何劍峰

（福建嘉基閩通建設(shè)有限公司，福建 福州 350500）

0 引言

基坑支護是指為保證地下結(jié)構(gòu)施工及基坑周邊環(huán)境安全，利用支擋、加固等多種結(jié)構(gòu)加強基坑側(cè)壁和周邊環(huán)境保護，是保障基坑工程與施工人員安全的關(guān)鍵措施[1-3]。目前，我國建筑工程項目土建工程中深基坑工程越來越多，向著更大、更深的趨勢發(fā)展，也因此出現(xiàn)了眾多深基坑支護結(jié)構(gòu)形式及相關(guān)的施工方式，在建筑工程施工中的影響也愈來愈大[4-6]。深基坑支護結(jié)構(gòu)施工技術(shù)直接影響著基礎(chǔ)設(shè)施工程的安全可靠性和耐久性，工程設(shè)計與施工人員對深基坑支護結(jié)構(gòu)施工技術(shù)應(yīng)有準確的掌握和靈活的應(yīng)用。本文僅就建筑工程深基坑支護結(jié)構(gòu)的類型和選型原則進行介紹，并以實際案例展示實戰(zhàn)效果。

1 深基坑支護的常見類型

在建筑工程施工中，深基坑支護中的主要類型[7-10]有：地下連續(xù)墻支護、土釘墻支護、重力式擋墻支護、樁撐支護、地下連續(xù)墻加撐以及雙排樁+錨桿或樁撐等。

（1）地下連續(xù)墻。地下連續(xù)墻是借助特殊的機械于地下空間建設(shè)的連續(xù)鋼筋混凝土墻體，可發(fā)揮地下室側(cè)墻及基坑擋土、截水及防滲過程中的臨時作用。地下連續(xù)墻在諸多領(lǐng)域均得以廣泛應(yīng)用，可以用于軟黏土層和砂土層的深基坑工程支護，具備較好的防潮防漏特性，起著截水、防滲、承重、擋水的作用，具有施工效率高、防水承重性能好、質(zhì)量可靠、安全效益和經(jīng)濟效益明顯等優(yōu)勢，但其施工過程中會產(chǎn)生廢泥漿，處理起來比較麻煩。

（2）土釘墻。不同于被動式擋土維護結(jié)構(gòu)，土釘墻是一種新型的主動支護結(jié)構(gòu)，利用主動嵌固的方式，保證基坑安全、穩(wěn)定，確?；娱_挖施工后邊坡依然處于穩(wěn)定狀態(tài)。因為土釘墻容易隨著邊坡土體變形，因此土釘墻結(jié)構(gòu)對土質(zhì)的要求較高，可適用于軟塑、可塑或堅硬的黏性土層基坑的支護。土釘墻適用的基坑深度有限，但也有應(yīng)用于開挖深度10m 以上基坑支護的成功案例。土釘墻支護具有施工便捷快速、穩(wěn)定可靠、可節(jié)省工期、造價較低等優(yōu)點，但對于富水地層條件，應(yīng)做好降排水工作，確保降水到位，才能施作土釘墻。

（3）噴錨支護或復(fù)合噴錨支護。噴錨支護或復(fù)合噴錨支護是使錨桿、混凝土噴層和基坑邊坡形成共同作用的體系，防止巖土層松動、分離，適用于開挖深度不大（一般不超過6m）且坑壁土體自穩(wěn)性能較好的基坑開挖支護。

（4）重力式擋墻。重力式擋墻主要應(yīng)用于深度不足6m 的工程之中，同時，結(jié)構(gòu)施工中也需要投入較高的成本。構(gòu)成擋土墻的水泥樁主要由深層攪拌或高壓旋噴方式構(gòu)成，布置水泥土樁的過程中，可結(jié)合實際選擇格構(gòu)式，也可選擇實腹式，從形狀上劃分，其主要可分為直線形、直線+扶壁和連拱形。

