[简议深基坑支护技术的应用] 深基坑支护

　　摘要：本文主要根据笔者参加工作的多年工作实践经验，就现如今工程项目建设中的深基坑支护技术的应用进行了阐述。供同行参考。 　　关键词：结构类型；深基坑支护；技术应用
　　城市基坑工程往往处于房屋和生命线工程的密集地区，很多情况下不允许采用比较经济的放坡开挖，而需要在人工支护条件下进行基坑开挖。为了保证基坑周围的建筑物，地下管线，道路等的安全，应大力研究深基坑支护技术。
　　1.深基坑支护结构类型
　　基坑支护工程中的常用支护形式有：各种成桩工艺的悬臂护坡桩或地下连续墙、护坡桩或地下连续墙与锚杆组成的桩墙—锚杆结构、护坡桩或地下连续墙与钢筋混凝土或钢材支撑组成的桩墙—内支撑结构、环形内支撑桩墙结构、土钉与喷射混凝土组成的土钉墙、土钉墙与搅拌桩或旋喷桩组成的复合土钉墙、土钉墙与微型桩组成的复合土钉墙、搅拌桩或旋喷桩形成的水泥土重力挡墙、逆作拱墙、双排护坡桩、钢板桩支护、SMW工法的搅拌桩支护、逆作或半逆作法施工的地下结构支护、各种支护结构基坑内软土加固、土体冻结法等。
　　1.1钢板桩支护
　　钢板桩应用于建筑深基坑的支护，是一种施工简单，投资经济的支护方法。在上海软土地区过去应用较多，但由于钢板桩本身柔性大，如支撑或锚拉系统设置不当，其变形会很大。因此对基坑支护深度达7m以上软土地层，基坑支护不宜采用钢板桩支护，除非设置多层支撑或锚拉杆，但应考虑到地下室施工结束后钢板桩拔除时对周围地基和地表变形的影响。
　　1.2地下连续墙
　　地下连续墙是在泥桨护壁的条件下分槽段构筑的钢筋混凝土墙体，地下连续墙最早于1950年开始应用于巴黎和米兰市的地下建筑工程，我国在20世纪60年代初开始应用于水坝的防渗墙，后来国内将地下连续墙用于城市深基坑的围护结构最早是广州白天鹅宾馆，现在全国各地已用得比较普遍，如地下连续墙的施工深度国内已有超过80m，厚度达1.4m。由于地下连续墙具有整体刚度大和防渗性好，适用于地下水位以下的软粘土和砂土多种地层条件和复杂的施工环境，尤其是基坑底面以下有深层软土需将墙体插入很深的情况，因此，在国内外的地下工程中得到广泛应用，并且随着技术的发展和施工方法及机械的改进，地下连续墙发展到既是基坑施工时的挡墙围护结构，又能作为拟建主体结构的侧墙。也可采用逆作法施工减少对环境和地面交通的影响。
　　1.3柱列式灌注桩排桩支护
　　柱列式间隔布置包括：桩与桩之间有一定的净距的疏排布置形式和桩与桩相切的密排布置形式。为降低工程造价和施工方便，柱列式灌注桩作为挡土围护结构有很好的刚度，但各桩之间，必须在桩顶浇筑较大截面的钢筋混凝土帽梁加以可靠连结。为防止地下水并夹带土体颗粒从桩间空隙流入坑内，应同时在桩间或桩背采用高压注浆，设置深层搅拌桩，旋喷桩等措施，或在桩后专门构筑防水帷幕。灌注桩施工时无振动，对周围邻近建筑物，道路和地下管线影响危害比较少。
　　1.4内支撑和锚杆
　　作为基坑围护结构墙体的支承，内支撑（水平横撑，角撑，斜撑等）和锚杆（斜锚杆、锚定板拉杆等）的作用对保证基坑稳定和控制周围地层变形极为重要。目前支护结构的内支撑，常用的有钢结构支撑和钢筋混凝土结构支撑两类，钢结构支撑多用圆钢管和大规格的型钢。为减少挡墙的变形，用钢结构支撑时可用液压千斤顶施加预应力。钢筋混凝土支撑是近几年在上海地区等深基坑施工中发展起来的一种支撑形式，它多用土模或模板随着挖土逐层现浇，截面尺寸和配筋根据支撑布置和杆件内力大小而定，它刚度大，变形小，能有力的控制挡墙变形和周围地面的变形，宜用于较深基坑或周围环境要求较高的地区。
　　1.5土钉墙支护
　　土钉是一种利用加固后的原位土体来维护基坑边坡主体稳定的支护方法。它是由土钉、钢丝网喷射混凝土面板和加固后的原位土体三部分组成。该支护结构轻盈，弹性较好，有利抗震；施工设备简单，操作方便，变形易监控，是一种广泛应用的较有前途的基坑支护方法，适用于地下水位以上或经降水的黏性土、粉土及密实性较好的砂土地层，开挖深度一般不大于12　m。
　　1.6深层搅拌水泥土桩支护
　　深层搅拌水泥土桩是用特制的进入土深层的深层搅拌机将喷出的水泥浆固化剂与地基土进行原位强制拌合制成水泥土桩，相互搭接，硬化后即形成具有一定强度的壁状挡墙既可挡土又可形成隔水帷幕，对于平面呈任何形状，开挖深度不很深的基坑，皆可用作支护结构，比较经济。上海，江苏，浙江，福建等地的许多工程都用了深层搅拌水泥土桩支护。
