何海龍 侯慧敏

摘? ? 要：隨著高層建筑發(fā)展和地下空間拓展的深入，深基坑越來(lái)越多，深基坑的支護(hù)方式也隨之不斷演化，特別是近年來(lái)組合支護(hù)技術(shù)的出現(xiàn)，更是讓深基坑支護(hù)理論愈發(fā)完善。本文介紹了深基坑支護(hù)施工中常見的組合支護(hù)技術(shù)，闡述了組合支護(hù)技術(shù)的優(yōu)化選擇，提出了組合支護(hù)技術(shù)在深基坑支護(hù)施工過程中出現(xiàn)的問題和解決措施，為后續(xù)組合支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用完善提供參考和幫助。

關(guān)鍵詞：深基坑支護(hù);組合支護(hù)技術(shù);應(yīng)用探討

1? 引言

高層建筑和地下空間拓展的不斷發(fā)展，促使基坑的體量和深度不斷刷新記錄，原有的基坑支護(hù)方式已經(jīng)難以適應(yīng)不斷出現(xiàn)的深基坑支護(hù)需求。深基坑支護(hù)相比較于普通基坑，其支護(hù)形式、安全等級(jí)、風(fēng)險(xiǎn)防控、支護(hù)造價(jià)大幅提升，甚至在某些建筑項(xiàng)目中，深基坑支護(hù)效果和支護(hù)可靠性已經(jīng)是限制建筑工程開發(fā)和工程質(zhì)量的決定性因素，因此，深基坑支護(hù)需要重點(diǎn)關(guān)注。

2? ?深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的基本標(biāo)準(zhǔn)

第一，深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)需要具備基本的抗變形能力。抵抗基坑開挖后基坑側(cè)壁的土壓力和水壓力是基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)基本作用。對(duì)于深基坑而言，隨著開挖深度的增加，支護(hù)結(jié)構(gòu)需要承受的壓力成倍增加，為了保證基坑的安全，深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)必須具備基本的抗變形能力或者變形必須在可控范圍內(nèi)，絕對(duì)不能發(fā)生支護(hù)結(jié)構(gòu)損壞和基坑邊坡失穩(wěn)的情況。

第二，深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)必須控制基坑開挖對(duì)周邊環(huán)境產(chǎn)生的不利環(huán)境效應(yīng)。建筑密度與一個(gè)地區(qū)的人口密度以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平成正比，絕大多數(shù)深基坑出現(xiàn)在城市中心位置，其社會(huì)影響不僅在基坑自身，也與周邊環(huán)境息息相關(guān)。深基坑的支護(hù)結(jié)構(gòu)，要適應(yīng)基坑周圍土體及地下水因基坑開挖引起的引力變化，控制應(yīng)力變化可能帶來(lái)的破壞性變形，最大限度保護(hù)建設(shè)項(xiàng)目影響半徑內(nèi)的建（構(gòu)）筑物、市政管線、道路、河流等，避免深基坑施工帶來(lái)的周邊環(huán)境糾紛。

第三，深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)要有一定的安全儲(chǔ)備應(yīng)對(duì)地下的不確定性。雖然支護(hù)結(jié)構(gòu)多為臨時(shí)性結(jié)構(gòu)，出于建設(shè)成本考慮，設(shè)計(jì)時(shí)不會(huì)像建筑主體結(jié)構(gòu)一樣預(yù)留足夠的安全儲(chǔ)備，但是地下世界充滿了未知性，依靠相關(guān)勘察工作無(wú)法對(duì)地下情況作出全面的判斷，尤其是對(duì)某些分布范圍小，但又剛好出現(xiàn)在控制性層面的不利地層，往往很難準(zhǔn)確揭露。而且支護(hù)結(jié)構(gòu)施工時(shí)，受施工單位人員技術(shù)水平和管理水平影響，支護(hù)結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量也會(huì)有差異。考慮到這些不利因素的影響，支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，必須留出一定的安全儲(chǔ)備，畢竟安全無(wú)小事。

3? 建筑工程深基坑施工中常見組合支護(hù)技術(shù)

組合支護(hù)技術(shù)是指將兩種或兩種以上支護(hù)方式結(jié)合起來(lái)，共同發(fā)揮基坑支護(hù)作用的支護(hù)方式，這種組合往往是由項(xiàng)目設(shè)計(jì)目標(biāo)、周邊環(huán)境、地質(zhì)情況、項(xiàng)目工期及投資預(yù)算等因素綜合決定的，在不同的建設(shè)項(xiàng)目中，支護(hù)方案需要考慮的側(cè)重點(diǎn)不同。但是總體而言，深基坑的組合支護(hù)主要由圍護(hù)體系和支撐體系兩部分構(gòu)成。

