关于基坑支护的综述

关于基坑支护的综述
陈立堂
【摘要】It is important to determine the type of supporting structure In the design of deep foundation pit supporting structure.The promotion of the deep foundation pit supporting structure`s development are theory development and engineering practice.At present,selection methods are almost taking traditional artificial methods,with the low grade of scientific and intelligent paring to factors that based on the deep foundation pit supporting,providing the project plan meeting the needs of the various concrete foundation pit supporting.%深基坑支护结构设计中很重要的一步就是确定支护结构类型.理论发展及工程实践推进了深基坑支护方案的发展,但目前的选型方法多采用传统的人工方法,其科学化和智能化程度不高.通过对深基坑支护多方面因素进行对比,提供出满足各项具体基坑支护工程需要的方案.【期刊名称】《四川建材》
【年(卷),期】2017(043)005
【总页数】2页(P80-81)
【关键词】深基坑;支护;结构类型
【作者】陈立堂
【作者单位】安徽理工大学土木建筑学院,安徽淮南 232001
【正文语种】中文
【中图分类】TU753
基坑工程主要包括开挖、降水以及支护，是一项综合性的系统工程。

按照JGJ120-99《建筑基坑支护技术规程》，对基坑侧壁安全等级分为一、二、三级，分别对
应为对支护结构破坏、土体失稳或过大变形对基坑周边环境及地下结构影响很严重、一般、不严重。

如今，城市土地资源日益紧缺，对城市地下空间的开发迫在眉睫，而且不断向大空间、深度方向发展，这对基坑支护的要求也越来越高。

付文光、杨志银[1]分别以
基坑深度和面积为特征参数对基坑的规格进行分级，对基坑支护的设计起一定的指导作用。

影响基坑支护设计的因素有：基坑开挖的深度、支护结构的刚度、土体的变形模量、支撑位置、基坑周围的水环境、基坑开挖的时空效应等。

基坑支护方法的选择基本遵循以下原则：①安全可靠性强；②经济成本合理；③减少对环境的污染；④根据地形地貌选择，以求施工方便；⑤根据规范要求进行施工设计。

1.1 放坡
放坡是为了防止土壁塌方，确保施工安全，当挖方超过一定深度或填方超过一定高度时，其边沿应放出足够的边坡，这是一种比较古老的方式。

实践表明，对于场地相对空旷、地基土质比较好、开挖深度小于8 m的基坑工程，使用该方法安全可靠、经济合理、施工方便，能大大减少工程造价，缩短施工工期。

1.2 排桩
排桩是以某种桩型按队列式布置组成的基坑支护结构。

排桩支护可采用人工挖孔桩、钻孔灌注桩、钢板桩或预制钢筋混凝土板桩等[2]。

当土质较好，地下水位较低且
土可形成土拱时，可采用单排桩。

当变形控制要求较高，且要求基底有较好的嵌入条件时，可考虑采用双排桩。

1.3 土钉墙
土钉墙采用土钉加固的基坑侧壁土体与护面的组成的支护结构。

土钉墙支护结构能
充分利用土体的自承能力，且具有施工迅速、造价低廉、质量高、能适应多种地质条件等优点。

土钉支护最主要的特点是信息化、动态化施工，即施工过程中应根据现场测得的数据及时对支护方法进行优化，使其更加合理。

为有效控制地面裂缝和地表位移，在设计时应将卸载平台延伸至最危险滑动面以外[3]，必要时还要增加
表层土钉。

1.4 地下连续墙
在地下分段开挖狭长的深槽，在槽内放入钢筋笼，再浇筑混凝土，形成钢筋混凝土墙段，最后将这些墙段连成一道连续的地下墙壁。

在地下连续墙的设计过程中，一方面，设计者出于安全方面考虑，使地下连续墙的配筋率偏高，造成了严重的经济浪费；另一方面，业主要求深基坑支护结构的设计经济合理，往往在设计过程中造成一些不利因素的忽略，导致基坑事故的发生。

为了避免事故，在施工过程中要对地下连续墙的钢筋应力、应变进行跟踪监测，但该方法将耗费大量的资金。

1.5 水泥土墙
水泥土墙是由水泥土搅拌桩相互搭接形成的格栅状、壁状等形式的重力式结构。

由于渗透系数较小(10-7m/s)，其不但可作为挡土结构，还可作为止水帷幕。

邸国恩、黄炳德等[4]在某敏感环境下的深基坑工程中，运用TRD工法等厚度水泥土搅拌墙，坑内基本无渗漏情况，周边环境的沉降变形处于可控范围，并能显著减少工程造价。

1.6 锚杆
锚杆是一种受拉杆件，它的一端锚固在地基的土层或岩层中，另一端与工程结构物或挡土桩墙联结，以承受水压力、土压力以及其他荷载引起的拉拔力，也就是说，它是利用底层的锚固力维持构筑物稳定的。

