基坑支护新技术综述

吴景文 王 飞

(1.中铁十四局集团有限公司,山东 济南 250014； 2.中交公路规划设计院有限公司，北京 100088)

基坑支护新技术综述

吴景文1王 飞2

(1.中铁十四局集团有限公司,山东 济南 250014； 2.中交公路规划设计院有限公司，北京 100088)

结合工作经验，对预应力桩墙支护、拱形水泥土加刚架式钻孔桩空间组合支护、锚管桩支护、复合型重力式挡墙深基坑支护等基坑支护新技术进行了详细介绍，分别研究了各方法的优缺点，为工程设计和施工提供了更多的选择。

基坑，支护，锚管桩，施工

0 引言

随着城市建设的不断发展，基坑支护技术也要不断的丰富和完善，以确保基坑以及周边的建(构)筑物、管线、道路等的安全。严苛的施工环境对基坑支护技术提出了挑战，但同时也促进了基坑支护技术不断丰富和完善。在传统的基坑支护技术的基础上，结合工程的实际，涌现出了一些新的基坑支护技术，主要有：预应力桩墙(PPW)支护[2]；拱形水泥土加刚架式钻孔桩空间组合支护[3，4]；锚管桩支护[5，6]；复合型重力式挡墙深基坑支护[7-9]；竖向分条双壁钢围堰支护[10]；LXK工法支护[11，12]等。当然我国地区差异比较大，须与当地工程实际相结合，选择适合本地的基坑支护技术。

1 预应力桩墙(PPW)支护

预应力桩墙(PPW)支护技术是将预应力技术运用于基坑的挡土桩或地下连续墙中，使挡土结构形式变得体小而高强，满足工程要求。近年来由于基坑不断向深、大方向发展，使得挡土结构越做越大，同时周边环境的要求又可能会对结构尺寸产生较大的限制。目前预应力技术已经比较成熟和完善，将预应力高强钢绞线使用在支护桩/墙上，同时支护桩/墙灌注采用高强预应力混凝土，能有效地提高支护桩墙的刚度，减少配筋数量，减小桩墙结构尺寸，从而节省投资。支护基坑的挡土桩墙上用高强预应力混凝土代替常规钢筋混凝土的关键在于：1)解决现浇混凝土桩墙底锚固问题；2)解决桩墙的预应力问题。预应力桩墙(PPW)支护技术适用于地质条件较差，周围环境保护要求严格的深基坑支护工程中。目前该项技术已经在东深供水改造工程中进行了小规模的应用，取得了不错的效果。

2 拱形水泥土加刚架式钻孔桩空间组合支护

钻孔灌注桩加拱形水泥土搅拌桩组合拱形支护结构能充分利用水泥土抗压强度高的特性，但如果基坑面积大无法使用内支撑时，拱脚支座钻孔灌注桩会产生较大的变形，无法满足工程要求，限制了支护结构的使用范围。拱形水泥土加刚架式钻孔桩空间组合支护结构是指沿基坑周边每间隔一定距离，在拱脚后加设后锚钻孔灌注桩，通过刚性连梁将后锚钻孔桩与其相邻的三支拱脚支座桩连接，形成一个空间整体单元，并通过变截面钢筋混凝土圈梁将拱脚支座桩的桩顶拉结起来。拱形水泥土加刚架式钻孔桩空间组合支护结构不需要设内支撑或锚杆，通过充分利用支护结构的空间组合效应，增加其刚度和稳定性并减小变形，克服了钻孔灌注桩加拱形水泥土搅拌桩组合拱形支护结构的缺点。拱形水泥土加刚架式钻孔桩空间组合支护结构具有如下优点：1)受力合理；2)使围护结构具有足够的刚度和强度；3)对施工场地要求不大。拱形水泥土加刚架式钻孔桩空间组合支护适用于软土地区临江大面积深基坑工程中，尤其是在狭窄场地无法采用锚杆和内支撑的情况下，本技术同其他方法相比优势明显。目前该项技术已经在广州二沙岛十五区地下车库基坑工程进行了应用，取得了良好的社会效果和经济效益。

