淺談基坑支護(hù)

【摘要】基坑支護(hù)工程就是為保證基坑開挖，基礎(chǔ)施工的順利進(jìn)行及基坑周邊環(huán)境的安全，對基坑側(cè)壁以及周邊環(huán)境采用的支擋，加固與保護(hù)措施。基坑設(shè)計(jì)是通過驗(yàn)算與變形估算對基坑開挖做理論分析。

【關(guān)鍵詞】基坑支護(hù)；支擋類型；技術(shù)方法

基坑工程中采用的圍護(hù)墻、支撐（或土層錨桿）、圍檁、防滲帷幕等結(jié)構(gòu)體系總稱為支護(hù)結(jié)構(gòu)。

1、目前經(jīng)常采用的主要基坑支擋類型有

（1）深層攪拌水泥土擋墻（以下簡稱攪拌樁）：將土和水泥強(qiáng)制攪和成水泥土樁，結(jié)硬后成為具有一定強(qiáng)度的整體壁狀擋墻，一般用于開挖深度不超過7m的基坑，適合于軟土地區(qū)，環(huán)境保護(hù)要求不高，施工低噪聲、低振動，結(jié)構(gòu)止水性較好，造價經(jīng)濟(jì)，但圍護(hù)較寬，一般取基坑開挖深度的0.7～0.8倍。

國內(nèi)外試驗(yàn)研究和工程實(shí)踐表明，攪拌樁適宜于加固淤泥、淤泥質(zhì)土和含水量較高而地基承載力小于120kPa的粘土、粉質(zhì)粘土、粉土等軟土地基。當(dāng)土中含高齡石、蒙脫石等礦物時，加固效果較好，土中含伊利石、氯化物等礦物時，加固效果較差。

（2）鋼板樁：用槽鋼正反扣搭接而組成，或用U型、H型和Z型截面的鎖口鋼板樁。用打入法打入土中，相互連接形成鋼板樁墻，既用于擋土又用于擋水，用于開挖深度3～10m的基坑。鋼板樁具有較高的可靠性和耐久性，在完成支擋任務(wù)后，可以回收重復(fù)利用；于多道鋼支撐結(jié)合，可適合軟土地區(qū)的較深基坑，施工方便，工期短。但鋼板樁剛度比排樁和地下連續(xù)墻小，開挖后繞度變形較大，打拔樁振動噪聲大，容易引起土體移動，導(dǎo)致周圍地基較大沉陷。

（3）鉆孔灌注樁擋墻：直徑φ600～φ1000mm，樁長15～30m，組成排樁式擋墻，頂部澆筑鋼筋混凝土圈梁，用于開挖深度為6m～13m的基坑。具有噪聲和振動小，剛度大，就地澆制施工，對周圍環(huán)境影響小等優(yōu)點(diǎn)。適合軟弱地層使用，接頭防水性差，要根據(jù)地質(zhì)條件從注漿、攪拌樁等方法中選用適當(dāng)方法解決防水問題，整體剛度較差，不適合兼做主體結(jié)構(gòu)。樁身質(zhì)量取決于施工工藝及施工技術(shù)水平，施工時需作排污處理。

（4）地下連續(xù)墻：在地下成槽后，澆筑混凝土，建造具有較高強(qiáng)度的鋼筋混凝土擋墻，用于開挖深度達(dá)10m以上的基坑或施工條件較困難的情況。具有施工噪聲低，振動小，就地澆制、墻接頭止水效果較好，整體剛度大，對周圍環(huán)境影響小等優(yōu)點(diǎn)。適合于軟弱土層和建筑設(shè)施密集城市市區(qū)的深基坑，高質(zhì)量的剛性接頭的地下連續(xù)墻可作永久性結(jié)構(gòu)，并可采用逆筑法施工。

（5）SMW工法（勁性水泥土攪拌樁）：勁性水泥土攪拌樁以及水泥土攪拌樁法為基礎(chǔ)，凡是適合應(yīng)用水泥土攪拌樁的場合都可以使用勁性樁。特別是適合于以粘土和粉細(xì)砂為主的松軟地層，對于含砂卵石的地層要經(jīng)過適當(dāng)處理后方可采用。勁性樁適宜的基坑深度與施工機(jī)械有關(guān)，國內(nèi)目前一般以基坑開挖深度6～10m，國外尤其是日本由于施工鉆孔機(jī)械先進(jìn)，基坑深度達(dá)到20m以上時也采用SMW工法，勁性樁法可取得較好的環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效果。勁性樁是在水泥土攪拌樁中插入受拉材料構(gòu)成的，常插入H型鋼。

（6）土錨：用拉桿錨固支護(hù)基坑的開挖或用作抗拔樁抵抗浮托力等的應(yīng)用已日益普遍。拉錨最大的優(yōu)點(diǎn)是在基坑內(nèi)部施工時，開挖土方與支撐互不干擾，尤其是在不規(guī)則的復(fù)雜施工場所，以錨桿代替擋土橫撐，便于施工。這是人們樂于大量使用的主要原因。隨著對錨固法的不斷改進(jìn)和使用可靠性的監(jiān)測手段，使拉錨支護(hù)的范圍更加廣泛。

