基坑支护的知识和要点

浅谈基坑支护的知识和要点

苏银城 福建泉宏工程管理有限公司

摘 要：由于建设速度的发展，地下室基坑工程在工程中广泛应用，本文介绍了基坑挡土结构构件种类、基坑挡土结构的受力形式、基坑挡土结构的各种组合 、常用挡土结构构件的适用土层、基坑水的处理问题、止水帷幕的做法、常见的各种地质土层基坑的支护方案等，供工程技术人员参考。

关键词：基坑挡土结构构件；基坑挡土结构的受力形式；基坑挡土结构的各种组合；常用挡土结构构件的适用土层；基坑水的处理问题；止水帷幕；常见的各种土层基坑的支护方案；基坑监测

由于城市、城区用地紧张，地价昂贵，为了有更多的地下车库、地下商场和更多的地下空间，很多广场、高层建筑和其他较空旷地带普遍设有地下室，而这些地下室、地下空间的设置都需要进行基坑开挖，工程施工、监理人员在接触各种日新月异的工程，不可避免的要接触到基坑支护工程，而深基坑工程属于建筑工程当中的一种危险源，基坑工程的安全性将对施工人员、基坑周边的地面、建筑物、房屋建筑、市政管线、施工机械设备(如塔吊基础、施工电梯基础等）的安全性产生重大影响。如何确保深基坑支护的安全性，是工程技术人员所必须了解、掌握的事情。深基坑的支护涉及了土力学、结构力学、基坑围护和支护知识、施工技术和工艺，本文就从这几个方面谈论一下基坑支护的知识。

对于不需进行基坑支护的工程一般为基坑开挖深度浅、场地空旷（有足够放坡、分阶放坡空间）、无地下水（或地下水极少）、土质比较密实的原状土或硬质土，且基坑工程的开挖不会影响到周边建筑物、构筑物的基础的基坑，此类基坑可采用放坡或分阶放坡，坡顶坡底设排水沟，坡面做土钉喷锚的围护、保护的形式，此类基坑要保证边坡的稳定、边坡不会在雨水的渗透下失去稳定，采用放坡形式的基坑一般只能做一层地下室。不符合这类情况的基坑，一般需进行深基坑支护、围护。下面介绍下基坑挡土的围护结构。

1 基坑土体的挡土护结构构件

基坑土体在主动土压力的作用下或者失去粘聚力的情况下，土体向外挤压，而基坑挡土的结构有砌体、钢板桩、预制钢筋混凝土板桩、灌注桩、水泥搅拌桩、加劲水泥搅拌桩、人工挖孔桩、钢管桩、钢筋混凝土预制桩、现浇钢筋混凝土梁板、钢筋混凝土护壁、地下连续墙、沉井、曲线（环形）钢筋混凝土拱（内力盾），即由砌体、钢材、水泥桩柱群、灌注桩群、预制桩群、刚架桩群、钢筋混凝土结构组成的挡土墙结构，该结构有一定抗剪能力和抗弯曲能力。

2 基坑围护结构按受力形式可分为以下

（1）重力式挡土墙：砖砌体挡墙、砌块挡墙。

（2）悬臂式结构：灌注桩、水泥搅拌桩（加筋水泥搅拌桩、加劲水泥搅拌桩）、人工挖孔桩、加芯管桩等。

（3）拉锚结构：锚杆（锚索）加钢筋混凝土格构式梁板。

（4）悬臂式结构加拉锚结构：灌注桩、复合桩各种桩加锚杆（锚索）。

（5）悬臂式结构加水平、竖向内支撑结构：灌注桩、钢筋混凝土护壁、复合桩加水平、竖向钢筋混凝土梁柱内支撑或钢梁钢柱内支撑。

（6）环形或曲线形拱（内力盾）加内支撑结构：钢筋混凝土环形、曲线形拱（内力盾）加水平、竖向内支撑。

（7）蜂窝状密室结构：地下连续墙、预制箱井、现浇箱井。

（8）刚架结构：如Π形刚架护坡桩。

3 基坑支护的中水的处理问题

由于基坑开挖过程中往往会遇到地下水的问题，由于地下水的存在使的基坑开挖工程变得困难，所以处理基坑开挖地下水的问题变得很重要。基坑支护对水的处理有排水、止水、水下施工三种处理方法。