3.1? 排樁與鋼管內(nèi)支撐結(jié)合的支護(hù)體系

排樁支護(hù)是當(dāng)先運(yùn)用最多，也是相對(duì)較成熟的圍護(hù)體系。當(dāng)前運(yùn)用較多的樁型是水泥土攪拌樁、鋼管樁、鉆孔灌注樁。其中鉆孔灌注樁經(jīng)過多年的發(fā)展，在我國(guó)運(yùn)用比較普遍。鉆孔灌注樁強(qiáng)度高，適用地層廣，施工噪音小，施工沒有振動(dòng)，不會(huì)出現(xiàn)擠土現(xiàn)象。但是由于鉆孔灌注樁施工時(shí)多采用跳樁法進(jìn)行，相鄰樁施工間隔要在24h以上，樁體之間連續(xù)性較差，甚至在某些特殊地區(qū)，地層各向異性明顯，鉆孔灌注樁的垂直度難以保證，導(dǎo)致開挖后會(huì)發(fā)現(xiàn)樁與樁之間開叉，這更加加大了樁體之間的空隙，導(dǎo)致灌注樁排樁的止水性變差，在高水位地區(qū)，往往要在灌注樁排樁外側(cè)施工水泥土攪拌樁或高壓旋噴樁作為單獨(dú)的止水帷幕輔助鉆孔灌注樁完成對(duì)基坑的圍護(hù)。水泥土攪拌樁雖然止水性較好，但是其強(qiáng)度相對(duì)較低，雖然可以采用型鋼水泥土復(fù)合攪拌樁（SMW工法），但受限于當(dāng)前的施工控制技術(shù)和施工設(shè)備限制，難以滿足深、大基坑的圍護(hù)需要。

鋼管內(nèi)支撐隨著鋼結(jié)構(gòu)工藝的成熟，已經(jīng)頻繁出現(xiàn)在深基坑的支護(hù)中。鋼管內(nèi)支撐，其自身重量輕，施工速度快，安裝驗(yàn)收完成即可開始下一步的土方開挖，不存在支撐養(yǎng)護(hù)時(shí)間。而且鋼管可重復(fù)使用，大大降低了施工成本。同時(shí)，在鋼支撐安裝時(shí)，可在支撐上安裝支撐應(yīng)力監(jiān)測(cè)裝置和千斤頂，這樣不僅能夠隨時(shí)監(jiān)測(cè)支撐體系的受力情況，評(píng)判支護(hù)體系的安全性，而且還能根據(jù)需要對(duì)鋼支撐施加預(yù)應(yīng)力或者在支撐軸力衰減后，及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)壓，大大提升了支撐體系的可控化，甚至在安裝自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備和自動(dòng)加壓設(shè)備后，可以極大提升基坑監(jiān)測(cè)的智能化。3.2? 樁錨支護(hù)體系

樁錨支護(hù)體系主要包含排樁、錨桿（索）、腰梁、冠梁等構(gòu)件，它們通過相互作用、相互影響來(lái)構(gòu)成一個(gè)受力整體，其中排樁、錨桿（索）是主要的受力構(gòu)件。排樁主要是鉆孔灌注樁。作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)的鉆孔灌注樁，一般都采用大樁徑，有時(shí)為了提高排樁的抗剪能力同時(shí)避免太大樁徑帶來(lái)的施工難度，會(huì)設(shè)計(jì)成雙排樁，且考慮到樁體所受剪力在不同開挖深度的差異，一般都會(huì)通過提高局部配筋量來(lái)提升樁體的抗剪強(qiáng)度。錨桿（索）施工主要在樁體之間斜向成孔，一般不允許在樁體之上開孔，將錨桿（索）打入到穩(wěn)定地層，端部與腰梁錨固，通過張拉對(duì)錨桿（索）施加預(yù)應(yīng)力，預(yù)應(yīng)力作用在排樁上，阻止排樁的水平位移。樁錨支護(hù)技術(shù)的實(shí)施對(duì)地層要求較高，要求施工地域土質(zhì)緊密，在軟土環(huán)境下效果則會(huì)不理想。