3 锚管桩

锚管桩是施作基坑围护结构后，将管壁穿孔的钢管插入围护结构开孔处背后土体的钻孔中，通过施压将钢管内掺有外加剂的水泥砂浆或纯水泥浆从钢管孔洞中挤出，渗入管壁周围土体中，通过该方法，钢管和其周围渗入砂浆或水泥浆土体形成粗糙的圆柱体，使得围护桩、锚管桩、土体形成一个有机的整体，并通过钢管桩把土体侧压力传递到土体深处。锚管桩支护的特点如下：

1)锚管桩施工的速度很快，对土坡土体扰动较少，对场地临近建筑物的影响也很小；2)锚管桩在其加强的复合土中起着箍束骨架的作用，提高了土坡的整体刚度与稳定性；3)施工锚管桩的设备都属于可移动的小型机械，此类机械的振动小、噪声低，在城区施工具有较明显的优势。锚管桩支护适用于软土地基地下水位较高的基坑工程中。目前该项技术已经在温州市宏璟大厦基坑工程中进行了应用，具有明显的优势。

4 复合型重力式挡墙

复合型重力式挡墙支护结构是一种新型支护结构，具有止水和挡土双重作用，是介于刚性重力式挡墙和柔性悬臂桩墙之间的一种半刚、半柔性的支护结构。复合型重力式挡墙支护由水泥土桩墙止水帷幕与墙后n排竖向小桩组成。水泥土桩墙一般由双排深层搅拌或高压旋喷桩组成；小桩可采用钢筋植入注浆法。复合型重力式挡墙支护可以充分发挥桩的竖向承载能力强的优势，并且能有效避免桩的水平向承载能力弱的劣势，从而达到合理利用材料性能、降低工程造价的目的。复合型重力式挡墙支护具有较强的变形控制能力，方便设计施工，可大大缩短建设工期，降低工程造价，具有很好的应用前景。

复合型重力式挡墙应用范围比较广，全国大部分地区均可采用，应结合当地的工程经验。郑州市天下城某工程基坑采用该项技术，施工中能保证施工质量且对周边环境影响小。

5 竖向分条双壁钢围堰

竖向分条双壁钢围堰与传统的双壁钢围堰不同，其钢围堰采用竖向分条，各分条在施工场地外加工，并独立下沉到位后，对各分条的接缝处进行止水处理，通过安装内部支撑保证钢围堰的安全稳定，其结构受力以竖向为主，虽然结构整体性和止水效果不及传统的双壁钢围堰，但竖向分条双壁钢围堰减小了围堰下沉的难度，时间效率高，且受施工场地制约较小。竖向分条双壁钢围堰技术具有制作简单、施工方便、受力明确等特点，扩大了双壁钢围堰工法的应用范围。

竖向分条双壁钢围堰适用于深水基础施工。在哈大客运专线第二松花江特大桥水中桥墩施工中创新采用了竖向分条双壁钢围堰支护技术，取得了较大的经济效益。

6 LXK工法

LXK工法是以水泥搅拌桩墙和土钉、土锚联合为主的基坑支护方法。LXK工法基本过程是：用深层搅拌或旋喷桩形成水泥土墙作为支护和挡水的主体。用插筋机、加筋机将钢筋或其他材料快速插入水泥土连墙内，以增加水泥土连墙的刚度、强度和抗弯能力。如果需要增加地锚的抗拔力，可以采用将护孔器作为地锚的扩大头。另外，对于临时挡土支护，可以将插入水泥土连墙的钢筋或其他材料拔出，重复利用。并且，该工法还可根据具体情况与钢板桩、内支撑等支护结构相结合，共同发挥作用。