（5）排樁+長錨桿。雙排樁是近年來得以廣泛應(yīng)用的支護模式，該支護模式主要借助前后兩排樁、樁頂連梁和兩排樁間的土體合力，控制深基坑邊坡變形，保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

（6）內(nèi)支撐。內(nèi)支撐是常用的深基坑側(cè)向支護結(jié)構(gòu)，是控制邊坡側(cè)向變形最有效的手段之一?；娱_挖深度較深且基坑呈狹長分布時，采用排樁+內(nèi)支撐具有較好的經(jīng)濟性。內(nèi)支撐支護的優(yōu)點包括結(jié)構(gòu)的剛度較大，可以有效抑制邊坡的變形，對基坑周邊的建（構(gòu)）筑物有很好的保護作用，其不會對基坑外的部分產(chǎn)生負面影響。其在變形控制要求較高的基坑支護施工中應(yīng)用較為廣泛。但是，其也存在明顯的不足：首先，內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)是干擾土方開挖施工的主要因素，工期也會受到較大的影響；其次，立柱可能引發(fā)基礎(chǔ)防水問題；再次，拆除支護的過程中，需結(jié)合實際采用換撐等處理措施，會提高工程造價。

（7）鋼板樁。鋼板樁是一種主動式擋土結(jié)構(gòu)，鋼板樁支護的優(yōu)勢尤為明顯，該支護模式施工便捷，工程的工期不長，基坑施工結(jié)束且完成回填處理，便可拔出槽鋼，槽鋼也可多次利用，以此減少支護成本。但是，鋼板樁支護也存在較為明顯的缺陷，其無法實現(xiàn)擋水以及土中細小顆粒的功能，地下水處于高位時，也對降水和隔水提出了較高的要求，因此，該技術(shù)通常不用于地下水水位較高，且地下水儲量較多的區(qū)域。除此之外，鋼板樁支護不具備強大的抗彎能力，開挖中會產(chǎn)生較為顯著的撓曲變形問題，其主要用于深度在4m 以內(nèi)的結(jié)構(gòu)當中。

（8）鉆孔灌注樁。鉆孔灌注樁以其特有的優(yōu)勢廣泛地應(yīng)用于路橋、市政、建筑等工程領(lǐng)域。就建筑工程中的基坑支護而言，鉆孔灌注樁多應(yīng)用于深度為7～10m 的基坑工程。鉆孔灌注樁的工程適用性很好，可適用于礫石、砂土、黏性土等各種地層，施工過程對周圍環(huán)境的影響也較小，施工工期短，工藝成熟，樁體成型后整體性較好。但鉆孔灌注樁也存在應(yīng)用缺陷，首先是成樁質(zhì)量不好控制（樁體破損、樁身傾斜等），這直接影響著樁體工程性能；鉆孔過程中也可能出現(xiàn)斜孔、塌孔、縮孔等成孔不合格現(xiàn)象，影響后續(xù)施工；同時，和地下連續(xù)墻類似，施工過程中會產(chǎn)生廢泥漿，處理起來比較麻煩。

2 深基坑支護體系選型原則

在深基坑支護工程施工中，應(yīng)根據(jù)選型原則和現(xiàn)場具體的土質(zhì)土壤層條件，保證建筑工程施工中選擇支護型式的合理性與適用性，使整個基坑達到安全、經(jīng)濟、快速的要求。深基坑支護圍護系統(tǒng)的選擇應(yīng)根據(jù)基本的選型原則，策劃設(shè)計經(jīng)濟有效、安全可靠的工程施工方案，確保深基坑開挖過程中附近工程的施工安全，減少工程施工周期。具體反映在以下幾個方面：

