巖土工程中的深基坑支護問題研究

曾振輝

[摘要]深基坑施工的工藝及支護系統(tǒng)隨著施工技術(shù)及現(xiàn)代大型機械的發(fā)展而變得日新月異，深基坑支護工程中的施工技術(shù)的控制要點及解決的措施。結(jié)合工程實例，對深基坑支護技術(shù)進行論述。

[關(guān)鍵詞]巖土工程 深基坑支護 解決措施

[中圖分類號] TV551.4 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X（2015）-3-370-1

1深基坑支護的類型

1.1深基坑支護系統(tǒng)

近幾年來隨著基坑深度和體量的增大，支護技術(shù)也有了較大進展，按功能分常用的有以下一些：

（1）擋土系統(tǒng)：常用的有鋼板樁、鋼筋混凝土板樁、深層水泥攪拌樁、鉆孔灌注樁、地下連續(xù)墻。其功能是形成支護排樁或支護擋土墻阻擋坑外土壓力。

（2）擋水系統(tǒng)：常用的有深層水泥攪拌樁、旋噴樁、壓密注漿、地下連續(xù)墻、鎖口鋼板樁。其功能是阻擋抗外滲水。

（3）支撐系統(tǒng)：常用的有鋼管與型鋼內(nèi)支撐、鋼筋混凝土內(nèi)支撐、鋼與鋼筋混凝土組合支撐。其功能是支承圍護結(jié)構(gòu)側(cè)力與限制圍護結(jié)構(gòu)位移。

1.2深基坑必須進行支護設(shè)計

根據(jù)不同的基坑深度、地質(zhì)、環(huán)境與荷載情況采用不同的支護結(jié)構(gòu)。常見的深基坑支護結(jié)構(gòu)類型及其適用范圍為：（1）深層攪拌樁支護。它是利用水泥、石灰等材料作為固化劑通過深層攪拌機械， 將軟土和固化劑（漿液或粉體） 強制攪拌，利用固化劑和軟土之間所產(chǎn)生的一系列物理化學反應(yīng)，使軟土硬結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)定性和一定強度的樁體（水泥土攪拌樁） ，利用攪拌樁作為基坑的支護結(jié)構(gòu)。水泥攪拌樁適宜于各種成因的飽和粘性土，包括淤泥、淤泥質(zhì)土、粘土和粉質(zhì)粘土等，加固深度可從數(shù)米至50～60m。由于其抗拉強度遠小于抗壓強度，故常適用于基坑深度不大（5～7m） 、可采用重力式擋墻結(jié)構(gòu)形式的基坑。這種支護結(jié)構(gòu)防水性能好，可不設(shè)支撐， 基坑能在開敞的條件下開挖，具有較好的經(jīng)濟效益。（2）排樁支護。排樁包括鋼板樁、鋼筋混凝土板樁及鉆孔灌注樁、人工挖孔樁等， 其支護形式包括： ①柱列式排樁支護： 當邊坡土質(zhì)較好、地下水位較低時，可利用土拱作用， 以稀疏的鉆孔灌注樁或挖孔樁作為支護結(jié)構(gòu)； ②連續(xù)排樁支護：在軟土中常不能形成土拱，支護樁應(yīng)連續(xù)密排，并在樁間做樹根樁或注漿防水；也可以采用鋼板樁、鋼筋混凝土板樁密排。③組合式排樁支護：在地下水位較高的軟土地區(qū)，可采用鉆孔灌注樁排樁與水泥攪拌樁防滲墻組合的形式。（3）地下連續(xù)墻支護。當在軟土層中基坑開挖深度大于10m、周圍相鄰建筑或地下管線對沉降與位移要求較高時常采用地下連續(xù)墻作基坑的支護結(jié)構(gòu)。地下連續(xù)墻具有如下優(yōu)點： ①墻體剛度大、整體性好，因而結(jié)構(gòu)和地基變形較小，可用于超深的支護結(jié)構(gòu)； ②適用于各種地質(zhì)條件，特別是遇到砂卵石地層或要求進入風化巖層時，鋼板樁難于施工，可采用地下連續(xù)墻支護； ③可減少工程施工時對環(huán)境的影響，但是造價高、對廢漿液難于處理。（4）土釘墻支護。土釘墻支護是在基坑開挖過程中將較密的細長桿件釘置于原位土體中，并在坡面上噴射鋼筋網(wǎng)混凝土面層。通過土釘、土體和噴射混凝土面層的共同工作，形成復合土體，利用復合土體的自穩(wěn)達到支護目的。