LXK工法的特点如下：

1)此工法的支护体系同时具有挡土和止水的双重作用；2)水泥土加筋解决了搅拌桩抗弯，抗剪能力差的缺点，提高了围护墙的强度和刚度；3)地锚不同于锚杆，是用搅拌法形成水平或倾斜的水泥土加固体，并向加固体内插筋或其他材料，还可通过护孔器作扩大头，增加其抗拔能力；4)适应的地层广泛，基坑支护的深度最深可达20 m；5)水泥土内插入的材料可以拔出并重复使用，经济效益较好。同时减少污染，不会残留地下障碍和锚杆、钢筋等；6)面层采用横、竖加固带进行加固与地锚共同作用，有利于面层的基坑围护结构稳定。LXK工法是一项适用广泛的建筑基坑支护新技术，主要适用于松散软弱的江堤、海堤、公路铁路路基、山体边坡、地铁、水库大堤、地下人防工程、建筑物深基坑。LXK工法在广州地铁新港东站、磨碟沙站等基坑工程中得到了应用，取得了良好的社会效益和经济效益。

7 结语

近年来，我国城市建设方兴未艾，为基坑支护技术的创新提供了条件，而且新技术的不断涌现，也为工程设计和施工提供了更多的选择。随着城市基本建设的发展，在工程领域同仁的共同努力下，基坑支护技术必将会更加丰富和完善。

[1] 黄 强.深基坑支护工程设计技术[M].北京：中国建材工业出版社,1995.

[2] 丁仕辉，陆奥典.深基坑预应力桩墙支护新技术[J].岩土工程界,2004(2)：46-47.

[3] 卓丛权，李孟生，高家海.连拱式组合拱结构基坑支护技术在工程中的应用与实践[J].勘察科学技术,2004(3)：85.

[4] 朱志山，黄文铮，张瑞锦，等.采用水泥土拱与灌注桩组合的空间支护结构[J].建筑技术,1999(2)：11-13.

[5] 张碧霞.深基坑支护新技术锚管桩的设计[J].山西建筑,2002，28(5)：26-27.

[6] 周鑫良，蒋航大，蒋金生.锚管桩支护技术在高层建筑深基坑中的应用[J].建筑施工,2002(3)：41-42.

[7] 郭院成，薛国华，秦会来，等.复合型重力式挡墙支护工程应用[A].中国建筑学会地基基础分会2004年学术年会论文集[C].2004.

[8] 周同和，郭院成，王立明，等.复合型重力式挡墙深基坑支护新技术[A].中国建筑学会地基基础分会2004年学术年会论文集[C].2004.

[9] 蔡真来.复合型重力式挡墙支护在基坑工程中的应用[J].广东科技,2006(9)：152-155.

[10] 王成生，邓宏彦，荆 昆.竖向分条双壁钢围堰——水下深基坑支护新技术[J].水运工程,2009(8)：10.

[11] 万 文，张志敏.LXK工法在地铁车站基坑中的应用[J].建筑科学,2002(5)：26.

[12] 罗建明.《LXK工法》在地铁新港东站的应用[J].中外建筑,2002(3)：49-52.

On survey of new techniques for foundation pit support

WU Jing-wen1WANG Fei2

(1.ChinaRailway14thBureauGroupCo.,Ltd,Jinan250014,China;2.CCCCRoadPlanningandDesignInstituteCo.,Ltd,Beijing100088,China)

Combining with work experience, the paper introduces some new techniques of the foundation pit support, including the prestressed pile wall support, support of arch cement with rigid frame drilling pile space, anchor pipe pile support, and composite gravity retaining wall deep foundation pit, researches the advantages and disadvantages of all kinds of methods, provide some selections for engineering design and construction.

foundation pit, support, anchor pipe pile, construction

1009-6825(2014)30-0074-02

2014-08-18

吴景文(1970- )，男，工程师； 王 飞(1982- )，男，工程师

TU463

A