关于深基坑支护技术的探讨

赵峰 陆日兴

摘 要 在城市建设中，高层建筑越来越多，高层建筑的大规模出现，也促使深基坑支护施工技术被大规模应用，深基坑支护施工技术也得到了进一步的发展。除了房屋建筑，市政工程、轨道交通的建设也出现了大量的深基坑作业。深基坑支护结构一旦破坏将造成重大损失，其重要性可见一斑。这也是本研究探讨深基坑支护施工技术及其稳定性的原因。

关键词 建筑工程;深基坑;支护技术

前言

随着我国经济的飞速发展，许多大型建筑工程剧增，在现在建筑工程中，基坑支护是保证地下结构施工及基坑周边环境的安全的主要防护工程，其主要是对基坑侧壁采取的支挡、加固与保护措施。随着建筑技术的不断发展，支护技术也需要在安全、经济、工期等方面要更高的要求，在实际工程中采用的支护结构形式也越来越多。因此，施工方在施工中为了能够在基坑支护工程中采用最先进的技术，在经济合理的条件下，进一步确保基坑周边建筑物、基坑开挖深度、基坑边坡、道路和地下设施的安全，就必须要在综合考虑场地工程地质与水文地质条件、降排水条件、地下室的要求、施工季节、支护结构使用期限、周边环境和周边荷载等因素，因地制宜采用合理的支护形式和施工技术。

1深基坑支护结构的基本形式

（1）放坡开挖深基坑。放坡开挖技术施工难度较小、造价较低，所以在基坑开挖工程中应用广泛。当场地土工程性质较好、地下水位较低、基坑排水设施完善并满足放坡角度要求时，可优先选择此开挖技术。但由于本施工方法需向深基坑四周外扩开挖，所以，本施工方法适用于深基坑四周放坡范围内无建筑物，或基坑边缘距离附近既有建筑物较远的场地条件。

（2）土钉墙支护。土钉墙是指在开挖的土坡土体中打入土钉，使土钉与面层喷射的混凝土共同与土体构成一个承受土钉墙后面土压力的类似重力挡墙。它能约束墙后土体的变形，保持土坡的稳定性。土钉墙的施工一般包括钻孔、插筋、注浆等过程实施。由于土钉墙在一定程度上是利用了土体与土钉间的相互作用来保持土钉墙的稳固，所以，土钉墙支护技术的应用范围是工程性质较好且处于地面水位以上的粉土、黏性土及无黏性土。而工程性质较差的淤泥质土、饱和软土则不适合选用土钉墙支护技术。

（3）重力式结构。重力式结构可以满足该结构的抗滑移和抗倾覆要求，因为其可以在基坑侧壁形成一个具有相当厚度和重量的刚性实体结构，这样就可以通过其重量来抵抗基坑侧壁土压力。这种结构通常会采用水泥土搅拌桩，但是有时也会选择采用旋喷桩，让桩体相互搭接形成块状，或者格栅状等连续实体的重力结构。

（4）拱墙结构。拱墙结构主要是通过把基坑开挖成弧形平面，如圆形、椭圆形等，同时沿基坑侧壁分层逆作钢筋混凝土拱墙，充分发挥拱的作用把垂直于墙体的土压力转换成拱墙内的切向力，这样就可以充分利用墙体混凝土的受压强度。因为一般来说墙体内力主要是压应力，所以可以把墙体厚度做薄些，因为在很多时候，不用锚杆或内支撑就完全可以满足承载力和稳定的要求。一般这种结构都会采用分层分段施工的现浇钢筋混凝土拱墙结构[1]。

（5）桩支护基坑。排桩支护体系刚度较大，可对基坑本身及所处环境的安全提供可靠保障。但工程造价相对较高，适用于基坑四周环境复杂，不具有放坡开挖基坑条件的基坑支护工程。采用排桩支护技术的基坑，一般开挖深度较大，最高可达l0m左右，可有效解决毗邻既有建筑物开挖基坑的安全与施工需求的问题。对既有建筑物的影响较小，不易引起相邻地下管线产生不均匀沉降排桩支护结构体系由支撑或锚杆排桩、连续墙结构共同组成，可有效承担侧向土压力及水压力等荷载作用。

2深基坑支护结构设计及施工问题

（1）深坑基支护土体物理力参数难找。承受的土压力大小是衡量深坑基支护结构安全性能的重要标准。在实际工程中，地质情况极其复杂，存在很多不确定性，在这种状况以及技术条件的限制下，选择用来精确计算实际土体压力的比较适宜的土体物理量参数非常困难。深坑基开挖之后，土体内的摩擦角、粘凝力以及含水率这三个重要参数都是可变量，大大提高了精确计算支护结构受力的难度。除此之外，支护结构形式和施工工艺等地土体物理力学参数的选择也有影响。

（2）对基坑土体不能够完全取样。深坑基支护结构设计中的一个必要步骤就是在设计前必须对地基土层取样分析。但是由于地质多种多样，变化无穷，对其随机取样不能够准确反应建筑地土层的实际状况。因此，对支护结构的设计不能够完全符合基坑的真实地质状况。

（3）对基坑开挖后的空间效应考虑不全面。以往很多的深基坑开挖实例表明在基坑四周会有水平位移的现象，并且是中间大两边小，造成深基坑边坡失衡，说明在深基坑开挖施工中还存在空间的问题。

