陳永標

（遠豐控股集團有限公司，浙江 溫嶺 317500）

市政工程中深基坑常處于密集的既有建筑物、道路橋梁、地下管線、地鐵隧道或人防工程的近旁，雖屬臨時性工程，但其地質(zhì)及周邊環(huán)境復(fù)雜，其技術(shù)復(fù)雜性卻不亞于永久性的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)；特別是在軟土地層橋梁的施工，若基坑結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理、施工中不能有效控制安全質(zhì)量，不僅危及基坑本身安全，還將導(dǎo)致臨近的建構(gòu)筑物、道路橋梁和各種地下設(shè)施等下沉、變形、開裂等，造成巨大損失。另外，深基坑工程支護結(jié)構(gòu)設(shè)計一般以開挖施工時的諸多地層技術(shù)參數(shù)、支護結(jié)構(gòu)類型等為依據(jù)，開挖施工過程中往往會使支護結(jié)構(gòu)產(chǎn)生內(nèi)力和位移以及引起基坑內(nèi)外土體變形，發(fā)生種種意外變化，設(shè)計和施工時均要充分考慮各種不利情況。

1 基坑支護結(jié)構(gòu)和支撐體系的類型

1.1 基坑支護結(jié)構(gòu)類型

基坑支護結(jié)構(gòu)按照計算受力性質(zhì)不同主要可分為三類：重力式、懸臂式、支撐式。通過地層參數(shù)、周邊施工環(huán)境、周轉(zhuǎn)材料的供應(yīng)情況以及工期、安全質(zhì)量等要求選取合理的支護結(jié)構(gòu)類型。

水泥土攪拌樁和土釘墻支護是目前5m 至10m 范圍以內(nèi)軟土地質(zhì)深基坑首選的支護形式，當(dāng)土層條件較好時，深度15m 左右基坑也可使用。水泥攪拌樁支護結(jié)構(gòu)既能擋土又能擋水，而土釘墻支護結(jié)構(gòu)較多地應(yīng)用于地下水位較低或者地下水位能夠被疏干降低的區(qū)域。水泥土攪拌樁支護結(jié)構(gòu)布置型式較為常用的有實體式、空腹式、格構(gòu)式等類型，既可采用漿噴也可以粉噴。土釘墻可以單獨使用，也可以與其它支護型式聯(lián)合使用。

對于5～10m 深軟土基坑、且周邊環(huán)境較為復(fù)雜，常采用鉆（沖、挖） 孔樁、鋼筋混凝土預(yù)制樁等類型支護結(jié)構(gòu)形式，如需防滲止水時，則可在圍護樁外側(cè)輔之以水泥土攪拌樁、化學(xué)灌漿或高壓注漿形成止水帷幕。

用鋼板樁或H 型鋼樁加內(nèi)支撐支護結(jié)構(gòu)在橋梁承臺深基坑施工領(lǐng)域應(yīng)用較為廣泛，其施工工藝簡單，材料可周轉(zhuǎn)使用、施工工期較短、自身能形成止水帷幕，綜合成本較低。

當(dāng)基坑深度大于10m 時，也可考慮采用地下連續(xù)墻、鋼筋砼排樁支護結(jié)構(gòu)形式，并根據(jù)需要設(shè)置支撐或錨桿。

1.2 支撐體系型式

常用的支撐體系按其受力性能和基坑只存可分為單跨壓桿式、多跨壓桿式、雙向多跨壓桿式、水平桁架式、水平框架式、豎向斜撐、平面斜角撐、井字撐與斜角撐結(jié)合等多種形式；支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計時依據(jù)支撐受力模型選用鋼管、型鋼等截面類型，依據(jù)受壓構(gòu)件分析其布置形式對桿件平面內(nèi)和平面外計算長度的影響，使桿件雙向受壓承載力接近一致。

2 軟土地層深基坑支護鋼板樁設(shè)計及施工技術(shù)要點分析

2.1 鋼板樁結(jié)構(gòu)形式

工程行業(yè)鋼板樁一般采用熱軋U 型鋼板樁，其設(shè)計依據(jù)為國標《熱軋U 型鋼板樁》GBT 20933-2007；深基坑支護設(shè)計時一般采用拉森Ⅲ型和拉森Ⅳ型，且拉森Ⅳ型鋼板樁因其剛度大、租賃范圍廣應(yīng)用更為廣泛。

熱軋U 型鋼板樁截面形式：

常用熱軋U 型鋼板樁截面尺寸及截面特性：

2.2 鋼板樁支護結(jié)構(gòu)簡要計算原理

支護結(jié)構(gòu)計算時其主動土壓力和被動土壓力計算、嵌固深度計算、支撐軸力計算等一般依據(jù)《建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程》JGJ 120-2012 中朗肯土壓力計算原理等有關(guān)規(guī)定；支護結(jié)構(gòu)中內(nèi)支撐及腰梁一般為鋼管或型鋼材料，其受彎、受壓彎計算一般依據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計標準》GB 50017-2017 中有關(guān)要求。

