深基坑支護(hù)技術(shù)應(yīng)用研究

張士軍

【摘要】良好的深基坑支護(hù)技術(shù)施工，是整個建筑工程能夠順利施工與完成的前提和保證，是一個工程建設(shè)的重要開端，所以，加強(qiáng)對建筑物的深基坑支護(hù)施工技術(shù)的認(rèn)知和研究其意義重大。本文通過對深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)類型進(jìn)行介紹，結(jié)合工程實(shí)例對其中組合式深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了探索研究，具有較強(qiáng)的工程實(shí)踐意義。

【關(guān)鍵詞】深基坑；復(fù)合式支護(hù)；預(yù)應(yīng)力錨索；穩(wěn)定性計(jì)算

一、深基坑支護(hù)簡述

深基坑支護(hù)，主要是對基坑側(cè)壁及周邊環(huán)境采用的支擋、加固與保護(hù)措施，一般來說，建筑工程的深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，會在施工的過程中，承受各方面的壓力，包括水土壓力及地面荷載、鄰近建筑物基底壓力等。為確保整個工程能夠順利進(jìn)行，確保整個工程的施工質(zhì)量，就需要根據(jù)工程的實(shí)際需要，采取合適的深基坑支護(hù)技術(shù)。

二、深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)類型

2.1懸臂式支護(hù)結(jié)構(gòu)

是指不加任何支撐或錨，只靠嵌入基坑底下一定深度的巖土體平衡上部土體的主動土壓力、地面荷載以及水壓力的支護(hù)結(jié)構(gòu)。有地下連續(xù)墻、排樁結(jié)構(gòu)。就該種支護(hù)結(jié)構(gòu)而言，其嵌入深度極為關(guān)鍵。但是因?yàn)榛拥滓陨喜糠殖蕬冶蹱顟B(tài)，不具有任何支點(diǎn)作用，樁頂位移及構(gòu)件彎矩值相對較大，對支護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件有很高的要求。所以，該種結(jié)構(gòu)應(yīng)用廣泛于基坑深度較小、土質(zhì)條件較好以及對基坑水平位移要求不高的基坑。

2.2內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)

其結(jié)構(gòu)形式由內(nèi)支撐系統(tǒng)和擋土結(jié)構(gòu)組成。內(nèi)支撐為擋土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定提供足夠的支撐力，對兩端圍護(hù)結(jié)構(gòu)上所承受的側(cè)壓力加以平衡，一般鋼筋混凝土支撐和鋼支撐應(yīng)用較為普遍。擋土結(jié)構(gòu)主要承受基坑開挖所產(chǎn)生的水壓力和土壓力，通常采取排樁和地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)。內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)形式廣泛應(yīng)用于市政工程施工中。

2.3拉錨式支護(hù)結(jié)構(gòu)

其結(jié)構(gòu)形式由擋土結(jié)構(gòu)和外拉系統(tǒng)組成。外拉結(jié)構(gòu)可分為兩種：錨桿（索）支護(hù)結(jié)構(gòu)和地面拉錨支護(hù)結(jié)構(gòu)。錨桿（索）支護(hù)是由擋土結(jié)構(gòu)及錨固于基坑滑動面以外的穩(wěn)定土體的錨桿（索）組成。地面拉錨支護(hù)結(jié)構(gòu)由擋土結(jié)構(gòu)、拉桿（索）和錨固體組成。常用于深度及規(guī)模不大的基坑。

2.4土釘墻支護(hù)結(jié)構(gòu)

又叫土釘支護(hù)技術(shù)，是在原位土中密集設(shè)置土釘，并在土邊坡表面構(gòu)筑鋼絲網(wǎng)噴射混凝土面層，支護(hù)邊坡或邊壁主要借助面層、土釘以及原位土體三者的共同作用。同時，土釘墻體構(gòu)成了一個就地加固的類似重力式擋土結(jié)構(gòu)。相較于已有各種支護(hù)方法，土釘墻支護(hù)結(jié)構(gòu)具有設(shè)備簡單、施工容易、需要場地小，開挖與支護(hù)作業(yè)可以并行、成本低、總體進(jìn)度快，而且噪聲小、穩(wěn)定可靠、無污染、經(jīng)濟(jì)效益與社會效益好等，廣泛應(yīng)用于國內(nèi)外的邊坡加固與基坑支護(hù)中。

