浅谈郑州地区一般基坑支护选型

浅谈郑州地区一般基坑支护选型
摘要：基坑支护工程是指在基坑开挖时，为了保证坑壁稳定，保护主体地下工程施工时的安全以及周围环境不受损害所采取的工程措施。

一般基坑支护形式的选取主要取决于基坑挖深、场地条件、周边环境（邻近既有建构筑物、市政道路、管线）、场地水文地质条件、项目工期要求等因素，应综合分析合理选取。

关键词：基坑、支护工程、支护类型
基坑支护常用类型有6种，即放坡开挖、土钉墙（复合土钉墙）、水泥土重力式挡墙、型钢水泥土搅拌墙、排桩、地下连续墙等。

同等条件下支护形式的造价从低至高依次为：放坡开挖＜土钉墙（复合土钉墙）＜水泥土重力式挡墙＜型钢水泥土搅拌墙＜排桩＜地下连续墙。

1放坡开挖
放坡开挖型式适合于场地开阔、四周一定范围内无重要建筑物的基坑。

放坡坡率应根据土层性质、挖深确定，挖深大于4m应采用多级放坡，多级放坡应设置1.5～2m马道；土质条件较好的地区，应优先选用天然放坡；软土地区大面积放坡开挖的基坑，边坡表面应设置钢筋网片喷混凝土护坡面层。

若开挖面在地下水位之下，还应采取井点降水措施，提高坡体稳定性；坡顶设置排水沟，防止坑外积水流入坑内，侵蚀坡体。

坡脚附近如有局部深坑，应按坑的深度验算边坡稳定。

2土钉墙（复合土钉墙）
若场地条件限制无法满足大放坡开挖的需要，可采用土钉墙支护，减少放坡范围。

土钉形式有钢管土钉和钢筋土钉，坡面采用钢筋网片喷射混凝土面层；当土钉墙后存在滞水时，应在含水层部位的墙面设置泄水孔或采取其他疏水措施，减小墙背后的水压力，提高土钉墙稳定性；当采用预应力锚杆复合土钉墙时，预
应力锚杆应采用钢绞线锚杆，且锚杆应布置在土钉墙的较上部位；当用于增强面
层抵抗土压力的作用时，锚杆应布置在土压力较大及墙背土层较软弱的部位。

3水泥土重力式挡墙
若基坑周边场地条件无空间进行放坡开挖只能直立开挖施工时，且基坑深度
不大于7m，基坑背后无重要保护对象，可采用水泥土重力式挡墙支护。

水泥土重
力式挡墙形式一般选用双轴或三轴水泥土搅拌桩按格栅布置，搅拌桩应按搭接施工，搭接长度控制在0.15m～0.2m，挡墙顶面宜设置混凝土面板。

一般土层条件下，搅拌深度小于16m的应优先选用造价更低的双轴，超过16m的应选用三轴，
遇到淤泥等软弱土层，水泥掺量适当提高。

4型钢水泥土搅拌墙
随着基坑深度不断增加，止水帷幕必须隔断深部地层的承压水层，此时基坑
支护可采用型钢水泥土搅拌墙，是用多轴搅拌桩机在工程现场一幅一幅地施工。

利用钻头处喷出水泥浆液或土体固化剂与地基土反复搅拌混合，形成一道具有一
定强度和刚度的、连续完整的、无接缝的地下墙体。

型钢水泥土搅拌墙一般选用
双轴或三轴搅拌桩，搅拌桩兼作止水帷幕应按套打一孔施工，确保止水效果。

常
用型钢类型为H400×400、H500×200、H700×300、H800×300等，可选用插一
跳一、插二跳一或密插形式，墙体刚度依次增强。

型钢应做减小摩阻处理，方便
地下室结构完成后型钢拔除回收。

5灌注桩排桩围护墙
灌注桩排桩围护墙是排桩式中应用最多的一种,在我国得到了广泛的应用，
工程案例施工图见图8。

灌注桩排桩围护墙适用于各种地层和基坑深度较大的基
坑支护，且具有施工时无振动、无噪音等环境公害，无挤土现象，对周围环境影
响小；墙身强度高，刚度大，支护稳定性好，变形小等优点。

