浅谈基坑支护的有关技术问题

浅谈基坑支护的有关技术问题

麻建王

(龙湾区城市东片防洪工程建设指挥部，浙江 温州325038)

摘要：随着我国社会建设的持续推进，基坑工程数量急剧增加，基坑工程所处的地质条件、周边建筑物、通行道路及地下设施等外部环境越来越趋于复杂，明挖缓坡基坑趋于减少，基坑开挖后要保证周围建筑物、道路正常通行等要求的基坑工程数量趋于增多。基坑支护的安全性直接威胁到周边建筑物、道路、地下室及施工人员的安全，基坑一旦失稳，很可能会造成巨大的人员和财产损失，对社会安定造成重大影响。因此，基坑支护工程是基坑工程中的重中之重，需要设计、施工、监理及有关管理部门高度重视。

关键词：基坑支护；形式；控制

中图分类号：TV551.4

On Related Technical Problems of Foundation Ditch Support

MA Jian-wang

(LongwanDistrictCityEastFloodControlProjectConstructionHeadquarters,Wenzhou325038,China)

Abstract：Foundation pitch project quantity is sharply increased with the continued progress of social construction in China. Geological conditions, surrounding buildings, access roads, underground facilities and other external environments of foundation pitch project become more and more complex. Open excavation of ramp foundation ditch is gradually decreased. Quantity of foundation ditch projects guaranteeing surrounding buildings, normal access of road and other requirements is gradually increased. Foundation ditch support safety directly threatens safety of surrounding buildings, roads, basements and construction personnel. Once the foundation ditch is unstable, huge personnel and property loss can be caused possibly, thereby causing great influence on society safety. Therefore, foundation pitch support project is very important in foundation pitch project, and design, construction, supervision and related mangement departments should attach great importance to it.

Keywords：foundation pitch support; form; control

基坑可以分为放坡和支护两大类，目前在城市建设中，受周边环境条件所限，支护开挖为主要形式。基坑支护不但要确保基坑边坡的稳定，满足基坑内正常作业的安全，还要避免坑外土体移动，以免影响到周围建筑物或道路行车安全。笔者根据自己的工作经验并结合工程实例对基坑工程支护作简要的论述，以期为我国工程建设行业的可持续发展提供有益的借鉴。

1基坑支护的形式

基坑支护形式很多，在实际工程中采用何种形式，要根据工程地质、施工设备及周围环境情况确定。基坑支护常用的形式有深层水泥搅拌桩围护墙、高压旋喷桩墙、槽钢钢板桩支护、拉森钢板桩、钢筋混凝土板桩、钻孔灌注桩、地下连续墙支护、土钉墙、SMW工法连续墙等。

2各类型基坑支护的特点及适用情况

2.1深层水泥搅拌桩围护墙

深层水泥搅拌桩围护墙是通过特制的深层搅拌机械在土体深部将软土和水泥强制拌和，形成连续搭接的水泥土柱状加固体。深层水泥搅拌桩墙是一种重力式挡土结构，具有挡土、防渗的双重功能。水泥搅拌桩围护墙优点：施工简单、无振动、无噪音、挤土轻微。缺点：成本高、施工周期长、厚度较大，只有在施工场地允许时才能采用，对地下土体造成破坏，对周围环境产生影响，应根据地质的综合条件、软土的各类性质及施工条件综合考虑。

2.2高压旋喷桩墙

高压旋喷桩墙是将水泥浆通过旋转的钻杆底端喷嘴高压喷入土层，使水泥浆与土体混合形成水泥土柱状加固体，相互搭接形成排桩,达到挡土和防渗的目的。对于无法采用搅拌桩或打入桩支护的复杂地层，宜采用高压旋喷成桩。由于高压旋喷桩采用旋转高压喷浆，不可避免地具有以下缺点：质量不易控制；水灰比、注浆压力值及水泥掺量等参数之间协调的工艺试桩难度很大；费用较搅拌桩要高。

2.3槽钢钢板桩

一种简易的钢板桩围护墙,由槽钢正反扣搭接组成，槽钢用机械直接压入土体，由于其刚度小，顶部开挖0.5m需设置一道支撑，每隔2m须设置支撑，多用于深度不大于4m的较浅且地下水位低的基坑或沟槽,其优点是：施工方便,工期短，槽钢具有良好的耐久性,基坑支护完成后可将槽钢拔出回收。缺点是密封性能差，不具有防渗效果,内部有支撑，不利于机械化快速挖土，支护刚度小,抗弯能力较弱，开挖后变形较大。

2.4拉森钢板桩

拉森钢板桩由拉森钢板正反扣搭接或并排组成，槽钢长一般8～16m，厚度17cm，用专用机械直接压入土体，内设止水条，顶部用槽钢连接。止水效果好，刚度大，适用于地下水位较高、地质条件差且施工场地狭窄的基坑。顶部开挖1.0m需设置一道支撑，每隔3.5m须设置支撑，如基坑内部不宜设置支撑且开挖深度小于5m可采用双排拉森桩。其优点是:施工方便,工期短，密封性能好，具有良好的耐久性，基坑支护完成后可将槽钢拔出回收。缺点是：造价高，需用专用机械施工。目前基坑支护使用较多。

2.5钢筋混凝土板桩

钢筋混凝土板桩曾在基坑中广泛应用,但钢筋混凝土板桩一般采用锤击方法施打,振动与噪音大,挤土严重,在城市中施打受到限制。此外,其须先预制,再运至工地现场施打,成本较灌注桩等略高。用液压静力沉桩设备可降低施工过程中的振动与噪音, 并具有施工简单、现场作业周期短等特点,故在基坑支护仍有所应用。