排水法：明沟排水、设集水坑、管井降水、井点降水、深井降水。

止水法：止水帷幕，高压喷射注浆法、浆喷深层搅拌法、粉喷深层搅拌法和压力注浆法；筑堤拦水。

水下施工处理：如地下连续墙、沉井施工。

地下水的来源一般为上层滞水、潜水、承压水、雨水及基坑周围的渗漏管道水，对周边有建筑的基坑，宜采用以堵为主，抽水为辅，防止基坑周围土体和水体流失，造成土体的流失沉降或固结沉降，甚至发生坑底流砂、管涌等现象。

4 各挡土悬臂、拉锚、封闭结构的土层适用范围

各灌注悬臂桩、水泥搅拌桩、钢桩、高压喷射注浆、锚杆（索）、地下连续墙、沉井的适用土层范围：

钻孔灌注桩、沉管灌注桩：地质适用的范围一般粘性土及其填土、淤泥和淤泥质土、粉土、砂土、碎石土。

人工挖孔灌注桩：地质适用的范围一般粘性土及其填土、粉土、砂土、碎石土等。

预制桩：：地质适用的范围一般粘性土及其填土、淤泥和淤泥质土、粉土、砂土。

敞口钢管桩、H 型钢桩：：地质适用的范围一般粘性土及其填土、淤泥和淤泥质土、粉土、砂土、碎石土。

水泥搅拌桩：地质适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质

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上，另焊一根40mm×4mm热镀锌扁钢引至柱（或墙）外侧的墙体上，并在室外地面上0.5m处引出柱面50mm设置接地电阻测试暗盒。防雷装置安装完毕后，要由有资质的检测机构进行检测，接地电阻值须满足设计及规范要求，雨后不应立即测量接地电阻。本工程防雷接地，要求接地电阻不大于1欧姆，实测不满足要求时，增设人工接地极。要避免外引防雷散流装置被漏安装，外引防雷散流装置对快速泻放雷电流具有重要作用，且在自然接地体无法达到设计要求时，可通过外引防雷散流装置与增设人工接地体连接。

4 结语

建筑物防雷装置施工安装是一项较复杂的工作，要做好建筑物防雷装置安装工作，首先要对新建筑物使用性质、防雷要求有较清楚的认识，认真审查该建筑的有关防雷设计图纸、设计说明资料。安装施工前施工单位应制定详细的施工组织设计，必须对作业人员进行安全技术交底并有书面签字记录，现场特种作业人员必须持证上岗，必须严格按其施工操作规程及《施工质量验收规范》组织施工。安装施工过程中要高度重视一些常见的质量控制要点，以提高整体安装水平，使新建建筑物拥有质量合格的防雷装置，防止或减少雷击建筑物所发生的人身伤亡和财产损失，以及雷击电磁脉冲引发的电气和电子系统损坏或错误运行，减少和避免雷击灾害事件的发生，保障人民生命和财产安全。

（作者简介：苏自强，男，1967年12月出生，机电专业，大专毕业，主要从事建筑工程施工管理工作）

土、粉土、饱和黄土、素填土、粘性土以及无流动地下水的饱和松散砂土、粉砂、中粗砂、砂砾，湿法的处理深度不宜大于 20m，干法的处理深度不宜大于 15m。

高压喷射注浆法：：地质适用于淤泥、淤泥质土、流塑或软塑粘性土、粉土、砂土、黄土、素填土和碎石等，我国高压喷射注浆处理深度可达 30m 以上。

锚杆（索）：根据不同的锚杆类型和施工工艺，锚杆可适用在多种土层，但锚杆（索）的锚固端需设置在稳定土层中，土层锚杆（索）的锚固端不应设置在未经处理的软弱土层（有机质土、淤泥土、液限指数 Wl>50%、相对干密度Dr<0.3 等软弱土）、不稳定土层（湿度大的软塑、流塑土层等）、土体滑动面和不良地质地段及钻孔注浆引发较大土体沉降的土层。

地下连续墙、沉井：下连续墙对地基的适用范围很广，从软弱的冲积地层到中硬的地层、密实的砂砾层，各种软岩和硬岩等所有的地基都可以建造地下连续墙。在一些特殊的地质条件下（如很软的淤泥质土，含漂石的冲积层和超硬岩石等），施工难度很大。

