深基坑工程支护结构浅探

深基坑工程支护结构浅探

摘要:本文根据建筑深基坑工程的发展现状，着重介绍了目前我国主要采用的深基坑支护结构体系及其设计、施工等方面的特点。

关健词:深基坑支护结构型式设计施工

建筑深基坑工程不仅在造价上约占整个工程总造价的4一8，而且其重要性也是显而易见的，因此选择合理的支护型式，对保证建筑工程的安全及实现经济指标都是极其重要的。深基坑支护不仅要求确保边坡的稳定，而且要满足变形控制要求，以确保基坑周围的建筑物、道路、地下管线等的安全

一、深基坑工程支护结构型式

根据不同地质条件、基坑深度及经济合理性等因素考虑，目前我国主要采用有以下深基坑支护结构体系。

1.水泥土搅拌桩

水泥土搅拌桩一般认为是我国目前5米以内深基坑的首选支护型式。该技术既能挡土又能挡水，适用于多种地质条件。它有多种布置型式:实体式、空腹式、格构式、拱型或拱型加钻孔灌注桩，既可以粉喷也可以浆喷。

2.钻(冲、挖)孔桩、沉管灌注桩或钢筋混凝土预制桩

对于510米深软土基坑，常采用钻(冲、挖)孔桩、沉管灌注桩或钢筋混凝土预制桩等技术。如需防渗止水时，则辅之以水泥土搅拌桩、化学灌浆或高压注浆形成止水帷幕，有时也用H型钢桩或钢板桩。

3.土打法

土钉墙一般to米以内的深基坑采用比较多。该技术既可以单独使用，也可以与其它支护型式联合使用。土钉是一种原位土加筋和强化技术，是在20世纪50年代的土层锚杆技术和60年代的加筋土挡墙技术的基础上发展起来的。1980年我国在山西柳弯煤矿的边坡稳定工程中首次应用了土钉墙技术，经过大量的工程实践和研究，取得了丰富经验。

与其它挡土技术或支护类型相比，该技术有以下明显优点:用料少、工程量小、施工快;对场地土层适应性强;施工设备轻便、操作方法简单、施工时对环境干扰小;施工不需单独占用场地，对于施工场地狭小的工程，该项技术特别适用;随基坑开挖逐层分段作业，不占或少占单独作业时间，施工效率高，开挖完成时土钉墙就能建好;结构轻巧、柔性大、有非常好的抗震性能;安全可靠，土钉数量众多，并作为群体而起作用，个别土钉出现问题或失效，对整体影响不大，随时可根据现场开挖出现的土质情况和现场监测的土体变形数据修改土钉的间距和

长度，万一出现不利情况也能及时采取加固措施，避免出现大事故。根据经验，在我国土钉支护比一般的拉锚支护可节约总造价的20%左右。

主要缺点有:施工时会对地下管道等设施产生干扰;对于软土、无粘结松散砂土以及在地下水丰富的情况下采用，有一定难度;在软土中造价较高;作为永久性结构时，需专门考虑锈蚀等耐久性问题。

4.描杆技术

锚杆技术以其能为基坑开挖提供较广阔的空间优势，在我国应用广泛。通过对其施工工艺、材料选用，乃至拔除方法等的深入研究，先后采取了二次注浆、干成孔注浆等技术，促进了该技术在饱和软土中推广应用。近年施工有许多成功的实例。

5.地下连续墙

基坑深度大于10米时，较多地采用。国外及港台地区常倾向于采用地下连续墙技术，该技术在大深度基坑和复杂的工程环境下有优良表现，但造价较高，经济性不佳。以地下连续墙为挡土墙兼作地下室外墙，采用逆作法施工可缩短基坑开挖和支护结构大面积暴露的时间，改善支护结构受力性能，使其刚度大为增强，节省支撑或锚杆的费用，使支护结构的变形及对相邻建筑物的影响大为减少，从而使总造价降低，一举多得，是一种先进的施工作业方法。