3.3? 水泥土攪拌樁、地下連續(xù)墻與混凝土內(nèi)支撐結(jié)合的支護(hù)體系

地下連續(xù)墻適用于絕大多數(shù)地層，在砂層中，也可以通過用水泥土攪拌樁預(yù)加固槽壁的方法來(lái)提高地下連續(xù)墻的成槽質(zhì)量。原理上，地下連續(xù)墻不存在基坑深度限制，可以作為所有基坑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，但考慮到性價(jià)比，一般用于15m以上的深、大基坑支護(hù)。相比鉆孔灌注樁，雖然地下連續(xù)墻的造價(jià)較高，但其可靠性和止水性有很大提升，而且施工工期也可縮短25%以上。地下連續(xù)墻施工時(shí)，可在地下連續(xù)墻鋼筋籠上預(yù)留埋件（筋），以便基坑開挖后內(nèi)支撐的施工。對(duì)于某些地下結(jié)構(gòu)而言，地下層層高較大，當(dāng)層高基本接近于基坑支撐縱向間距時(shí)，內(nèi)支撐優(yōu)先考慮混凝土支撐，此時(shí)，可以將混凝土支撐與地下結(jié)構(gòu)梁結(jié)合起來(lái)，合二為一，既省去了混凝土支撐拆撐的麻煩和安全風(fēng)險(xiǎn)，又節(jié)約了材料，省去了結(jié)構(gòu)梁的施工時(shí)間和養(yǎng)護(hù)時(shí)間。

3.4? 地下連續(xù)墻與旋噴錨索結(jié)合的支護(hù)體系

當(dāng)前，土地愈發(fā)緊張，尤其是城市黃金地段，用地成本節(jié)節(jié)攀升，如何最大化利用土地已成為城鎮(zhèn)土地商業(yè)開發(fā)的重要命題。通過多年的實(shí)踐比較，地下連續(xù)墻在城市建設(shè)中可以最大化提高土地利用率。地下連續(xù)墻不僅是一種極為可靠的深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)，而且還能作為止水帷幕以及地下建筑外墻使用，“三墻合一”的優(yōu)勢(shì)可以節(jié)省很多的地下空間，同時(shí)，在基坑開挖時(shí)不用再考慮基坑放坡，能夠有效提高施工場(chǎng)地利用率。地下連續(xù)墻施工時(shí)，在墻體上預(yù)留孔洞，然后進(jìn)行旋噴錨索施工，通過腰梁將地下連續(xù)墻與錨索結(jié)合在一起，大大提升支護(hù)體系的可靠性，同時(shí)避免了其他支撐形式對(duì)基坑土方開挖的影響，提升土方開挖效率。這種地下連續(xù)墻與旋噴錨索結(jié)合的支護(hù)體系不存在拆撐的問題，可以加速地下結(jié)構(gòu)的施工進(jìn)度，同時(shí)這種支護(hù)體系可以長(zhǎng)時(shí)間有效，比較適合建設(shè)工期較長(zhǎng)的深基坑施工。

4? 深基坑組合支護(hù)體系的選擇

基坑的支護(hù)體系選擇一直以來(lái)都是一個(gè)難題，國(guó)內(nèi)外也沒有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)?！渡罨庸こ淘O(shè)計(jì)施工手冊(cè)》中，把基坑支護(hù)方法的選擇原則簡(jiǎn)單概括為“安全、經(jīng)濟(jì)、方便施工、因地制宜”，《基坑工程手冊(cè)》中根據(jù)基坑開挖的深度和項(xiàng)目所屬地區(qū)，列了一個(gè)方案選擇表。而在實(shí)際操作過程中，各地又因?yàn)楫?dāng)?shù)厥┕すに嚨某墒烨闆r，地質(zhì)情況，甚至當(dāng)?shù)貙＜医M的偏好等形成了具有地方特色的基坑支護(hù)方案選擇流程。

通過大量實(shí)踐，本人總結(jié)了以下幾點(diǎn)，希望在基坑支護(hù)方案選擇問題上能有所幫助。

（1）收集勘察報(bào)告和建設(shè)單位相關(guān)要求，提取可能影響基坑支護(hù)方案選擇的主要數(shù)據(jù)和因素。

（2）充分參考當(dāng)?shù)赝惞こ添?xiàng)目的成功案例。成功的案例必定是最適應(yīng)當(dāng)?shù)卮蟮牡刭|(zhì)情況和當(dāng)?shù)氐氖┕に疁?zhǔn)。

（3）確定初選方案。根據(jù)建設(shè)項(xiàng)目所處環(huán)境、建設(shè)單位對(duì)基坑支護(hù)的要求、基坑幾何尺寸、基坑安全等級(jí)、勘察資料和相關(guān)規(guī)范，制定基坑檢測(cè)項(xiàng)目，提出基坑變形監(jiān)測(cè)控制參考值，初步確定至少三個(gè)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的形式。