（1）安全可靠原則，確?；邮┕ぜ爸車藛T、工程、環(huán)境的安全；

（2）經(jīng)濟合理原則，應(yīng)符合造價、工期以及環(huán)保等方面的經(jīng)濟技術(shù)要求；

（3）便于施工原則，具有施工的可行性與方便性；

（4）因地制宜原則，結(jié)合施工現(xiàn)場概況，選擇滿足工程施工要求的支護結(jié)構(gòu)，妥善處理擋土止水問題。

3 深基坑支護選型應(yīng)用案例

3.1 工程概況

某建筑工程基坑的開挖深度為15.80m，局部開挖深度達18.30m，占地面積也較大，近1000m2?；铀趫龅氐牡刭|(zhì)條件差，地層巖性主要包括松散填土、淤泥質(zhì)土、富水砂層，其中砂層透水性很好，且厚度較大，導(dǎo)致止降水難度較大。此外，基坑場地水文條件復(fù)雜，水量豐富且水壓較大。該基坑周邊環(huán)境也較復(fù)雜，基坑施工中，應(yīng)最大限度規(guī)避對周圍市政道路和地下市政、通信管線的負面影響。

3.2 豎向支護體系選型

基于深基坑支護體系選型原則，結(jié)合水文地質(zhì)條件及工程具體要求，確定該深基坑較為適用的豎向支護體系為“地下連續(xù)墻”方案和“攪拌樁或旋噴樁+旋挖灌注樁”方案，根據(jù)兩種方案的特點進行方案對比優(yōu)選，具體對比如表1所示。

表1 豎向支護體系選型方案分析

通過表1 的對比分析，確定采用地下連續(xù)墻作為該深基坑工程的豎向支護結(jié)構(gòu)，盡管地下連續(xù)墻的造價相對較高，但考慮到地下連續(xù)墻可作為地下室的側(cè)墻結(jié)構(gòu)，有利于降低支護總體造價，且地下連續(xù)墻的止水承重效果更好。因此，綜合多方面考慮，該深基坑工程的豎向支護結(jié)構(gòu)采用地下連續(xù)墻。

3.3 側(cè)向支護體系選型

該深基坑工程側(cè)向支護體系主要考慮預(yù)應(yīng)力錨索方案和內(nèi)支撐方案，基于深基坑支護體系選型原則，結(jié)合水文地質(zhì)條件及工程具體要求，對兩種側(cè)向支護方案進行方案對比優(yōu)選，具體對比如表2所示。

表2 側(cè)向支護體系選型方案分析

由表2 可知，該深基坑工程側(cè)向支護體系選擇內(nèi)支撐支護更為合理，對周邊的環(huán)境影響較??；受力性能較好，安全性高，具有施工可行性且造價較低。

3.4 最終方案

以安全可靠、經(jīng)濟合理、便于施工、因地制宜為選型原則，綜合考慮該深基坑工程具體施工條件和施工要求，確定該深基坑豎向支護結(jié)構(gòu)采用地下連續(xù)墻，側(cè)向支護體系選擇內(nèi)支撐，即采用“地下連續(xù)墻+兩道鋼筋混凝土內(nèi)支撐”的基坑支護方案，可確保工程施工安全和施工質(zhì)量?；又ёo示意圖如圖1所示。

圖1 基坑支護平面圖及剖面圖

該深基坑工程采用“地下連續(xù)墻+兩道鋼筋混凝土內(nèi)支撐”的基坑支護方案，施工過程安全，無事故發(fā)生。施工全程通過監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測基坑的變形情況，監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示基坑變形均在安全允許范圍內(nèi)，施工效果很好。施工結(jié)束后，基坑工程整體安全可靠，為建筑工程的高質(zhì)量建設(shè)奠定了基礎(chǔ)。

4 結(jié)束語

深基坑工程施工過程中支護結(jié)構(gòu)的選擇非常重要，是保障基坑工程與施工人員安全的重要手段。深基坑支護體系的選型也很重要，一旦不合理，則很容易造成安全事故，應(yīng)從整體出發(fā)，遵循安全可靠、經(jīng)濟合理、便于施工、因地制宜的選型原則，推動深基坑工程的高質(zhì)量建設(shè)。