論深基坑支護(hù)類(lèi)型的選擇

孫 士 龍

(太原市政工程總公司，山西 太原 030002)

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論深基坑支護(hù)類(lèi)型的選擇

孫 士 龍

(太原市政工程總公司，山西 太原 030002)

介紹了深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的形式，簡(jiǎn)述了深基坑工程設(shè)計(jì)的內(nèi)容與步驟，主要從鋼板樁、鉆孔灌注樁、地下連續(xù)墻等方面，分析了常見(jiàn)支護(hù)體系的優(yōu)缺點(diǎn)及施工要點(diǎn)，為深基坑支護(hù)方式的選擇提供了依據(jù)。

深基坑，支護(hù)體系，圍護(hù)結(jié)構(gòu)，地下連續(xù)墻

隨著現(xiàn)代施工地質(zhì)環(huán)境的惡化，施工技術(shù)的提高，在越來(lái)越多的施工條件下，地下結(jié)構(gòu)高度逐漸增加，深基坑支護(hù)技術(shù)越來(lái)越受到人們的重視。

1 場(chǎng)地勘察的主要任務(wù)

場(chǎng)地穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)，查明地基土層的地質(zhì)構(gòu)造，作出巖土工程評(píng)價(jià)，確定地基承載力，對(duì)在施工過(guò)程中可能出現(xiàn)的各種巖土工程問(wèn)題及對(duì)場(chǎng)地環(huán)境可能產(chǎn)生的變化及其對(duì)工程的影響作出預(yù)測(cè)，并提出相應(yīng)的防治措施和合理的施工方法。

場(chǎng)地勘察應(yīng)按工程破壞后果的嚴(yán)重性，劃分為三個(gè)安全等級(jí)。

2 深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的形式

1)預(yù)制方式：

2)現(xiàn)澆方式：

3 深基坑工程設(shè)計(jì)內(nèi)容與設(shè)計(jì)步驟

3.1 設(shè)計(jì)內(nèi)容

深基坑工程的設(shè)計(jì)涉及的內(nèi)容包括：圍護(hù)結(jié)構(gòu)、支撐系統(tǒng)、挖土方案、挖撐措施、降水方案、地基加固。

3.2 設(shè)計(jì)步驟

了解工程周?chē)沫h(huán)境→熟悉本工程建筑圖紙→了解施工隊(duì)伍的施工條件→研究水文、地質(zhì)資料→圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式與支撐體系的制定→水、土壓力、地面超載反力系數(shù)K的確定→圍護(hù)結(jié)構(gòu)入土深度的確定→穩(wěn)定分析→改變圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式、增加支撐道數(shù)、增加入土深度、地基加固(坑內(nèi)外)、降水(坑內(nèi)外)等。

4 基坑工程發(fā)生質(zhì)量事故的要點(diǎn)

1)止水帷幕如三軸攪拌樁止水帷幕、高壓旋噴樁止水帷幕等，由于設(shè)計(jì)深度、配比參數(shù)的選擇不合理未穿透地下水承壓層或砂層，或因?yàn)槭┕の醋鼋宇^封閉處理、成樁質(zhì)量較差等一系列原因造成基坑漏水、涌砂導(dǎo)致基坑坍塌，造成安全事故。

2)地下管線(xiàn)、水池等由于施工中未做保護(hù)處理，使其造成漏水現(xiàn)象，使土質(zhì)的物理指標(biāo)發(fā)生改變，引起土壓力發(fā)生變化，導(dǎo)致基坑防護(hù)變形嚴(yán)重。

3)主動(dòng)土壓力和被動(dòng)土壓力的大小與土的物理性質(zhì)有關(guān)，同時(shí)與基坑的位移和方向有關(guān)。

4)被動(dòng)土區(qū)由于基坑土方開(kāi)挖，引起土抗力變化，當(dāng)不能滿(mǎn)足土壓要求時(shí)，引起基底隆起從而發(fā)生滑移。

5)排樁或地下連續(xù)墻嵌固深度不足，當(dāng)懸臂時(shí)會(huì)造成圍護(hù)結(jié)構(gòu)坍塌，當(dāng)有支撐時(shí)會(huì)造成土體失穩(wěn)，引起基坑滑移。

6)支撐系統(tǒng)如節(jié)點(diǎn)、立桿等受力部位發(fā)生質(zhì)量事故，導(dǎo)致支撐系統(tǒng)失穩(wěn)引起基坑坍塌。

5 常見(jiàn)支護(hù)體系的施工優(yōu)缺點(diǎn)

1)鋼板樁施工：鋼板樁施工較為簡(jiǎn)單方便，適用于基坑深度較小，周邊環(huán)境較好，地下水位較低的土質(zhì)。

2)鉆孔灌注樁施工：鉆孔灌注樁作為樁列式擋土墻，自身的剛度大，布置靈活，施工簡(jiǎn)便，同地下連續(xù)墻相比更經(jīng)濟(jì)。缺點(diǎn)在于需輔以抗?jié)B措施，目前一般采用攪拌樁、旋噴樁或注漿作為止水措施與其配合使用。

