深基坑工程的支护

李兰玲

（海南交通工程监理公司，海南 海口 570206）

1 工程概况

基坑支护工程的内容一般包括以下几点。

1.1 岩土工程勘察与工程调查。确定岩土参数与地下水参数；测定临近建筑物、周围地下埋设物（管道、电缆、光缆等）、城市道路等工程设施的工作现状并对其随地层位移的限值作出分析。

1.2 支护结构设计。包括挡土墙围护结构（如连续墙、柱列式灌注桩挡墙）、支撑体系（入内支撑、锚杆）以及土体加固等；支护结构的设计必须与施工基坑工程的施工方案紧密结合，需要考虑的主要依据有；当地经验，土体和地下水状况，四周环境安全允许的地层变形限值，可提供的设施与施工场地，工期与造价等。

1.3 基坑开挖与支护的施工。包括土方工程、工程降水和工程的施工组织设计与实施。

1.4 地层位移预测与周边工程保护。地层位移既取决与土体和支护结构的性能与地下水的变化，也取决于施工工序和施工过程。如预测的变形超过允许值，应修改支护结构设计与施工方案，必须要对周边的重要工程设施采取保护或加固措施。

1.5 施工现场量测与监控。根据监测的数据和信息，必要时进行反馈设计，信息化指导下一步的施工。

2 深坑支护的技术

现代大城市的高层建筑具有深、打的特点，挖深一般在15～20m之间，宽度与长度达100m。基坑临近多有建筑物、道路和管线，施工场地拥挤，在环境安全上又有很高的要求，所以过去对基坑支护的选型比较单一，基本上均采用柱列式灌注桩挡墙或连续墙作为维护结构，当用明挖法施工时照采用多道支撑（多道内支撑或多道背拉锚杆）。其他的支护形式如国内外广为应用的钢板挡土墙或桩板（分离式工字钢加衬板）挡墙由于刚度较弱、易透水以及打桩震动和挤土效应对城市环境的危害，已很少用于建筑深基坑这类很深的基坑中。但是近年来兴起的土顶支护尤其是复合土钉支护，在适合的地质条件下有望成为建筑深基坑的选型，而逆作法施工在国内已日益趋成熟。

2.1 钢板桩支护

钢板桩支护是一种施工简单、投资经济的支护方法。它由钢板桩、锚拉杆（或内支撑、锚碇结构、腰梁等）组成。由于钢板桩本身柔性较大，如支撑或锚拉系统设置不当，其变形会很大。基坑深度达7m 以上的软土地层，基坑不宜采用钢板桩支护除非设置多层支撑或锚拉杆。

2.2 地下连续墙支护

地下连续墙支护是用特制的挖槽机械，在泥浆护壁的情况下开挖一定的深度沟槽，然后吊放钢筋笼，浇筑混凝土。地下连续墙的形式多种多样，一般集档土、承重、截水和防身于一体，并兼做地下室外墙。其不足之外是要用专用设备施工，单体施工造价高。对各种地质条件及复杂的施工环境适应能力较强。施工不必放坡，不用支撑，国内地下连续墙的深度达36m，壁厚1m。

2.3 排桩支护

排桩支护是指列队式间隔布置钢筋混凝土挖孔、钻（冲）孔灌注桩，作为主要的挡土结构，其结构形式可分为悬臂式支护或单锚杆、多锚杆结构，布桩形式可分为单排或双排布置。悬臂式支护适用于开挖深度不超过10m粘土层不超过8m 砂性土层，以及不超过5m的淤泥质土层。

2.4 深层搅拌支护

深层搅拌支护是利用水泥作为固化剂，采用机械搅拌，将固化剂和软土剂强制拌合，是固化剂是软土剂之间产生一系列物理化学反应而逐步硬化，形成具有整体性、水稳定性和一定强度的水泥土挡墙，作为支护结构，适用于淤泥、淤泥质土、粘土、粉质粘土、粉土、素填土等土层，基坑开挖深度不宜大于6m。对有机质土、泥炭质土。宜通过试验确定。

2.5 土钉支护

土钉支护使用于土体开挖和边坡稳定的一种新的档土技术，由于经济、可靠且施工快速简便，已在我国得到迅速推广和应用。土钉是用来加固现场原位土体的细长杆件。通常采用钻孔，放入变形钢筋并沿孔全长注浆的方法做成。他依靠与土体之间的粘结力或摩擦力，在土体发生变形时被动承受拉力作用。它由密集的土钉群、被加固的土体、喷射混凝土面层形成支护体系。由于随挖随支，能有效地保持土体强度，减少土体的扰动和弱胶结砂土，开挖深度为5～10m的基坑支护。土体墙不适用于含水丰富的粉细砂层、沙砾卵石层、饱和软弱土层。不适用于变形有严格要求的基坑支护。

2.6 锚杆或喷锚支护

锚杆与土钉墙支护很相似，将锚杆锚入稳定土中，外端与支护结构连接用以围护基坑稳定的受拉杆件，并施加预应力。支护体喷射混凝土称喷锚支护。锚杆可与排桩、地下连续墙、土钉墙或其他支护结构联合使用，不宜用于有机质土，液限大于50%的粘土层及相对密度小于0.3的砂土。

2.7 拱圈支护结构

拱圈分闭合拱和非闭合拱，拱圈形式包括圆拱、椭拱和二次曲线拱。这种拱圈档土能承受水平方向的土压力，因拱的内力以受压为主，弯矩很小，能充分发挥混凝土抗压强度高的特性，施工方便，节省工期。施工场地要适合拱圈布置，构造应符合圆环受力的特点，拱脚的稳定性应予以足够重视，并有可靠的保证措施。

2.8 逆作法

逆作法按施工不同程序可分为全逆作法、半逆作法或部分逆作法，它以地下各层的梁板作支撑，自上而下施工，使挡土结构变形较小，节省临时支护结构。适用于较深基坑，对周边变形有严格要求的基坑，要预先做好施工组织方案，及各结构节点的处理。

3 深基坑支护结构方案优选

深基坑支护结构的设计与施工不同与上部结构，除地基土类别不同外，地下水位的高低、土的物理力学性质指标以及周边环境条件等，都直接与支护结构的选型有关。支护结构型式选择的合理，就能做到安全可靠、施工顺利、缩短工期，带来可观的经济与社会效益，可见支护结构形式的优化选择是基坑支护发展的必然趋势。一般而言，深基坑支护设计方案的优选宜遵从下图流程进行。放坡无支护开挖——复合支护方案（上部放坡下部土钉）——土钉——复合支护方案（上部土钉下部桩）。

此外为达到方案的最优化，有事根据地层土质的变化、基坑周围环境，也可采用更灵活的组合支护方案，入内支撑+锚杆、单排桩+双排桩。

4 结论

基坑开挖时基础和地下工程施工中一个古老的传统课题，同时又是一个综合性的岩土工程难题，既涉及土力学中的典型强度问题，又包含了变形问题，同时还涉及到土与支护结构与共同作用，基坑工程还是实用性、经验性极强的学科，是随着土力学理论、计算技术、测试仪器及施工机械、施工工艺的进步与工程实践增加而逐步完善的学科。笔者相信，随着我国经济建设的持续高速发展，依靠工程界、学术界的共同努力，我国的深基坑工程设计和施工水平必将日益提高，“深基坑工程学”必将日益完善。

[1]余志成，施文华著.深基坑支护设计与施工.中国建筑工业出版社.1997.