表中型號（寬度×高度）：400×125 為拉森Ⅲ型鋼板樁，400×170 為拉森Ⅳ型鋼板樁。

2.3 鋼板樁支護結(jié)構(gòu)施工要點分析

1） 鋼板樁打設(shè)：優(yōu)先采用靜力壓樁，打設(shè)困難時再考慮采用振動沉樁。

2） 鎖口內(nèi)應(yīng)填充油脂等潤滑油；軟土且水位較高地段鋼板樁組拼時，在鎖口內(nèi)填充防水混合料，咬合的鎖口再用棉絮、油灰嵌縫嚴密。

3） 樁孔處理：為及時回填樁孔，每拔高1m 后暫停引拔，振動幾分鐘讓土孔填實。鋼板拔出樁孔后，剩余的空隙應(yīng)及時用1:1 水泥砂漿填實。

4） 基坑開挖：基坑開挖應(yīng)遵循“開槽支撐，先撐后挖，分層開挖，嚴禁超挖”的原則；基坑周圍地面設(shè)置臨時排水溝，應(yīng)避免漏水、滲水進入坑內(nèi)；靠現(xiàn)狀路面的基坑側(cè)壁頂部1m 范圍內(nèi)不得通行車輛，且1m 外車輛荷載不得超過11Kpa。其它基坑側(cè)壁頂部2m 范圍內(nèi)不得堆載（如翻挖土），且2m 外隊在不得超過10Kpa；基坑開挖過程中應(yīng)采取措施防止碰撞支護結(jié)構(gòu)、工程樁或擾動基底原狀土；發(fā)現(xiàn)異常情況時，應(yīng)立即停止挖土，并應(yīng)立即查清原因和采取措施，方能繼續(xù)挖土；開挖至坑底標高后，坑底應(yīng)及時滿封閉并進行基礎(chǔ)施工。

5） 鋼板樁的拔除：鋼板樁系多次重復(fù)使用的設(shè)備，基礎(chǔ)或墩身筑出水面后即可拔出鋼板樁，拆除圍堰。拔樁時，可先用振動錘將板樁鎖口振活以減小土的阻力，然后邊振邊拔。對較難拔出的板樁可先用柴油錘將樁振打下100～300mm，再用振動錘交替振打、振拔。有時，為及時回填拔樁后的土孔，在把板樁拔至此基礎(chǔ)底板略高時暫停引拔，用振動錘振動幾分鐘，盡量讓土孔填實一部分。起重機應(yīng)隨振動錘的起動而逐漸加荷，起吊力一般略小于減振器彈簧的壓縮極限。供振動錘使用的電源應(yīng)為振動錘本身電動機額定功率的1.2～2.0 倍。對引拔阻力較大的鋼板樁，采用間歇振動的方法，每次振動15min，振動錘連續(xù)工作不超過1.5h。拔出的鋼板樁應(yīng)清刷干凈、修補整理、涂刷防銹油；堆放時應(yīng)按板樁類型、長度分別編號、登記、堆放整齊。

3 動態(tài)設(shè)計和信息化施工

深基坑工程是土體與圍護結(jié)構(gòu)體系相互作用的一個動態(tài)變化的復(fù)雜系統(tǒng)，依靠理論分析和經(jīng)驗估計是難以把握在復(fù)雜的開挖和降雨等條件下基坑支護結(jié)構(gòu)和土體的變形破壞；也難以完成可靠而經(jīng)濟的基坑設(shè)計。特殊地質(zhì)情況下因為這里存在著許多不確定因素，通過施工時對整個基坑工程系統(tǒng)的監(jiān)測，可以掌握其變化的態(tài)勢，利用監(jiān)測信息的反饋分析，就能較好地預(yù)測系統(tǒng)的變化趨勢。當(dāng)出現(xiàn)險情預(yù)兆時，可作出預(yù)警，及時采取措施，保證施工和環(huán)境的安全；當(dāng)安全儲備過大時，可及時修改設(shè)計，削減圍護措施，通過反分析，可修改設(shè)計模型，調(diào)整計算參數(shù)，總結(jié)經(jīng)驗，提高設(shè)計與施工水平。

4 結(jié)語

在軟土地層深基坑支護工程中，由于設(shè)計不合理、施工不當(dāng)?shù)仍?，?jīng)常發(fā)生基坑垮坍、建筑物及路面塌陷或開裂、基底隆起等等工程事故，直接影響施工進度和工程造價，甚至危及人們的生命財產(chǎn)安全。所以在施工中應(yīng)遵循有關(guān)規(guī)范和設(shè)計要求，加強安全監(jiān)控與檢查工作，做好軟土地層深基坑支護工程。