2.6钻孔灌注桩

钻孔灌注桩围护墙是基坑支护中应用较多的一种。钻孔灌注桩支护的特点是:施工时无振动、无噪音、无挤土现象;墙身强度高、刚度大、支护稳定性好、变形小; 与工程桩可以同步施工,从而有利于施工组织，但桩间缝隙易造成水土流失,需根据工程条件采取注浆、水泥搅拌桩、旋喷桩等工程措施以达到防渗目的;桩顶设置锚梁连成整体, 以增加其整体稳定性。特殊工程及开挖深度较大的基坑中可以在墙体上设置锚杆或支撑以增加支护的稳定性，减少墙体的位移。

2.7地下连续墙

地下连续墙刚度大，止水效果好，是最为可靠的支护结构，可广泛适用于地质条件复杂、开挖深度大、周边环境要求较高的基坑。优点是：占地少，防渗性能好，墙体刚度大，安全性能可靠，可代替结构基础，提高效益。缺点是：造价较高，施工要求专用设备，工期长。

2.8土钉墙

土钉墙是通过将土钉打入土体和喷射混凝土面层的共同工作形成复合土体，利用复合土体的自稳达到支护目的，使基坑开挖后坡面保持稳定。土钉墙主要用于土质较好地区，有的已用于坑深10m 以上的基坑。其主要优点是：稳定可靠，施工简便，工期短，支护效果好，经济性好，在土质较好地区得到积极应用。

2.9SMW工法连续墙

SMW工法连续墙，于1976年在日本问世，SMW工法即在水泥搅拌桩内插入H 型钢等,使之成为同时具有挡土受力与防渗两种功能的支护结构。SMW 工法的支护特点主要是:施工时基本无噪音，对周围环境影响小，结构强度可靠,凡是适合应用水泥土搅拌桩的场合都可使用,可以采用设置支撑的方法应用于较深的基坑，如果能采取施工措施成功回收H 型钢等钢材，则成本大大低于地下连续墙,因而具有较大发展前景。

3基坑支护破坏的情形及其控制

3.1基坑破坏的情形

a.基坑支护结构破坏常见的形式：基坑边坡土体塌方和滑坡；支护结构破坏；基坑边坡渗漏破坏；坑底土体隆起、管涌、流沙等。

b.基坑边坡土体塌方和滑坡：支护结构位移、基坑周边地面下沉，更严重者甚至使基坑附近的永久建筑产生下沉开裂破坏。

c.支护结构破坏：因支护结构的设计受力强度、刚度不够，发生破坏，或是支护结构的位移过大，使基坑周边的建筑物产生了沉降位移，从而使支护结构发生破坏。

d.边坡渗漏破坏：引起基坑边坡土体流失，使基坑周边的地基土体流失，使周边建筑物产生沉降，发生破坏。

e.坑底土体管涌和流沙：在基坑开挖过程中，支护结构内外形成水头差，当水梯度超过临界梯度时，就会引起管涌或流沙现象。基坑底部和支护结构后面的土体大量流失发生破坏，导致地面塌陷，使支护结构产生位移破坏。

3.2控制基坑破坏的方法

从基坑破坏的情形看来,基坑支护的安全控制不可小视，基坑支护做得好坏直接关系到人们的生命财产安全。基坑安全性控制要从勘察、设计、监理、施工等各方面抓起。

a.严把设计质量关，在设计中考虑基坑破坏的各种情形，业主对于重要基坑设计方案，组织专家审查会，选取安全、经济、适用的设计方案。

b.要求施工单位做好施工方案，并组织专家对施工专项方案进行审查。

c.委托监理严格监督施工单位，要求严格按设计图纸要求及施工专项方案进行施工。

4工程实例

蓝田桥工程位于温州市龙湾区 S332(77省道) 温强线，是龙湾国际机场通往温州市区的主要交通要道。根据2013年温州市龙湾区危桥改扩建计划，结合《温州市东片防洪一期工程》规划，对老桥进行拆除重建，打开龙湾区永强塘河和黄石山后河的汇流瓶颈，充分发挥蓝田水闸的排涝功能，切实保障龙湾中心区和沿河两岸人民生命财产安全。

桥梁施工不可完全中断交通，结合老桥拆除情况，设计单位将新建桥梁设计为三幅桥。先施工中幅桥(中幅桥施工完成后，再施工两侧桥)，在道路两侧各保留一条单车行驶的3.75m宽临时便道。由于施工场地狭窄，地质条件差，77省道车流量较大且要保持基坑两侧临时性便道行车要求，基坑支护要求较高。

经过综合比选，最终确定采用钢板桩(材料采用20b槽钢)。由于地质条件差、水平土压力大、嵌固深度深、水平位移大等原因，采用了双排钢板桩支护，并设置斜撑，如图1、图2所示。

图1　钢板桩支护立面示意图(尺寸单位：cm)

图2　钢板桩支护平面示意图

目前中幅桥已经完成施工，在中幅桥施工过程中未出现基坑支护强度破坏及较大位移，该桥梁基坑支护施工方案及方法可以认为是一个成功工程案例。

5结语

本文结合工程实例论述了基坑开挖支护的相关方法。在实际的工程过程中要综合考虑整体效益，要灵活运用基坑支护方法，在符合经济发展要求的同时，充分考虑施工建设结果对社会发展和人们生产生活的实际影响，并将方便人们生活、维护人民生命财产安全作为施工的总体原则，全面提升我国建筑事业的服务质量。

参考文献

[1]董明钢，杨峰.我国深基坑工程的现状和亟待解决的问题[J].建筑技术,2004,35(5).

[2]GB 50202—2002建筑地基基础工程施工质量验收规范[S].

[3]GB 50204—2002混凝土结构工程施工质量验收规范.[S].

[4]JGJ 79—2002建筑地基处理技术规范[S].