張廣乾 李向陽(yáng) 高小航 畢小勇 吳彪 梁廳 張晨招

（1 西安建材地質(zhì)工程勘察院有限公司；2 陜西中祥基礎(chǔ)工程有限責(zé)任公司）

0 引言

隨著城市化進(jìn)程深入，為充分節(jié)約土地資源，拓展地下空間，建筑結(jié)構(gòu)不斷向縱深方向發(fā)展，從而形成大量深基坑，基坑支護(hù)形式選取的是否合適直接決定了基坑邊坡的穩(wěn)定及安全，也決定了工程造價(jià)是否合理經(jīng)濟(jì)，工程設(shè)計(jì)人員需充分結(jié)合地質(zhì)條件、基坑形狀、深度及基坑周圍環(huán)境等因素[1]，遵循“安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理、施工便利并保證工期”的原則，綜合考慮，擬定出最經(jīng)濟(jì)合適的支護(hù)形式[2]。

1 深基坑支護(hù)形式及其特征

按照基坑土體開挖形式、支護(hù)結(jié)構(gòu)施做與土體開挖時(shí)間及基坑壁土體開挖后邊坡形狀，可將基坑支護(hù)類型可分為放坡形式支擋和垂直支擋兩大類。放坡形式支擋，土體需嚴(yán)格分層開挖，支擋工程隨土方開挖進(jìn)行，基坑邊開挖邊支擋，支擋結(jié)構(gòu)剛度較小，基坑邊坡產(chǎn)生的位移較大，基坑開挖占用了開挖線外一定的空間，對(duì)周圍環(huán)境影響大，使用受周圍環(huán)境影響大，制約條件多，該工法盡量利用土體的自穩(wěn)性，土方開挖多，土方開挖受支護(hù)施工制約，工程造相對(duì)較低，施工簡(jiǎn)便，安全性一般，適用于基坑周圍環(huán)境簡(jiǎn)單，基坑安全等級(jí)低的基坑支護(hù)。垂直支擋型，支擋結(jié)構(gòu)在土體開挖前需完成支護(hù)結(jié)構(gòu)施工，土體開挖分層厚度不需要嚴(yán)格控制，支擋結(jié)構(gòu)剛性較大，基坑邊坡產(chǎn)生的位移較小，對(duì)基坑周邊環(huán)境要求低，該工法適應(yīng)性強(qiáng)，對(duì)基坑周邊建筑物（構(gòu)筑物、管線）影響小，對(duì)基坑周圍環(huán)境要求低，該工法主要通過平衡基坑側(cè)壁土體壓力，支護(hù)安全性高，可靠性好，支護(hù)造價(jià)高，適用于無施工場(chǎng)地等基坑安全等級(jí)較高的基坑支護(hù)[3][4]。

2 常用的支護(hù)結(jié)構(gòu)及適用范圍

2.1 放坡形支護(hù)結(jié)構(gòu)及適用范圍

放坡形支護(hù)形式主要包括穩(wěn)定坡率法放坡開挖及土釘墻支護(hù)[5]。

2.1.1 穩(wěn)定坡率法放坡開挖

基坑側(cè)壁土體依靠土體自穩(wěn)定性形成坡面，設(shè)計(jì)根據(jù)土性采用土體自穩(wěn)的坡率開挖或多級(jí)放坡，分級(jí)間設(shè)置碎落臺(tái)。坡面根據(jù)土質(zhì)情況、坡率、氣候條件、基坑回填時(shí)間等因素綜合考慮，采用坡面掛網(wǎng)噴漿、素噴混凝土、塑料布/土工布覆蓋、綠網(wǎng)覆蓋等適宜防護(hù)措施，該工法主要適用于周圍環(huán)境簡(jiǎn)單的基坑，有大量的施工場(chǎng)地，土方運(yùn)輸堆放方便，支護(hù)施工最簡(jiǎn)單，造價(jià)與土方導(dǎo)運(yùn)關(guān)系密切。

2.1.2 土釘墻支護(hù)

根據(jù)土體性質(zhì)、基坑周圍環(huán)境，基坑側(cè)壁按一定的坡比逐層削切土體，在坡面掏孔，植入土釘筋體，孔內(nèi)灌注漿液，坡面土釘位置處設(shè)置通長(zhǎng)加強(qiáng)筋，并綁扎鋼筋網(wǎng)、噴射混凝土，并輔以排水系統(tǒng)，形成的柔性支護(hù)支護(hù)體系。

根據(jù)土質(zhì)情況、基坑深度、周圍環(huán)境等因素，結(jié)合基坑穩(wěn)定性驗(yàn)算，確定土釘形狀、長(zhǎng)度、間距等設(shè)計(jì)參數(shù)。一般采用鋼筋土釘，對(duì)于砂層，填土層等成孔困難地層采用擊入式孔壁開口鋼管土釘，針對(duì)坡面變形大的基坑采用預(yù)應(yīng)力鋼筋或預(yù)應(yīng)力錨索土釘，形成復(fù)合式土釘墻，控制邊坡位移。

該工法適用于基坑周圍環(huán)境較簡(jiǎn)單，具有一定的放坡空間，坑壁位移不需要嚴(yán)格控制，支護(hù)結(jié)構(gòu)施工較簡(jiǎn)單，但對(duì)土方開挖有制約，工程造價(jià)較低。

