關(guān)于幾種常用深基坑支護技術(shù)的對比分析

一、前 言

隨著我國經(jīng)擠建設(shè)的迅猛發(fā)展，各個城市的大型和超高層建筑大量涌現(xiàn)，基坑工程呈現(xiàn)出“緊”(場地緊湊)、“近”(工程距離近)、“深”(開挖深度大)、“大”(規(guī)模和尺寸大)等特點。深基礎(chǔ)施工是大型和高層建筑施工中極其重要的環(huán)節(jié)，而深基坑支護結(jié)構(gòu)技術(shù)無疑是保證深基礎(chǔ)順利施工的關(guān)鍵。

二、基坑支護技術(shù)種類殛其特點

目前國內(nèi)深基坑支護技術(shù)有:鋼板樁支護、排樁支護、深層攪拌水泥樁、地

下連續(xù)墻、土釘墻及復(fù)合土釘墻、噴錨網(wǎng)支護、逆作法與半逆作法施工、環(huán)形支

護結(jié)構(gòu)等。實踐中根據(jù)土質(zhì)條件、基坑深度、地下水情況等，結(jié)合不同支護方式的優(yōu)缺點，選擇經(jīng)濟合理的方案。在這里，本文只選取其中的幾種作下深入的分析，具體如下:

(1)排柱支護(灌注樁支護)

排樁支護是指柱列式間隔布置鋼筋混凝土挖孔、鉆(沖)孔灌注樁作為主要擋土結(jié)構(gòu)的一種支護形式。柱列式間隔布置包括樁與樁之間有一定凈距的疏排布置形式和樁與樁相切的密排布置形式。柱列式灌注樁作為擋土圍護結(jié)構(gòu)有很好的剛度，但各樁之間的聯(lián)系需要依靠樁頂澆注較大截面的鋼筋混凝土帽梁。通過樁間或樁背高壓注漿，設(shè)置深層攪拌樁、旋噴樁，或在樁后專門構(gòu)筑防水帷幕等措施，來防止地下水夾帶士體顆粒從樁間孔隙流入(滲入)坑內(nèi)。

灌注樁施工簡便，可用機械鉆(沖)孔或人工挖孔，施工中不需要大型機械，且無打入樁的噪聲、振動和擠壓周圍土體帶來的危害，成本較地下連續(xù)墻低。同時，灌注樁圍護結(jié)構(gòu)在建筑主體結(jié)構(gòu)外墻設(shè)計時也可視為外墻中的一部分參與受力(承受側(cè)壓力)，這時在樁與主體之間通常不設(shè)拉結(jié)筋，并用防水層隔開。

一般來說，當(dāng)基坑深為8m-14m，且周圍環(huán)境要求不太嚴(yán)格時，多考慮采用排樁支護。柱列式灌注樁的工作比較可靠，但需要重視帽梁的整體拉結(jié)作用，在基坑邊角處，帽梁應(yīng)連續(xù)交圈。當(dāng)要求灌注樁圍護結(jié)構(gòu)起到抗水防滲作用時，必須保證樁間和樁背的深層防水?dāng)嚢铇痘蛐龂娭氖┕ず妥饔?。?dāng)周圍環(huán)境保護要求嚴(yán)格時，為減少排樁的變形，在軟土地區(qū)有時對基坑底沿灌注樁周邊或部分區(qū)域，用水泥攪拌樁或注漿進行被動區(qū)加固，以提高被動區(qū)的抗力，減少支護結(jié)構(gòu)的變形。

(2)地下連續(xù)墻

地下連續(xù)墻具有整體剛度大的特點和良好的止水防滲效果，適用于地下水位以下的軟粘土和砂土等多種地層條件和復(fù)雜的施工環(huán)境，尤其是基坑底面以下有深層軟土需將墻體插入很深的情況，因此在國內(nèi)外的地下工程中得到廣泛的應(yīng)用。并且隨著技術(shù)的發(fā)展和施工方法及機械的改進，地下連續(xù)墻發(fā)展到既是基坑施工時的擋土圍護結(jié)構(gòu)，又是擬建主體結(jié)構(gòu)的側(cè)墻，如支撐得當(dāng)，且配合正確的施工方法和措施，可較好地控制軟土地層的變形。

在基坑深度大干10m、周圍環(huán)境保護要求高的工程中，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較后多采用此技術(shù)。但是地下連續(xù)墻在堅硬土體中開挖成槽困難較大，尤其是遇到巖層時需要特殊的成槽機具，施工費用較高。在施工中泥漿污染施工現(xiàn)場，造成場地泥濘不堪。目前采用的逆作法施工使得兩墻合一，即施工時用作圍護結(jié)構(gòu)，同時又是地下結(jié)構(gòu)的外墻。逆作法施工一般用在城市建筑高層時，周圍施工環(huán)境比較惡劣，場地四周鄰近建筑物、道路和地下管線不能因任何施工原因而遭到破壞，為此在基坑施工時，通過發(fā)揮地下結(jié)構(gòu)本身對坑壁產(chǎn)生支護作用的能力(即利用地下結(jié)構(gòu)自身的樁、柱、梁、板作為支撐，同時可省去內(nèi)部支撐體系)，減少支護結(jié)構(gòu)變形，降低造價并縮短工期，是推廣應(yīng)用的新技術(shù)之一。除現(xiàn)場澆筑的地下連續(xù)墻外，還有預(yù)制裝配式地下連續(xù)墻和預(yù)應(yīng)力地下連續(xù)墻，預(yù)制裝配式地下連續(xù)墻墻面光滑，由于配筋合理可使墻厚減薄并加快施工速度。而預(yù)應(yīng)力地下連續(xù)墻則可提高圍護墻的剛度達30%以上，可減薄墻厚，減少內(nèi)支撐數(shù)量，由于曲線布筋張拉后產(chǎn)生的反拱作用，可減少圍護結(jié)構(gòu)變形，消除裂縫，從而提高抗?jié)B性。