锚杆支护具有造价低廉、施工便捷、支护稳定性好、有利于满足变形要求等优点，但其施工所占施工空间较大，所用锚杆材料对周围后续建筑物或市政工程的施工带来极大障碍。

随着城市建筑的加速建设和地下空间的大规模开发，建设成本和施工工期成为建筑
单位最关心的问题之一。

对于深大基坑，传统单一的施工工艺在造价和工期上都很难满足业主的要求。

因此，在传统工艺的基础上，对不同支护形式相互组合、优势互补，大大地缩短了施工工期和节约了施工成本。

2.1 双排桩
双排桩是由两排平行的支护桩、前后连系梁和水平压顶梁组合而成的空间结构支护体系，具有变形小、稳定性好、便于直立开挖、刚度大等特点，因而得到广泛的应用。

传统的单排悬臂桩支护深度一般不超过6 m，控制变形能力差，要求基底有
较好的嵌入条件，而双排桩有效地改善了这些缺点，同时具有施工方便、缩短施工工期、受力条件和整体稳定性好以及节省造价等优点，因而在深基坑工程中的到广泛应用[5]。

2.2 排桩-土钉墙组合支护
排桩支护结构具有排桩抗弯能力强的优点，但要求施工场地土质较好，其桩间距受到土体滑移失稳的限制。

土钉墙支护结构施工方法灵活、经济效益高、施工速度快，但土钉墙属于柔性支护，容易产生较大变形且支护深度有限。

排桩-土钉墙法通过
排桩减小了土钉墙的变形，拓展了土钉墙的支护深度，又运用土钉墙支护疏排桩桩间土体的稳定性，而且可以通过改变土钉的长短与间距来控制土体的变形以及支护体系的受力特性。

2.3 PHC管桩-锚杆组合支护
PHC管桩即高强预应力管桩，与钻孔灌注桩相比，具有工厂批量生产、施工速度快、桩身质量容易控制及工程造价低等优点，但只在沿海等少量地区使用，还不普及。

锚杆支护时，当土质较差时，支护结构容易发生受弯破坏或倾覆破坏且所需作业空间较大。

PHC管桩-锚杆组合支护结构将管桩的高强度和锚杆对变形的控制相结合，尤其适合在软土地区使用，有施工速度快、质量可控、经济效益高等特点[6]。

2.4 土钉墙-锚杆组合支护
土钉墙-锚杆支护体系是对单一土钉墙支护技术的发展与改进，具有工期短、施工
简便、造价低廉、整体和局部稳定性较好、对场地土层适应性强等优点，近年来在我国得到较快的推广与应用。

王义重、王其勇等[7]通过模型试验和有限元计算研
究该复合支护结构在不同超载作用下的支护效果，对不同荷载下锚杆的布置提出理论依据。

2.5 混凝土芯水泥土搅拌桩
混凝土芯水泥土搅拌桩利用大直径廉价水泥土桩的粘聚力和大表面积来提供摩擦力，以及预制混凝土桩芯的高强度、低压缩性特点来承担荷载[8]。

该支护形式充分发
挥桩身材料的强度，且结合了围护挡土结构和防渗止水两种功能，经济实用。

王驰、徐永福[9]基于混凝土芯水泥土搅拌桩复合地基载荷板试验，采用有限元法分析得出：随着芯长比的增加，上部荷载逐渐集中在混凝土芯；随着埋置深度的增加，竖向荷载迅速衰减，此时搅拌桩主要传递剪切应力。

2.6 双排桩-锚杆组合支护
双排桩-锚杆组合支护结构具有整体刚度大、施工方便、不需设置支撑等优点，在
超大基坑工程中得到越来越广泛的应用。

该结构可有效限制支护结构的侧向变形，改善支护桩的受力，通过锚杆对双排桩的限制，显著改善了支护结构变形[10]。

但该支护结构的受力机理研究不是很成熟，因此，应用过程中应加强现场的监测，以保证工程安全。

随着城市建筑的加速建设和地下空间的大规模开发，建设成本和施工工期成为建筑单位最关心的问题之一。

对于深大基坑，传统单一的施工工艺，在造价和工期上都很难满足业主的要求。

因此，在传统工艺的基础上，应对不同支护形式相互组合、优势互补，以大大缩短施工工期和节约施工成本。

此外，现有的关于支护方法理论的研究尚未成熟，这在以后是基坑支护方向研究的重点。