2.2 垂直支擋結(jié)構(gòu)及適用范圍

垂直支擋形式主要包括重力式水泥擋墻、鋼板樁、型鋼水泥土攪拌樁、預(yù)制混凝土樁、灌注樁排樁、地下連續(xù)墻[6]。

2.2.1 重力式水泥墻

重力式水泥墻主要依靠基坑側(cè)壁改良后的土體自重來平衡坑壁土體壓力，根據(jù)施工工藝又可分為深層攪拌水泥土樁擋墻及高壓旋噴樁擋墻，還可以根據(jù)墻體變形可插入型鋼等改善墻體強(qiáng)度。

該工法適用于周圍環(huán)境較簡(jiǎn)單，具有一定的施工空間，坑壁位移不需要嚴(yán)格控制，施工需大型設(shè)備，工期長(zhǎng)，水泥樁受施工影響大，擋墻質(zhì)量離散性大，墻體強(qiáng)度達(dá)到齡期方可開挖基坑，軟基中變形較大，墻體隔水效果好，工程造價(jià)相對(duì)較低。

2.2.2 鋼板樁

沿基坑開挖線壓入拉森鋼板樁或冷彎鋼板樁，鋼板通過鎖扣連接，形成板樁式圍護(hù)結(jié)構(gòu)，且能通過內(nèi)支撐或錨拉體系提拱較大的抗力，鋼板樁施工快，壓樁完后即可開挖土方，鋼板樁可重復(fù)利用，基坑穩(wěn)定性好，坑壁位移可控。

該工法適用范圍廣，特別適用于狹長(zhǎng)形基坑，如管廊，管道等基坑，具有非常好的性價(jià)比。

2.2.3 預(yù)制樁

沿基坑開挖線引孔或直接壓入預(yù)制鋼筋混凝土樁，且能通過內(nèi)支撐或錨拉體系提拱較大的抗力，預(yù)制樁工廠化制造，質(zhì)量可控，且壓樁施工速度快，基坑支護(hù)施工工期短，但壓樁對(duì)周圍有影響。

該工法適用范圍較廣，特別適用于城市核心區(qū)，工期短，污染小，需要一定的施工場(chǎng)地。

2.2.4 灌注樁

沿基坑開挖線成孔，下鋼筋籠澆筑混凝土形成的支擋結(jié)構(gòu)。根據(jù)地下水、土質(zhì)、基坑深度、周圍環(huán)境等因素，結(jié)合基坑穩(wěn)定性驗(yàn)算，采用咬合樁形成樁墻或排列樁形式，盡量在樁體設(shè)置多道內(nèi)支撐或錨拉結(jié)構(gòu)，形成樁錨結(jié)構(gòu)，減小樁上彎矩和樁底位移，充分發(fā)揮樁及錨索的受力特性，使得支護(hù)結(jié)構(gòu)受力最小，降低工程造價(jià)。

該工法適應(yīng)范圍廣，能提供的抗力大，支擋系統(tǒng)強(qiáng)度高，樁頂位移可控，可根據(jù)基坑周圍環(huán)境采用懸臂樁或樁錨結(jié)構(gòu)，解決各種復(fù)雜的基坑支擋，灌注樁適應(yīng)能力強(qiáng)，支擋結(jié)構(gòu)安全可靠，工業(yè)稍顯復(fù)雜，造價(jià)相對(duì)較高，工期相對(duì)較長(zhǎng)，施工對(duì)地下水有一定的污染。

2.2.5 地下連續(xù)墻

沿基坑開挖線在泥漿護(hù)壁作用下挖槽，安設(shè)鋼筋籠，灌注混凝土形成的支擋結(jié)構(gòu)，其形成的支擋體系，整體剛度好，強(qiáng)度高，支護(hù)效果好，具有較好的防滲、截水效果，但其施工工藝復(fù)雜，施工難度大，造價(jià)高，條件許可時(shí)可通過內(nèi)支撐或錨拉結(jié)構(gòu)，降低連續(xù)墻的斷面厚度，降低工程造價(jià)。

該工法適用范圍廣，特別較深的豎井等基坑及基坑周圍建筑密集的深基坑支護(hù)及逆作法施工的圍護(hù)結(jié)構(gòu)。

3 基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)選型

基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的選型，需結(jié)合基坑巖土參數(shù)、地下水情況、基礎(chǔ)形式、基坑深度、平面尺寸、基坑周圍環(huán)境（建筑紅線、臨近建筑物距離、基礎(chǔ)形式、埋深，上部結(jié)構(gòu)等、管道、線纜）、施工場(chǎng)地、工期要求、荷載要求、當(dāng)?shù)厥┕そ?jīng)驗(yàn)及技術(shù)水平等綜合考慮，結(jié)合基坑支護(hù)等級(jí)，坑頂位移要求，本著經(jīng)濟(jì)合理安全可靠的原則，選取合適的支護(hù)類型，在安全的前提下，選取工藝成熟、施工便捷、造價(jià)較低的支護(hù)形式。

4 結(jié)論

⑴深基坑支護(hù)工程是一項(xiàng)較為復(fù)雜的危大工程，涉及巖土工程與結(jié)構(gòu)工程，支護(hù)選型應(yīng)綜合考慮基坑地質(zhì)條件、基礎(chǔ)形式、基坑特征、周圍環(huán)境及施工工藝等因素。

⑵選取的支護(hù)形式既要保證基坑的安全，又要具有施工便捷，工程造價(jià)低廉的特點(diǎn)，支護(hù)設(shè)計(jì)選型時(shí)細(xì)化基坑段落，根據(jù)具體情況逐段擬定支護(hù)結(jié)構(gòu)形式，最終采用一種或多種組合的支護(hù)形式來滿足基坑支護(hù)需求。

⑶選取合理的支護(hù)結(jié)構(gòu)形式能以較低的工程造價(jià)，可達(dá)到預(yù)期的設(shè)計(jì)效果。