　　1.7施喷桩帷幕墙支护
　　它是钻孔后将钻杆从地基土深处逐渐上提，同时利用插入钻杆端部的旋转喷嘴，将水泥浆固化剂喷入地基土中形成水泥土桩，桩体相连形成帷幕墙。
　　2.应掌握的基本技术资料
　　为了确保基坑支护工程的质量，在确定方案、设计和施工之前，相关部门需要组织设计、施工、监理和建设单位的相关人员，对施工和设计需要掌握的技术资料进行分析研究，通过资料分析保证技术选择的正确性。一般来说在深基坑支护施工中需要掌握的基本技术资料有：工程地质和水文地质情况；基坑周边环境情况；拟建的建筑相关要求；施工条件；相关技术规范、规程和当地管理部门的有关规定；类似工程的调研等。
　　2.1工程地质和水文地质条件
　　在这个环节中，地质勘察单位担负主要的责任，其在现场勘察、室内试验和编制勘察报告工作中，不仅需要满足主体结构的勘察要，还需要有应针性的对具体的基坑支护工程的特殊要求进行勘察。应根据开挖深度及场地的岩土工程条件确定勘察范围，排除环境限制无法实施的因素，需要在开挖边界外，按照开挖深度的l-2倍范围布置勘探点，如果是软土层，那就需要扩大勘察范围。如果遇到开挖边界外无法布置勘探点，那就需要通过调查取得相应的地质资料。按照相关的基坑支护结构设计要求，正常的勘察孔深度应该是基坑深度的两倍以上，如果遇到软土地层，就需要穿越软土层，如果地层分布均匀，那在勘探点间距上，可以控制在15—30m之间。假如地层变化起伏较大，那需要根据实际情况来增加密勘探点，以便能够确定土层分布规律。如果遇到地下水，那就必须要查明各含水层的水位分布、性质和各含水层的补给排泻条件和水力联系。分析施工过程中水位变化对支护结构和基坑周边环境的影响，需要以试验得到各含水层的渗透系数和影响半径为主要的依据。
　　2.2基坑周边环境情况
　　在建筑施工中，诸如基坑开挖、降水和支护结构位移等，都极有可能会引起地面沉降和水平位移，此时将会道路和地下管线，特别是对周边建筑物造成极大的影响，而且地下管线、周边建筑物地下室和基础等，也会对支护结构施工带来很大的影响，比如说在锚杆或土钉成孔时，可能会遇到周边建筑物地下室、基础或地下管线，此时就不能继续成孔。所以，需要在支护方案制定和设计的过程中，对周边环境进行详细调查，结合工程的技术要求，选择科学合理的方案和施工措施，来尽可能的避免支护结构与周边环境的相互影响。周边环境调查的内容主要是包括以下几个方面：1）支护结构影响范围内建筑物的距离、层数、结构类型、基础型式和埋深、建筑物荷载和结构使用状况；2）基坑周边所有的地下设施，包括供水管线、电力电讯管线、燃气管线、污水雨水管线和热力管线等的位置尺寸和使用性状；3）场地周边范围内的地表水汇流和排泻情况，原有地下水管渗漏情况等；4）基坑周边道路的距离和车辆载重情况。
　　2.3拟建工程建筑、结构和基础的相关要求
　　为了确保建筑工程的支护结构，符合设计的要求，符合地下室正常施工的要求，在进行支护结构的设计时，就有必要考虑建筑物地下室的情况和相关要求。按照事先发现问题、协商解决的原则，尽量避免完成支护结构施完后，才发现与主体结构之间的矛盾，造成事后处理的被动的局面出现。设计前应该考虑的因素主要包括这几个方面：1）基坑边缘尺寸应保证建筑物地下室外墙、底板和承台边缘的尺寸及外墙模板安装空间的要求；2）应该考虑外墙防水作法来处理基坑边缘与地下室外墙距离；3）在进行支撑、锚杆和腰梁的标高时，需要考虑与地下室各层楼板的关系、是否利用楼板结构作为支撑、是否拆除锚杆和腰梁、拆除时间与楼层施工的关系等问题；4）支护结构的设计受力条件是否受靠近基坑边的基础或桩基的施工影响；5）地下室内外管线接口位置的标高是否与支护结构有矛盾；地下室车道出人口的支护措施。
　　3.结语
　　总之，在确保建设工程质量的前提下，相关人员应科学合理的去解读施工的原理，施工单位有效的施工安排，在深基坑支护施工中，相关技术部门需要综合各方的实际情况，结合自身的施工实际，对施工的技术进行广泛的探讨，最终选定有效的施工方案。

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