3)深層攪拌樁施工：攪拌樁擋墻一般將相鄰樁連續(xù)搭接布置，且在平面上組成格柵，在施工時(shí)噴漿和噴拌兩種，適用于地下水位較高，基坑深度不大，平面尺寸較小的施工土質(zhì)環(huán)境。

4)SMW工法:在攪拌樁的基礎(chǔ)上，插入型鋼可密插也可間隔插入，具有施工方便，經(jīng)濟(jì)實(shí)用的特點(diǎn)。

5)地下連續(xù)墻：適用于各種復(fù)雜土質(zhì)、施工工藝復(fù)雜、造價(jià)較高。

6 常用支護(hù)體系施工要點(diǎn)

6.1 排樁支護(hù)施工

1)鉆孔灌注樁的施工：a.在鉆機(jī)就地檢查無(wú)誤后，使鉆桿下移，開(kāi)始轉(zhuǎn)速要慢，以減少鉆桿晃動(dòng)，又易于校正樁位與垂直度。b.遇到硬土層時(shí)，應(yīng)慢速轉(zhuǎn)進(jìn)，以保證孔型及垂直度。c.鉆到設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，應(yīng)在原深度處空轉(zhuǎn)清土，停鉆后，提出鉆桿。d.吊放鋼筋籠時(shí)，應(yīng)防止變形和碰撞孔壁。e.經(jīng)檢查合格的孔，應(yīng)迅速澆筑混凝土，不得間斷。

2)挖孔樁施工：挖孔樁適用于無(wú)水或少水的較密實(shí)的土質(zhì)中，對(duì)流動(dòng)性淤泥、流砂和地下水較豐富的地區(qū)不宜采用。樁的直徑不宜小于1.4 m，最大可達(dá)5.0 m,孔深一般不宜超過(guò)20 m。a.開(kāi)挖樁孔：開(kāi)挖前清除現(xiàn)場(chǎng)及山坡上的懸石、浮土，排除一切不安全因素，做好孔口四周臨時(shí)圍護(hù)和排水措施。b.護(hù)壁和支撐：隨挖隨支，護(hù)壁厚度一般采用0.15 m～0.2 m，混凝土強(qiáng)度為C15～C20。c.排水：滲水量不大時(shí)可人工排水，滲水量較大時(shí)，可采用水泵抽水。

3)板樁施工：a.施工機(jī)具：沖式打樁機(jī)、振動(dòng)打樁機(jī)、靜力壓樁機(jī)選擇機(jī)具主要依據(jù)是：鋼板樁的重量、長(zhǎng)度及數(shù)量、土質(zhì)情況應(yīng)有利于板樁的打入和拔出。b.鋼板樁的打入：為確保施工后的板樁軸線(xiàn)應(yīng)設(shè)置導(dǎo)向裝置，可用型鋼或木材。c.鋼板樁的拔除：拔樁時(shí)可以采用間隔拔的方法，拔樁順序最好與打樁時(shí)相反，拔樁會(huì)帶出土粒形成孔隙引起地面沉降，因此對(duì)拔樁造成的孔隙要及時(shí)用粗砂填實(shí)，或用膨潤(rùn)土漿液填充，當(dāng)控制土層位移有較高要求時(shí)，采用拔樁跟蹤注漿填充法。

6.2 地下連續(xù)墻支護(hù)

地下連續(xù)墻的施工大體要求經(jīng)過(guò)六個(gè)環(huán)節(jié)的工藝過(guò)程，即導(dǎo)墻、成槽、改接頭管、吊裝鋼筋籠、澆搗水下混凝土及拔接頭管成墻等。

1)挖槽施工。

a.粘土粘鉆：在施工時(shí)，注意鉆進(jìn)速度不要過(guò)快或過(guò)慢，應(yīng)選用刮板齒小、出漿口大的鉆頭，可采用強(qiáng)制循環(huán)式鉆頭施工。b.鉆機(jī)卡槽：鉆頭應(yīng)比導(dǎo)板箱大10 mm～20 mm ，使其有一定空隙便于上下，鉆進(jìn)中注意交替緊繩、松繩，以擴(kuò)大孔徑，鉆機(jī)中途停鉆時(shí)，應(yīng)將鉆頭提出至槽段外，避免卡鉆。c.鉆機(jī)不能鉆進(jìn)：鉆機(jī)鉆頭直徑應(yīng)加寬2 cm～3 cm，如磨損嚴(yán)重時(shí)應(yīng)及時(shí)補(bǔ)焊，加強(qiáng)檢查，保證鉆頭切削部位的完好率。d.導(dǎo)墻破壞：按設(shè)計(jì)要求施工導(dǎo)墻，確保質(zhì)量適當(dāng)加大導(dǎo)墻深度。加固地基，導(dǎo)墻兩側(cè)加強(qiáng)排水措施。e.槽壁坍塌：嚴(yán)格控制泥漿質(zhì)量，應(yīng)根據(jù)土質(zhì)情況確定泥漿密度，做好地面排水和降低地下水的工作。在松軟砂層中鉆進(jìn)應(yīng)隨時(shí)掌握深度不宜過(guò)快或空轉(zhuǎn)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。單元槽段不宜超過(guò)2個(gè)槽段，同時(shí)控制地面荷載不宜過(guò)大。槽段成型后，及時(shí)放置鋼筋籠、澆筑混凝土，加強(qiáng)施工操作后控制，縮短每個(gè)工序的間隔時(shí)間。f.槽孔偏斜：鉆機(jī)開(kāi)始前應(yīng)精確對(duì)中、鉆機(jī)應(yīng)架設(shè)平穩(wěn)。遇到孤石、探頭石應(yīng)選用沖擊鉆破碎，盡可能采取兩槽段成槽間隔施鉆，合理安排掘削順序。