三、工程實(shí)例應(yīng)用

在巖土工程中，丘陵地帶的土層結(jié)構(gòu)相對比較復(fù)雜，多常見為土巖組合形式，即上層土層為回填土、碎石，下層為巖石。這種土層結(jié)構(gòu)給選取基坑支護(hù)方式帶來了一定難度。近年來，組合支護(hù)方式作為一種針對此種土層特征的、經(jīng)濟(jì)而有效的基坑支護(hù)形式，在工程中得到越來越廣泛的應(yīng)用，下面將結(jié)合工程實(shí)例對該支護(hù)方式進(jìn)行探討。

3.1工程地質(zhì)概況

某建筑工程位于某地區(qū)復(fù)雜的丘陵地帶，擬建建筑物帶有3層地下室，該基坑安全等級為一級，支護(hù)性質(zhì)為臨時性支護(hù)。本工程場地地勢高低起伏較大，施工面標(biāo)高9.41～22.64m；場地地貌單元屬于低丘陵斜坡。該基坑深度8.58～13.17m，通過工程勘察資料顯示，自上而下出露雜填土、淤泥質(zhì)土混礫石、砂卵石、中風(fēng)化板巖、中風(fēng)化石英巖。

3.2基坑穩(wěn)定性計(jì)算

本工程基坑的穩(wěn)定性計(jì)算采用理正巖土計(jì)算軟件5.11版中的邊坡穩(wěn)定分析和巖質(zhì)邊坡分析2個模塊，按2種情況同時進(jìn)行驗(yàn)算。第一種情況是計(jì)算分為2個步驟，按照土層信息，以土層和巖石的分界面為界限分為2個部分加以計(jì)算，對上層部分進(jìn)行等厚土層穩(wěn)定性分析驗(yàn)算，采用圓弧法進(jìn)行計(jì)算，設(shè)計(jì)樁錨支護(hù)以達(dá)到安全系數(shù)要求；下層部分的驗(yàn)算則是在把上層驗(yàn)算完成的部分看做均布荷載的基礎(chǔ)上，按巖質(zhì)結(jié)構(gòu)體進(jìn)行簡單平面滑動穩(wěn)定分析驗(yàn)算，采用直線法進(jìn)行計(jì)算，設(shè)計(jì)錨索支護(hù)以達(dá)到安全系數(shù)要求。

第二種情況是從上到下直接進(jìn)行整體穩(wěn)定性驗(yàn)算，按不同的土層信息進(jìn)行等厚土層穩(wěn)定性分析驗(yàn)算，采用圓弧法進(jìn)行計(jì)算，不區(qū)分土層和巖層，設(shè)計(jì)樁錨支護(hù)以達(dá)到安全系數(shù)要求。

經(jīng)2種情況的整體穩(wěn)定性核算，基坑支護(hù)安全系數(shù)均達(dá)到1.35以上，符合要求。

3.3基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方案

（1）人工挖孔樁

人工挖孔灌注樁徑為1.0m，間距為1.8m，樁孔定位時要反復(fù)與設(shè)計(jì)圖核準(zhǔn)，在確定無誤后方可施工，確保每個樁孔定位準(zhǔn)確。嚴(yán)格控制樁孔的垂直度，在施挖過程中，應(yīng)隨時檢查樁徑偏差和樁中心距樁邊的半徑偏差，直至挖到持力層，井軸線傾斜度必須控制在施工規(guī)范以內(nèi)，以確保施工精度。鋼筋籠下入時，焊接時應(yīng)準(zhǔn)確定位，以保證與井的同心度。