（4）基坑支護(hù)方案綜合評(píng)定。將基坑支護(hù)初選方案，分別按照綜合造價(jià)、施工工期、工藝成熟度、支護(hù)系統(tǒng)先進(jìn)性、場(chǎng)地需求、支護(hù)結(jié)構(gòu)的再利用比例、支護(hù)施工對(duì)環(huán)境的影響、支護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)后續(xù)施工的影響，對(duì)各項(xiàng)進(jìn)行量化評(píng)分，然后將各項(xiàng)評(píng)分分別加權(quán)加和，各項(xiàng)權(quán)重分別為0.3、0.25、0.15、0.05、0.05、0.1、0.05、0.05。

（5）確定優(yōu)選方案。根據(jù)三個(gè)支護(hù)方案的綜合評(píng)定結(jié)果，得分最高的可擬定為優(yōu)選方案。

（6）確定最終方案。將優(yōu)選方案提交專家組評(píng)審，根據(jù)專家評(píng)審意見，對(duì)方案進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化，確定最終方案。

5? 深基坑支護(hù)施工過程中出現(xiàn)的問題和解決措施

5.1? 基坑的降水和止水問題

隨著基坑開挖深度的不斷增加，基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)所面臨的地下水文環(huán)境也會(huì)愈發(fā)繁雜，特別是深基坑，基本都要面對(duì)基坑降水和止水問題。通過對(duì)以往基坑安全事故的調(diào)查分析，因地下水處置不當(dāng)引起的基坑安全問題占比很高。在基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工完成后，基坑土方開挖前，必須制定專業(yè)的基坑降水和止水方案，特別是鉆孔灌注樁等止水性較差的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，必須施工止水帷幕?；咏邓畱?yīng)在土方開挖之前展開，隨時(shí)監(jiān)測(cè)地下水位變化情況，當(dāng)?shù)叵滤惶停^控制值時(shí)，為了避免對(duì)周圍建（構(gòu)）筑物產(chǎn)生不利影響，必須利用回灌井進(jìn)行地下水回補(bǔ)，使水位保持在允許范圍內(nèi)。同時(shí)基坑開挖時(shí)，要儲(chǔ)備足夠的堵漏材料，以免止水帷幕漏水，影響基坑土方開挖，甚至沖毀基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)。

5.2? 基坑變形檢測(cè)和變形控制

基坑變形監(jiān)測(cè)是守護(hù)基坑安全的屏障，要按照設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，按時(shí)完成。深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形是必然的，但變形必須控制在合理范圍內(nèi)。一旦發(fā)現(xiàn)變形超過預(yù)警值，必須采取措施對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固和補(bǔ)強(qiáng)，必要時(shí)，要撤離基坑內(nèi)及基坑周邊的施工人員和設(shè)備，待確定安全后再恢復(fù)施工。

5.3? 基坑超挖和挖土過快問題

深基坑土方開挖要循序漸進(jìn)，要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)深度和規(guī)范要求逐步開挖，要給支護(hù)結(jié)構(gòu)留出足夠的時(shí)間適應(yīng)因土方開挖引起的應(yīng)力調(diào)整。每一層土方開挖完成后，要及時(shí)進(jìn)行支撐系統(tǒng)的施工，對(duì)于混凝土支撐和錨索（桿），必須保證強(qiáng)度和預(yù)應(yīng)力達(dá)到設(shè)計(jì)要求后才能開始下一層土的開挖。

5.4? 不按設(shè)計(jì)方案施工

按圖施工是基本要求，但是有些施工人員盲目迷行經(jīng)驗(yàn)，心存僥幸心理，不顧工程安全，怎么施工方便就怎么干，私自修改設(shè)計(jì)，給深基坑支護(hù)體系留下了安全隱患，甚至造成安全事故。深基坑支護(hù)體系施工，必須選擇具備相應(yīng)資質(zhì)的單位，要加強(qiáng)施工人員安全教育和提升質(zhì)量意識(shí)，提高施工組織管理水平，確保支護(hù)體系的施工質(zhì)量。

6? 結(jié)束語(yǔ)

隨著科技的發(fā)展和工程實(shí)踐的深入，深基坑的支護(hù)形式將進(jìn)一步完善和改進(jìn)，深基坑的組合支護(hù)方案也將更加多元化，如何根據(jù)特定的工程要求，選擇最優(yōu)的組合支護(hù)方案，還需要我們繼續(xù)探索。

參考文獻(xiàn)：

[1] 鄭云剛，王自忠，楊世相.城市復(fù)雜條件下超深基坑支護(hù)技術(shù)的研究與應(yīng)用[J].施工技術(shù)，2016（11）：73～77.

[2] 吳志超，陳景濤.深基坑支護(hù)方案設(shè)計(jì)與數(shù)值模擬分析[J].應(yīng)用力學(xué)學(xué)報(bào)，2016（3）：509～515+552.

[3] 郝愛紅，黃欣.房建工程深基坑施工中組合支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用[J].科技與企業(yè)，2014（7）：229～230.