（4）理论上所计算的受力与实际情况中的受力严重不符。实际工程中，设计人员依据极限平衡理论确定的安全系数以及支护结构，理论上是安全的，但是会增加支护结构的投资成本，而且不一定能够完全适用于实际工程[2]。

3某工程深基坑支护技术应用分析

3.1 工程总概况

某工程总面积为31480m2，地下总面积为8642m2，建筑物的总高度约为64m，建筑物的平面形式呈方形，大厦设计地下3层，基坑的最深处距地面约为15m， 工程为钢筋混凝土框架和剪力墙结构，地下部分采用混凝土梁内设无黏结预应力筋。 关于地质条件，根据一个初步的勘探情况来看，该工程处于某河的北面，地面的标高大概在42.8～47.1m之间;地质土层主要为黏质粉土层，局部为黏质重粉质黏土层，大厦地基的承载力标准值是230kpa，地下没有软弱的下卧层。 关于水文情况，根据勘探报告，拟建区存在三層地下水：第一层是滞水，其水位深度约在1.2～4.1m之间，水位标高在46.13～43.04m之间;第二层是潜水，其水位深度约在9.87～12.19m，水位标高在37.18～36.24m之间;第三层是层间水，其水位深度约在21.02～26.07m，水位标高约在23.22～25.04m之间。这个场区的地下水水质呈弱酸性，对混凝土结构不产生腐蚀性，但对钢结构产生弱腐蚀性。

3.2 工程特点

该工程所属地段繁华，施工条件不便利，而且显得很苛刻，再加上白天交通拥挤情况严重，建材只能夜间运输。对周围环境要求高，施工时间有限制，总的来说施工场区面积狭窄，无法大量堆放建材，大件钢材结构只能存在仓库，增加了二次运输量，提高了运输成本等[3]。

3.3 该工程深基坑的支护施工技术

根据工程具体情况，采用混凝土灌注桩和锚杆支护相结合的支护方案。

（1）混凝土灌注桩。混凝土灌注桩，具体的工艺流程为：平整钻孔场地、测量放线布孔、挖设排水沟和布设泥浆池、桩机就位和制备泥浆、钻机钻孔，洗孔清孔、吊放钢筋笼、浇筑灌注桩水下混凝土。开钻前，检查轴线的定位点与水准点是否正确、放线定桩位等。桩机就位后，在桩位位置埋设孔口护筒，起到定位、储存泥浆以及护孔等作用。准备工作完成后，开始钻孔。钻孔时，根据钻进速度和钻机是否有异响，判断地质变化情况;当钻孔的深度达到要求后，进行清孔。清孔工作完成并通过检测后，进行钢筋笼吊放施工及水下浇筑混凝土。在吊放钢筋笼前，在钢筋笼上安装定位钢筋环，控制钢筋笼就位准确;然后开始水下浇筑混凝土施工。采用导管法作业，确保浇筑连续进行。

（2）质量控制要点。施工的质量控制要点有：护筒中心和桩中心的偏差不能超过5cm，埋深不能低于1m，泥浆的比重最好控制在1.1～1.2，孔底沉渣的厚度不能超过15cm;钢筋笼安放位置准确，钢筋连接满足规范要求;水下浇筑混凝土施工需要连续作业，保证导管埋入混凝土内深度不小于2米，速度适宜，避免堵管或钢筋笼上浮，同时桩头超灌1米。灌注桩混凝土养护完成后，按照相关规范和设计要求进行质量检测，确保质量合格。

（3）锚杆支护施工要点。土层锚杆在开挖的深基坑墙面或者尚未开挖的基坑立壁土层钻孔，在达到要求的深度后再次扩大孔的端部，一般形成柱状。实施锚杆支护技术施工，主要将钢筋、钢索或者其他类型的抗拉材料放入孔內，然后灌注浆液材料，令其和土层结合成为抗拉力强的锚杆。这样的支护技术能够让支撑体系承受很大的拉力，有利于保护其结构稳定，防止出现变形，同时还具有节省材料、人力，加快施工进度。

（4）支护效果。在深基坑支护完成后的施工期间，无坑壁坍塌问题出现，通过仪器对周围建筑物进行监测，无明显的变形现象出现。混凝土灌注桩和锚杆支护能够保证该工程的顺利进行，并且保障周围的建筑物的安全，因此实施深基坑支护施工方案是可行的[4]。

4结束语

深基坑支护技术的办法有很多，每一种施工工艺都是需要严格施工组织，需要科学合理的施工原理的指导，需要施工单位有效的施工安排，在深基坑支护施工中，相关技术部门需要综合各方的实际情况，结合自身的施工实际，对施工的技术进行广泛的探讨，最终选定有效的施工方案。

参考文献

[1] 程立峰.小议深基坑支护的施工工艺[J].黑龙江科技信息，2007（20）：

288.

[2] 宋昌龙，李英波.对深基坑工程施工技术的简要探讨[J].黑龙江科技信息，2009（17）：298.

[3] 王成典.试述深基坑支护的施工工艺及其选择方式[J].黑龙江科技信息，2009（9）：262.

[4] 王成彦，孟庆森.深基坑支护施工技术的若干探讨[J].民营科技，

2010（4）：229.