2)鋼筋籠制作和吊放。

a.鋼筋籠難以放入槽內(nèi);成孔要調(diào)整好導(dǎo)板箱垂直度，嚴(yán)格控制鋼筋籠外形，其截面長(zhǎng)度應(yīng)比槽孔小11 cm～12 cm。鋼筋籠接長(zhǎng)時(shí)先將下段放進(jìn)槽內(nèi)，再將上節(jié)垂直對(duì)正下段后，兩人同時(shí)施焊避免變形引起鋼筋彎曲。鋼筋籠應(yīng)加設(shè)縱向鋼筋桁架加固使其有足夠剛度不致產(chǎn)生過(guò)大變形。b.鋼筋籠上?。鹤龊们宀酃ぷ鳌⒖刂瞥猎穸?，在導(dǎo)墻上設(shè)置錨固點(diǎn)、固定鋼筋籠，阻止上浮，同時(shí)加快混凝土速度，控制導(dǎo)管最大埋深不超過(guò)6 m。

3)混凝土澆筑。

首批混凝土量應(yīng)以能埋導(dǎo)管不小于1.5 m為宜，導(dǎo)管離槽底距離保持不小于1.5d(d為導(dǎo)管直徑)。隔水塞應(yīng)比導(dǎo)管內(nèi)徑小5 mm，每次澆筑混凝土后，應(yīng)將導(dǎo)管內(nèi)粘結(jié)的水泥漿清除。同時(shí)盡可能縮短澆筑間隔時(shí)間，經(jīng)常確定槽內(nèi)混凝土上升高度，以此確定導(dǎo)管插入深度，一般不宜大于3 m。

4)拔鎖頭管。

鎖頭管制作精度(垂直度)應(yīng)控制在0.1%內(nèi)，拔管裝置能力應(yīng)大于1.5倍摩阻力，鎖頭管抽拔要掌握好時(shí)機(jī)，一般在澆筑混凝土后3.5 h～4.0 h開(kāi)始拔管，要求5 h～8 h內(nèi)全部拔完。抽拔時(shí)要慢速進(jìn)行，間隔時(shí)間為15 min，避免振動(dòng)。

5)墻體缺陷預(yù)防。

采用多槽段澆筑時(shí)，應(yīng)設(shè)2根～3根導(dǎo)管同時(shí)澆筑，導(dǎo)管埋深宜為1.2 m～4 m，接頭應(yīng)采用粗絲扣，設(shè)橡膠圈密封，對(duì)槽壁土質(zhì)松軟有流動(dòng)水的槽段應(yīng)加快澆灌速度，在清槽時(shí)，對(duì)上一槽段接縫處混凝土表面應(yīng)清除泥漿。

7 結(jié)語(yǔ)

在深基坑支護(hù)方式選擇中，應(yīng)從施工環(huán)境、土質(zhì)情況、水文水力情況、施工圖紙及構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)尺寸、高度、工程造價(jià)、經(jīng)濟(jì)等各方面綜合考慮，才能達(dá)到“最優(yōu)”的效果，施工過(guò)程中對(duì)基坑支護(hù)工程要引起足夠重視，施工組織嚴(yán)謹(jǐn)，發(fā)揚(yáng)“工匠”精神，建造精品工程，杜絕事故發(fā)生。

[1] 陳忠漢，程麗萍.深基坑工程[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999.

[2] 高大釗，趙春風(fēng)，徐 斌.地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與施工[Z].

[3] 江正榮.地基與基礎(chǔ)工程施工禁忌系列手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.

On selection of support types for deep foundation pits

Sun Shilong

(TaiyuanMunicipalCorporation,Taiyuan030002,China)

The paper introduces the forms of the enclosure structure of the deep foundation pits, indicates the contents and steps for the engineering design of the deep foundation pits, and analyzes the advantages and disadvantages of common support system from the steel plate pile, bored piles, and underground continuous walls, so as to provide some reference for the selection of the support means of the deep foundation pits.

deep foundation pit, support system, enclosure structure, underground continuous wall

1009-6825(2016)26-0081-02

2016-07-05

孫士龍(1975- )，男，工程師

TU463

A