6.SMW工法连续墙

SMW (Soil Mixing Wall)工法是以多轴型钻掘搅拌机在现场向一定深度进行钻掘，同时在钻头处喷出水泥系强化剂而与地基土反复混合搅拌，在各施工单元之间则采取重叠搭接施工，然后在水泥土混合体未结硬前插入H型钢或钢板作为其应力补强材，至水泥结硬，便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。SMW工法近年在各地都有大量应用，其具有以下特点:

（1）施工不扰动邻近土体，不会产生邻近地面下沉、房屋倾斜、道路裂损及地下设施移位等危害;

(2)钻杆具有螺旋推进翼与搅拌翼相间设置的特点，随着钻掘和搅拌反复进行，可使水泥系强化剂与土得到充分搅拌，而且墙体全长无接缝，从而使它可比传统的连续墙具有更可靠的止水性;

(3)可在粘性土、粉土、砂土、砂砾土中轴抗扭强度60MPa以下的岩层应用;

(4)所需工期较其他工法为短，在一般地质条件下，每一台班可成墙70-80m2;

( 5)废土外运量远比其他工法要少;

(6)经济性好，造价较低。

7.目前较新的支护结构

主要有“闭合(或非闭合)挡土拱圈”、“拱形水泥土槽壁结构”、“连拱式支护结构”、“桩一一拱围护体系”等。

“闭合挡土拱圈”用钢筋混凝土就地灌筑，适合于基坑周边场地允许挡墙在水平向起拱之处。拱圈可由几条二次曲线组成(曲线不连续)，也可以是一个完整的椭圆或蛋形拱圈(曲线连续)。作用在拱圈上的土压力大部分在拱圈内自身平衡。该技术不需要深入至基坑底面以下，也不需要从地面按基坑全深度配置。它可以在坑底以上至地面以下某一高度内配置，并可分若干道施工，每道高2米左右。当基坑周边局部因场地限制而不能采用闭合供圈时，可采用”非闭合供圈”，而局部采用排桩或其他支护结构，组成混合型支护体系。

采用“闭合”或“非闭合”拱圈应注意验算整体滑移和坑底隆起。拱圈时尚需采用水泥土搅拌桩或化学灌浆等方法形成止水帷幕。优点是造价低于一般的桩端支护结构。目前在广州、珠海、深圳等地612米深基坑中应用，比一般桩端结构降低造价约50%

三深基坑工程支护结构施工

1.对地质勘察提出了更高的要求

深基坑工程的内容扩展到了必须考虑基坑变形影响所及的周边范围，而不仅足局限于支护基坑本身。为此，在设计、施上前做好对基坑以外周边地区的地质勘察尤其关键。对于深大基坑，应按预估基坑周围下卧层位移的需要而确定勘察深度。

2.对周边环境的监护要求提高

随着基坑深度地不断加大，对基坑开挖范围的影响也随之扩大。因此，对周围环境的监护要求提高。相当于基坑开挖深度的2-3倍范围内地上的建筑物、高耸塔杆、输电线缆、古建文物、道路桥梁，以及地下管线(应区别其属压力的或非压力的)、人防、隧道、地铁等及施和障碍物都应当纳入监护范围。

3．对开挖施工工艺的组织与管理要长更为严格

究发现，在基坑开挖施上(包括支撑设置过程)同支护结构及坑周土体位移之间，存在着一定的相关性。科学地安排土方开挖施上顺序和控制施上进度，将有助于控制挡端和坑周土体的位移。4.对基坑工程的综合监测有待完善对深人基坑监测手段常采用水准仪、经纬仪、测斜仪、分层沉降仪、土扭力盒、孔隙水扭力仪、水位观测仪、钢筋应力计等。在实际上作中，以水准仪量端顶和地面位移以及以测斜仪量测端体和土体深层位移较为可行而且特别重要。其他监测手段常被