（2）勁性樁

勁性樁采用巖心鉆機(jī)成孔，鉆進(jìn)過程中應(yīng)嚴(yán)格控制進(jìn)尺速度，以保證鉆孔垂直度。勁性樁與支護(hù)樁間距0.5m，勁性樁采用直徑108mm、壁厚6mm無縫鋼管，鉆孔孔徑130mm，入基坑底部2.0m，勁性樁水平間距0.9m，位于人工挖孔樁樁體兩側(cè)，不妨礙錨索施工，與支護(hù)樁搭接長度1.0m，孔內(nèi)灌注M30水泥漿，勁性樁頂端用一根通長的25b槽鋼焊接水平相連。

（3）管式錨桿

采用XY-4型履帶式巖心鉆機(jī)鉆進(jìn)工藝，即利用該鉆機(jī)的大扭矩、低轉(zhuǎn)速、移動靈活的特點(diǎn)實(shí)施錨桿貫入，管式錨桿采用D50地質(zhì)鉆桿，設(shè)計(jì)強(qiáng)度570MPa。管式錨桿鉆孔孔徑50mm，水平間距1.8m，豎向間距2.00m，錨固段為花管，孔眼直徑5mm，間距300mm交錯布置。管式錨桿注漿采用灰水比1：0.45素水泥漿注入，注漿壓力控制在1.5～2.5MPa之間，以保證注漿密實(shí)度，達(dá)到可靠錨固力。

（4）預(yù)應(yīng)力錨索

錨索孔成孔采用MD-50型錨孔鉆機(jī)，高風(fēng)壓沖擊和旋轉(zhuǎn)相結(jié)合，從而保證鉆孔順直、錨孔成孔質(zhì)量和成孔速度，預(yù)應(yīng)力錨索采用3×7ф5鋼絞線，錨索鉆孔孔徑130mm，水平間距1.8m（2.0m），豎向間距依計(jì)算大小不等，錨索呈梅花狀交錯布置。錨索孔注漿采用灰水比為1∶0.45素水泥漿注入，注漿壓力控制在1.5～2.5MPa之間，以保證注漿密實(shí)度，從而使錨固力達(dá)到要求。

3.4施工效果的檢驗(yàn)

從基坑開挖至地下室土方回填前，對基坑側(cè)壁的水平位移和豎向沉降進(jìn)行跟蹤觀測?；娱_挖后按規(guī)范布置監(jiān)測點(diǎn)，在冠梁頂部每隔20m設(shè)置一個標(biāo)尺監(jiān)測點(diǎn)，用經(jīng)緯儀每隔3～4天監(jiān)測一次，雨季加大觀測頻率，及時記錄位移變化，每天的變化不得超過2mm，頂部水平位移累積量不得大于30mm。經(jīng)過嚴(yán)密監(jiān)測，本基坑水平位移量每天的變化均在2mm范圍內(nèi)，水平位移累積量為10mm，小于30mm規(guī)范要求，豎向沉降基本為零，未出現(xiàn)裂縫等不良現(xiàn)象，基坑支護(hù)加固效果良好。

四、結(jié)語

基坑工程是建筑工程的一個重要組成部分，特別是深基坑工程施工的成敗往往事關(guān)工程全局。深基坑的支護(hù)工程要從支護(hù)的設(shè)計(jì)和施工兩方面著手，確保質(zhì)量。深基坑施工的安全可靠，直接關(guān)系著高層建筑的安全性、穩(wěn)定性和長久性。良好的基坑支護(hù)施工技術(shù)，是整個工程施工順利的前提與保證，是整個龐大工程的重要開端。因此，加強(qiáng)對建筑深基坑施工技術(shù)的認(rèn)識與研究意義重大。

參考文獻(xiàn)：

[1]檀西樂.深基坑邊坡支護(hù)施工方法及施工管理[J].現(xiàn)代裝飾（理論），2011，（5）.

[2]康紅普.錨桿支護(hù)組合構(gòu)件的力學(xué)性能與支護(hù)效果分析[J].煤炭學(xué)報(bào).2011（07）.

[3]王鵬.雜填土場地基坑邊坡土釘墻支護(hù)設(shè)計(jì)研究[J].長春工程學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）.2011（02）.