（1）当基坑开挖
面涉及地下水时，应在灌注桩外侧设置隔水帷幕。

（2）帷幕选型：若隔水帷幕
深度不大于16m，宜采用双轴；若帷幕深度超过16m或者浅层存在深厚密实砂层，宜采用止水效果更好的三轴。

（3）帷幕深度：对于仅需坑内疏干降水的基坑，
软土地区粘性土弱透水层中隔水帷幕深度应控制在基坑基底以下5～6m为宜，若
遇粉土、砂性土等较强透水层，且含水层厚度不大、底埋深不深，可考虑帷幕隔
断含水层；若基坑基底为承压水，应慎重选择隔水帷幕形式，尽量隔断承压含水层，减少降压降水对周边环境的沉降影响。

（4）为避免支护结构的浪费，可利
用原本在基坑完成后通常废弃的围护排桩作为正常使用阶段主体地下结构一部分，形成“桩墙合一”，可有效减小地下室外墙厚度、边桩数量，增大地下室建筑面积，提高经济效益。

6地下连续墙
适用于下列情形的基坑工程：（1）邻近存在保护要求较高的建、构筑物，
对基坑本身的变形和防水要求较高的工程；(2)基地内空间有限，地下室外墙与
红线距离极近，采用其它围护形式无法满足留设施工操作空间要求的工程；(3)
围护结构亦作为主体结构的一部分，且对防水、抗渗有较严格要求的工程；(4)
在超深基坑（30m～50m）中，采用其它围护体无法满足要求时，常采用地下连续
墙作为围护体。

三层地下室以上的基坑一般地下连续墙的厚度一般为600mm～
1200mm。

厚度大于800mm时，常采用“两墙合一”地连墙，即在基坑工程施工阶
段地下连续墙作为围护结构，起到挡土和止水的目的；在结构永久使用阶段作为
主体地下室结构外墙，通过设置与主体地下结构内部水平梁板构件的有效连接，
不再另外设置地下结构外墙。

郑州市在地貌单元上属黄河冲积平原，从地质条件上看该地区地下水位埋深
较浅（一般埋深10m左右），且上部10m左右为新近沉积形成的稍密粉土和软塑
粉质粘土，具有承载力低、压缩性高、抗剪强度低等特点。

在郑州地区土钉墙及
复合土钉墙基坑占比在70%~80%左右，土钉墙及复合土钉墙一般应用于郑州地区
开挖深度8m以内的基坑。

在郑州地区开挖深度8m以上，场地条件较差的深大基
坑多采用桩锚联合支护的支护形式，采用水泥土搅拌桩或者高压旋喷桩作为止水
帷幕。

灌注桩+内支撑的支护形式多应用于周边环境较为复杂，对变形控制要求
控制较为严格的深大基坑。

常见基坑支护形式主要有六种，其中土钉墙、复合土
钉墙及桩锚支护在郑州地区应用较为广泛的支护形式。

同时在基坑施工过程中也
应多注意止水帷幕的设置、基坑涌水涌沙的防治以及变形监测等方面的内容为进
一步总结经验提高郑州地区基坑设计施工水平奠定基础。

小结：
基坑支护型式的合理选择是基坑支护设计的首要工作，可根据地质条件、周
边环境要求以及不同支护型式的特点、造价等因素具体分析、综合确定经济适用
的支护结构。

当地质条件较好，周边环境要求较宽松时，可采用相对经济的柔性
支护，如放坡开挖、土钉墙等；当周边环境要求高时，应采用较刚性的支护型式，以控制水平位移，如水泥土重力式挡墙、型钢水泥土搅拌墙、排桩等，可根据具
体受力情况适当增加内支撑；当地质条件特别差，基坑深度大，周边环境要求高时，可采用灌注桩排桩、地下连续墙等刚性支护，以保证周边环境的安全。