(3)土釘墻(復(fù)合土釘墻)支護

土釘墻支護是用于土體開挖和邊坡穩(wěn)定的一種新的擋土技術(shù)，由于經(jīng)濟，可靠且施工快速簡便，已在我國得到迅速推廣和應(yīng)用。土釘是用來加固現(xiàn)場原位土體的細(xì)長桿件，通常采用鉆孔，放入變形鋼筋并沿孔全長注漿的方法做成、它依靠與土體之間的粘結(jié)力或摩擦力，在土體發(fā)生變形時被動承受拉力作用。它由密集的土釘群、被加固的土體、噴射混凝土面層形成支護體系。隨挖隨支的工藝能有效地保持土體強度，減少土體的擾動。

土釘支護的使用要求土體具有臨時自穩(wěn)能力，以便給出一定時間施工土釘墻，因此對土釘墻適用的地質(zhì)條件應(yīng)加以限制。《建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程(JGJl2021999)》規(guī)定了土釘墻適用于二、三級基坑、非軟土場地、基坑深度不宜大于12m。土釘墻支護施工速度快、用料省、造價低，與其他樁墻支護相比，工期可縮短50%以上，節(jié)約造價60%左右，而且土釘支護可以緊貼已有建筑物施工，從而省出樁體或墻體所占用的地面。但從許多工程經(jīng)驗看，土釘墻的破壞幾乎均是由干水的作用，水使土釘墻產(chǎn)生軟化，引起整體或局部破壞，因此規(guī)定采用土釘墻工程必須做好降水，且其不宜作為擋水結(jié)構(gòu)。

(4)錨噴網(wǎng)支護

噴錨網(wǎng)支護是目前深基坑支護工程中采用較多的一種支護方式。它是噴射混凝土、錨桿、鋼筋網(wǎng)聯(lián)合支護的簡稱，作為一種先進的支護加固技術(shù)，在巖土質(zhì)高邊坡和大跨度地下工程，特別是在不良地質(zhì)條件下，國內(nèi)外已進行了廣泛而成功的應(yīng)用。噴錨網(wǎng)支護，是通過在巖土體內(nèi)施工一定長度和分布的錨桿，與巖土體共同作用形成復(fù)合體，彌補巖土體強度不足并發(fā)揮錨拉作用，使巖土體自身結(jié)構(gòu)強度潛力得到充分發(fā)揮，保證邊坡的穩(wěn)定。坡面設(shè)置鋼筋網(wǎng)噴射混凝土，起到約束坡面變形的作用，使整個坡面形成一個整體。其施工的工藝流程為:開挖土石方、修坡→鉆孔→錨桿(索)安裝→壓力注漿→掛設(shè)鋼筋網(wǎng)→焊加強筋→噴射混凝土→(錨索預(yù)應(yīng)力張拉、錨固)→開挖下層。對不穩(wěn)定土層，開挖修坡后，還應(yīng)增加噴射第一次混凝土。

為做到及時支護、有效地保持土體強度，噴錨網(wǎng)支護的施工要“緊跟開挖，隨挖隨支”，每層開挖高度，隨地質(zhì)條件而定，一般為1.5m-2.5m。

采用噴錨網(wǎng)支護的主要特點是:結(jié)構(gòu)簡單，承載力高，安全可靠:可用于多種土層，適應(yīng)性強-施工機具簡單、施工靈活，污染小，噪聲低，對周圍環(huán)境的影響小，可與土方開挖同步進行，不占用絕對工期:本身不需要打樁，支護費用相對較低。

工程實踐證明，錨噴支護較傳統(tǒng)的現(xiàn)澆混凝土襯砌支護優(yōu)越。由于錨噴結(jié)構(gòu)能及時支護和有效地控制士俸的變形，防止土方墜落和坍塌的產(chǎn)生，充分發(fā)揮土體的自承能力，所以錨噴支護結(jié)構(gòu)受力更為合理。錨噴支護能大量節(jié)省混凝土、木材和勞動力，加快施工進度，工程造價可大幅度降低，并有利于提高施工機械化程度和改善勞動條件。此外，錨噴支護能及時地支護和加固土體，與土體密貼并封閉圖體的張性裂隙，加固土體結(jié)構(gòu)面，有效地發(fā)揮和利用土體顆粒間的鑲嵌咬合和自鎖作用，從而提高土體自身的強度、自承能力和整體性。由于錨噴支護結(jié)構(gòu)柔性好，它能同土體構(gòu)成一個共同工作的承載體系。在變形過程中，它能調(diào)

整土體應(yīng)力，抑制土體變形的發(fā)展，避免土體坍塌的產(chǎn)生。此外，錨噴支護的使用也是有一定條件的，在土體的自承能力差、有涌水及大面積淋水處、地層松軟處很難成型。

三、結(jié) 語

深基坑支護工程技術(shù)較復(fù)雜，而且當(dāng)基坑支護失效時，會造成鄰近房屋、地下管線及道路的開裂，引發(fā)工程糾紛，甚至出現(xiàn)嚴(yán)重的破壞，造成重大的經(jīng)濟損失及人員的傷亡。因此，在具體的工程實踐中，科學(xué)設(shè)計和處理深基坑支護結(jié)構(gòu)，并采用安全合理的支護技術(shù)措施保證深基坑施工至關(guān)重要。