2、基坑主要支撐方法、技術(shù)類型

（1）深基坑的支護(hù)體系由兩部分組成，一是圍護(hù)壁，二是基坑內(nèi)的支撐系統(tǒng)。為施工需要而構(gòu)筑的深基坑各類支撐系統(tǒng)，既要輕巧又需有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性，以保證施工的安全、經(jīng)濟(jì)和方便，因此支撐結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是目前施工方案設(shè)計(jì)的一項(xiàng)十分重要的內(nèi)容。

（2）在深基坑的支護(hù)結(jié)構(gòu)中，常用的支撐系統(tǒng)按其材料分可以有鋼管支撐、型鋼支撐，鋼筋混凝土支撐，鋼和鋼筋混凝土組合支撐等種類；按其受力形式分可以有單跨壓桿式支撐，多跨壓桿式支撐，雙向多跨壓桿支撐，水平桁架相結(jié)合的支攆，斜撐等類型。這些支撐系統(tǒng)在實(shí)踐中有各自的特點(diǎn)和不足之處，以其材料種類分析，鋼支撐便于安裝和拆除，材料消耗量小，可以施加預(yù)緊力以合理控制基坑變形，鋼支撐架設(shè)速度較快，有利于縮短工期。但是鋼支撐系統(tǒng)的整體剛度較弱，由于要在兩個方向上施加預(yù)緊力，所以縱橫桿之間的聯(lián)結(jié)始終處于鉸接狀態(tài)。鋼筋混凝土支撐結(jié)構(gòu)的整體剛度好，變形小，安全可靠，施工制作時間長于鋼支撐，但拆除工作比較繁重，材料回收利用率低，鋼筋混凝土支撐因其現(xiàn)場澆筑的可行性和高可靠度而在目前國內(nèi)被廣泛的使用。

3、基坑主要止（降）水方法、技術(shù)類型

（1）工程降水是基坑工程的一個難點(diǎn)。由于土質(zhì)和地下水位的條件不同，基坑開挖的施工方法大不相同。在地下水位以下開挖基坑時，采用降水的作用是截住基坑邊坡面及基底的滲水；增加邊坡的穩(wěn)定性，并防止基坑從邊坡或基底的土粒流失；減少板樁和支撐的壓力，減少隧道內(nèi)的空氣壓力；改善基坑和填土的砂土特性；防止基底的隆起和破壞。

（2）一個場地的地質(zhì)條件和土質(zhì)條件，將決定降水或排水的形式。在選擇和設(shè)計(jì)基坑降水前，必須由甲方提供工程地質(zhì)勘察資料，建筑物平面圖和立面圖，建筑物場地附近房屋平面圖等，對于重大工程，設(shè)計(jì)人員除掌握相應(yīng)資料外，必須在設(shè)計(jì)前到工程現(xiàn)場親自了解，最好能目測各土層的土樣，對將來降水工程的布置及其與鄰近建筑物的影響。降低地下水位的常用方法可分為明溝降水和井點(diǎn)降水兩類。明溝降水由于其制約條件較多，尚不能得到廣泛的應(yīng)用，而井點(diǎn)降水的適用條件較廣，并經(jīng)過二十多年來的應(yīng)用、發(fā)展和改進(jìn)，已形成了多種井點(diǎn)降水的方法。目前常用的井點(diǎn)降水方法有：輕型井點(diǎn)、噴射井點(diǎn)、電滲井點(diǎn)、管井點(diǎn)，輻射井點(diǎn)等。這些有效的降水方法現(xiàn)已被廣泛用于各種降水工程中，但由于降低地下水位以后，可能帶來一些不良影響，如地面沉降，鄰近已有建筑物或構(gòu)筑物的安全穩(wěn)定及殘留滯水的處理等。

（3）在地下水位以下施工基坑工程時，通常采用井點(diǎn)（垂直和水平井點(diǎn)）降水法來降低地下水位。垂直井點(diǎn)常沿基坑四周外圍布設(shè)，水平井點(diǎn)則可穿越基坑四周和底部，井點(diǎn)深度大于要求的降水深度，通過井點(diǎn)抽水或引滲來降低地下水位，實(shí)現(xiàn)基坑外的暗降，保證基坑工程的施工。

在城市中由于深基坑降水，總會引起地面產(chǎn)生一定的沉降，影響鄰近建筑物和管線。最好的辦法是采用止水帷幕，將坑外地下水位保持原狀，僅在坑內(nèi)降水。目前，采用鉆孔壓漿成樁法、地下連續(xù)墻、板樁、深層攪拌樁墻等止水結(jié)構(gòu)形式，效果均較好。