǒng)，一般適用于土質(zhì)相對較好、可以進行適當放坡的支護系統(tǒng)，土釘墻的應用領域主要有：

(1) 托換基礎

5．宋·四明朱同《游金庭觀》：“憶昔羲之古事修，龍蟠云卷卒難搜。鵝池墨沼今雖在，誰復書堂筆下求？”[7]2427

(2) 基坑支擋或豎井

(3) 斜坡面的擋土墻

(4) 斜坡面的穩(wěn)定

(5) 與錨桿擋墻結(jié)合作斜面的防護

鉆孔注漿型土釘墻采用逐層向下開挖方式，每一臺階高度為1～2米，在施工土釘桿、面層噴射砼期間，坡段處無支撐狀態(tài)下需保持自立穩(wěn)定，因此主要適用于：

(1) 有一定粘結(jié)性的雜填土、粘性土、粉土、黃土與弱膠結(jié)的砂土邊坡。

(2) 適用于地下水位低于開挖層或經(jīng)過降水使地下水位低于開挖標高的情況。

(3) 對于標準貫入擊數(shù)(N)低于10擊的砂土邊坡采用土釘法一般不經(jīng)濟。

(4) 對于朔性指數(shù)Ip>20的土，必須在仔細評價其蠕變特性后方可采用。

(5) 不適用于含水豐富的粉砂層，砂卵石層。

(6) 不適用于沒有自穩(wěn)能力的淤泥土層，流朔狀態(tài)的軟粘土因保持成孔時孔壁的穩(wěn)定比較困難且界面摩阻力很低，并且不經(jīng)濟，因此也不宜采用。

(7) 土釘墻不適宜在腐蝕性土如煤渣、煤灰、爐渣、酸性礦物廢料等土質(zhì)作永久性支擋結(jié)構(gòu)。

1.6 攪拌樁支護

采用攪拌樁的噴漿型重力式水泥土擋墻的方法，實際上是格柵式的實體結(jié)構(gòu)，形成擋土和止水的雙重功能，適用于對軟土地區(qū)開挖的基坑支護，攪拌樁支護的優(yōu)勢在于：

(1)在樁體中最大限度地利用了原土，水泥用量相對較少。

(2)對地基土無側(cè)向擠壓作用，對周邊已有建筑物的影響小。

(3)設計比較靈活，可以合理地選擇固化劑，根據(jù)設計要求樁身強度可以通過重復噴漿來實現(xiàn)，這一特點是其它樁型不具備的。

(4)施工無噪音、無振動、無污染，可以在城區(qū)內(nèi)及密集建筑群中施工。

(5)加固后的土體重量基本不變，對軟弱下臥層不致產(chǎn)生附加沉降。

(6)造價低、工期短、效果比較好。

(7)適用于臨時性支護結(jié)構(gòu)，既可用于基坑擋土又可兼做止水帷幕。

2 、深基坑支護工程的特點

由于深基坑支護工作的安全影響因素眾多，容易發(fā)生事故，造成的經(jīng)濟損失較大，社會影響較為惡劣。另外，巖土的性質(zhì)差異性非常大，受到自然和地質(zhì)環(huán)境的影響較深，容易形成區(qū)域性的時空效應，因此在基坑工程施工中，往往采用實踐結(jié)合理論的方法，運用新材料和新工藝進行基坑工程的開挖和支護。

目前基坑工程開挖的平面尺寸越來越大、形狀越來越不規(guī)則，從現(xiàn)有的高層和超高層建筑中，地下空間開挖的深度和平面規(guī)模越來越大，軟土地區(qū)城市建設的深大基坑工程越來越普遍，對深基坑支護的安全性和經(jīng)濟性提出越來越多的挑戰(zhàn)。若基坑周邊環(huán)境較為復雜，那么在深基坑工程建設中，難免會觸及到公共設施和城市地下管線的空間，加大基坑支護工程的施工難度。建設用地緊張、相鄰建筑的相互影響，深基坑支護設計和施工工藝的進步和完善受到了挑戰(zhàn)。

隨著城市建筑密度的加大，人口密度以及建筑周邊公共設施都在日新月異的變化，深大基坑支護工程面臨著安全性與經(jīng)濟性的重大挑戰(zhàn)，在施工中保證基坑及周邊環(huán)境安全的前提下選擇經(jīng)濟性好的施工工藝顯得尤為重要。

3 、增強深基坑支護工程安全性和經(jīng)濟性的措施

3.1 在設計階段，進行基坑工程環(huán)境的了解非常有必要。基坑設計前，應先就施工場地的周邊環(huán)境進行詳細了解，包括周邊建筑的層高、基礎形式，周邊道路以及市政管線走向及埋深等，基坑設計前應先詳細研究地質(zhì)勘察報告，對基坑工程的地質(zhì)、水文條件、不良地質(zhì)以及相應的處理措施做詳細分析，充分了解工程環(huán)境是深基坑設計的前提。

在支護方案的選擇上，結(jié)合土層、地質(zhì)、水文、周邊環(huán)境等現(xiàn)場情況，選擇適合項目的支護方案，對擬采用的支護結(jié)構(gòu)進行詳細驗算，最終選擇可行的深基坑支護結(jié)構(gòu)進行系統(tǒng)的設計和驗算。

3.2 在施工階段，結(jié)合施工現(xiàn)場的管理規(guī)定進行施工方案的制定和實施，并結(jié)合實際將施工方案進行優(yōu)化，堅持以人為本的原則，制定應急措施和方案，施工過程中通過對支護結(jié)構(gòu)的監(jiān)測，將信息及時的反饋，做到信息化施工，對施工過程中可能出現(xiàn)的突發(fā)因素，制定有效的應急措施。

3.3 深基坑支護工程在整個施工過程中應實現(xiàn)信息化的管理，首先制定詳細的基坑支護施工方案，施工中保持與第三方監(jiān)測單位的聯(lián)系，及時取得第三方對基坑支護的監(jiān)測數(shù)據(jù)，如果變形速率超過警戒值，施工單位必須采取緊急措施，確保施工過程安全 。

結(jié)束語：

深基坑支護工程在建筑基礎工程中屬于風險性較高的工程，關系到工程的造價、質(zhì)量和工期等。深基坑支護的設計應遵循設計要求和相關規(guī)范，施工中加強事故隱患的管理工作，將安全檢查工作放在首位，減少安全事故的發(fā)生。深基坑支護的設計與施工正朝著先進材料和信息化的方面發(fā)展，今后深基坑支護的安全性和經(jīng)濟性將得到全面而深入的發(fā)展和應用，動態(tài)化設計和信息化施工將逐漸成為深基坑支護工程的指導思想。

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周文勇(1974)出生，男，白族，云南省大理州祥云縣人，大專學歷，工程師，主要從事工程監(jiān)理方面的工作。