环形或曲线钢筋混凝土挡土拱（挡土内力盾）：可适用填土、淤泥、淤泥质土、粉土、粘土、砂土等。

5 常见地质状况基坑支护方案的简述

对软土地基，如粉质粘土、淤泥、淤泥质土和粉土等，地下水位高、地下水丰富，可采用钢筋混凝土地下连续墙、护壁桩（护壁灌注桩和加劲搅拌桩）加内支撑，钢筋混凝土护壁加全坑内双向钢支撑，钢筋混凝土护壁加环形支撑，防水帷幕可采用水泥搅拌桩或高压旋喷桩。

对淤泥质、粉质粘土、中粗砂、可塑粘土，地下水位高、地下水丰富，可采用护壁（地下连续墙、护壁灌注桩、加劲搅拌桩）加内支撑（如环梁），防水帷幕可采用水泥搅拌桩或高压旋喷桩。

土层为砾粗沙、淤泥质粘土、粉土的，地下水位高、地下水丰富，可采用地下连续墙、闭合环形或曲线拱圈结构挡土，支撑结构可采用钢筋混凝土梁柱或钢结构内支撑，防水帷幕可采用水泥搅拌桩或高压旋喷桩。

对其他没有淤泥、淤泥质土的土层，也采用抗弯护壁加内支撑和拉锚的结构进行支护。

由上可见地下连续墙、灌注桩悬臂结构、曲线拱圈（挡土内力盾）、锚秆（索）、加劲水泥搅拌桩的应用范围很广，而人工挖孔桩、长螺旋钻孔桩、贝诺托灌注桩能穿透碎石、砾石土层是其它桩型无法比拟的，所以就对悬臂灌注桩的设置也很有帮助。

而对于地下水位低、地下水少、水的影响作用少的基坑，可采用的支护方式则更多、更为灵活。

6 设计文件审查、施工设计审查

基坑设计单位的资质、基坑设计对周边环境建筑物基础、道路、地下管线的描述、基坑地质勘察钻探试验和原位取样试验是否符合设计要求、支护结构支护方式是否合适、计算参数取值、支护结构的变形要求、地下水处理要求、土方开发顺序、坑边堆载、试验、监测要求等。基坑施工单位要有专业资质、施工组织设计要确实可行、施工方案要经过专家论证审查通过。

7 注意各抗拉、抗弯曲、抗压、悬臂构件、止水帷幕的施工质量

要保证抗拉构件、抗弯构件、内支撑构件的可靠性，如悬臂构件的灌注桩、预制桩、板装等、加劲搅拌桩、锚杆结构、地下连续墙、箱井、曲线拱形挡土盾、Π字型刚架挡土桩主要受力构件的质量、可靠性。止水帷幕如水泥搅拌桩、深层搅拌桩、高压喷射注浆桩的处理深度、范围、搭接长度、桩体的强度、密实度要符合设计、验收要求，防止水帷幕渗漏。内支撑结构，受力结构要合理、传力要简单、可靠，结构的变形要符合要求，内支撑的节点要可靠、牢固。

8 施工监测

基坑的检测实际上是为了了解基坑的刚度、稳定性和变形情况，以了解基坑挡土的工作情况。基坑检测需采用信息化管理，要安排专业的、有资质的监测人员、单位对基坑进行监测。监测内容包括，基坑的水平、竖向位移、倾斜、沉降情况、坑内坑外地下水位，基坑结构是否变形、有裂缝，基底是否隆起、变形，临近建筑物、道路裂缝、沉降、倾斜等。

9 结束语

由于基坑支护工程涉及到各个施工工艺，在了解各种详细地质、土层基坑支护的方法和方案的前提下，施工、监理人技术员还需了解各种施工工艺、对可能出现的工程问题进行处理，才能更好的做好基坑支护工程，其施工工艺在这里就不再赘述、可参考有关书籍、资料。

参考文献：

[1]《基坑工程手册》(第2版)—刘建航、侯学渊、刘国彬、王卫东，中国建筑工业出版社 (2009-11出版)

[2] 《建筑地基处理技术规范》—JGJ79—2002

[3] 《建筑地基与基础设计规范》—GB50007—2011

[4] 《建筑桩基技术规范》—JGJ94—2008