2深基坑支護技術(shù)發(fā)展

2.1采用動態(tài)設(shè)計方法

對于深基坑支護結(jié)構(gòu)的設(shè)計，目前沒有統(tǒng)一的支護結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范。深基坑支護結(jié)構(gòu)的設(shè)計仍采用傳統(tǒng)的“結(jié)構(gòu)荷載法”，計算結(jié)果與深基坑支護結(jié)構(gòu)的實際受力有較大的差距，既不安全也不經(jīng)濟。目前，巖土工作者對探討和建立動態(tài)設(shè)計體系已開始形成共識，并開始從事這方面的研究。近十幾年來，我國在深基坑支護技術(shù)上已經(jīng)積累很多實踐經(jīng)驗，收集了施工過程中的一些技術(shù)數(shù)據(jù)，已初步摸索出巖土變化支護結(jié)構(gòu)實際受力的規(guī)律，為建立深基坑支護結(jié)構(gòu)設(shè)計的新理論打下了良好的基礎(chǔ)。

2.2新型支護結(jié)構(gòu)的計算方法

隨著各種類型的支護結(jié)構(gòu)形式的出現(xiàn)，深基坑支護結(jié)構(gòu)正在向綜合性方向發(fā)展，即受力結(jié)構(gòu)與止水結(jié)構(gòu)相結(jié)合，臨時支護結(jié)構(gòu)與永久支護結(jié)構(gòu)相結(jié)合，基坑開挖方式與支護結(jié)構(gòu)形式互相結(jié)合。這些結(jié)合必然導致支護結(jié)構(gòu)受力復雜。對這些支護結(jié)構(gòu)的計算模型如何建立、計算簡圖怎樣選取、設(shè)計方法如何趨于正確，仍是當前新型支護結(jié)構(gòu)設(shè)計中急需解決的問題。

2.3支護結(jié)構(gòu)的試驗研究

在支護工程施工的過程中我們積累的技術(shù)資料很豐富，但缺少科學的測試數(shù)據(jù)，無法進行科學分析。一些支護結(jié)構(gòu)工程成功了，也講不出具體成功之處；一些支護結(jié)構(gòu)工程失敗了，也說不清失敗的真實原因。因此，開展支護結(jié)構(gòu)的實驗研究是非常有必要的。通過實驗室模擬實驗和工程現(xiàn)場實驗，發(fā)現(xiàn)問題、總結(jié)規(guī)律，尋找解決問題的最佳途徑，為其他工程提供經(jīng)驗和方法，減少工程事故的發(fā)生，為深基坑支護結(jié)構(gòu)計算方法提供可靠的第一手資料。

2.4建立信息監(jiān)測與信息化施工技術(shù)

基坑工程力學參數(shù)的不確定性及施工過程的不可預見性，使基坑工程設(shè)計和施工中難免出現(xiàn)與實際地層條件不符合的情況，需要在施工過程中通過檢測信息的反饋來修正設(shè)計，指導施工。因此，基坑工程監(jiān)測是基坑工程施工中的一個重要的環(huán)節(jié)，組織良好的監(jiān)測能夠?qū)⑹┕ぶ懈鞣矫嫘畔⒓皶r反饋基坑開挖組織者，根據(jù)預測判定施工對周圍環(huán)境造成影響的程度，對基坑工程圍護體系變形及穩(wěn)定狀態(tài)加以評價，并預測進一步挖土施工后將導致的變形及穩(wěn)定狀態(tài)的發(fā)展， 制定進一步施工策略，實現(xiàn)信息化施工。

2.5優(yōu)化深基坑支護結(jié)構(gòu)方案

深基坑支護結(jié)構(gòu)的設(shè)計與施工不同于上部結(jié)構(gòu)，除地基土類別的不同外，地下水位的高低、土的物理力學性質(zhì)指標以及周圍環(huán)境條件等，都直接與支護結(jié)構(gòu)的選型有關(guān)。在深基坑工程中，支護結(jié)構(gòu)方案的選擇至關(guān)重要，支護結(jié)構(gòu)形式選擇的合理，就能做到安全可靠、施工順利、縮短工期，帶來可觀的經(jīng)濟效益和社會效益。反之，一個不合理的方案即使造價很高，也不一定能保證安全。可見支護結(jié)構(gòu)型式的優(yōu)化選擇是深基坑支護技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。

3結(jié)束語

實踐證明，該工程深基坑支護采用排樁和鋼筋混凝土內(nèi)支撐體系，安全經(jīng)濟地控制了基坑變形；地下水控制采用聯(lián)合處理方式，即側(cè)壁采用水泥土攪拌樁非落地式帷幕和中深井降水的聯(lián)合處理方式，降低了地下水位，同時減少了降水對周邊建筑物的沉降影響。

參考文獻

[1]覃曉玲，徐嘉寧，韋麗英，梁建平.L波段探空雷達常見故障分析和檢修方法[J].氣象研究與應(yīng)用，2010（01）.

[2]白富強.GFE（L）波段雷達常見故障分析和維修維護[J].赤峰學院學報（自然科學版），2010（04）.

[3]吳月友.L波段雷達工作原理及維修保養(yǎng)方法[J].氣象水文海洋儀器，2014（01）.