土巖結合條件下深基坑支護方式研究

郭 婧 王愛強

(1.核工業(yè)二零八大隊,內蒙古 包頭 014010； 2.包頭市市政工程管理局排水維護所，內蒙古 包頭 014010)

深基坑指的是基坑開挖的深度要超過5 m，或者是雖然沒有超過5 m，但是基坑周圍的地質條件、環(huán)境以及地下管線排布復雜的工程。尤其是在土巖結合條件下進行深基坑的施工時，因為土巖結構的不穩(wěn)定性以及較差的承載力，需要格外注意支護結構的建設，來保證施工的安全性。

1 土巖結合條件下在深基坑建設支護體系的必要性

土巖結合的施工條件是指深基坑的開挖地點的地質構造分為上下兩部分，上部是穩(wěn)固性較差的土層，而下部則是非常穩(wěn)定的巖層，下部的巖層可以在施工中提供一定的穩(wěn)定性支持，但是上部的土層開挖卻需要支護結構的防護才能更好地保證施工的安全性。

在上部是強度較低的土層而下部是強度非常高的巖層，這樣的地質條件下進行深基坑的施工工程時不能采取單一的支護方式進行防護，因為施工條件的復雜性，所以，單一的支護往往沒有辦法滿足施工的需求，防護效果不理想；而且，在土巖結合的條件下進行深基坑施工還可能遇到施工中沒有充足的放坡空間，甚至是要進行垂直開挖的情況，這時，單一的支護方式就沒有辦法調節(jié)和平衡兩種地層結構的關系，從而出現(xiàn)滑動面，留下安全隱患；此外，如果上部的土層不能達到開挖深度的要求，那就需要對下部的巖層進行開挖，這時就需要進行爆破施工，爆破會對地層產生一股很大的振動力，影響支護結構，尤其是邊坡支護的穩(wěn)定性。

2 土巖結合條件下深基坑支護方式的選擇分析

在土巖結合的條件下，其支護體系的設計以及支護方式的選擇尤為重要，需要從施工現(xiàn)場的各個方面以及各項條件來進行綜合考慮，選擇最適合的支護方式。

2.1 樁錨支護方式的選擇與分析

在土巖結合的條件下進行深基坑的開挖施工時，因為采用的是垂直的開挖方式，所以，在開挖過程中需要設計樁錨支護方式來進行施工保護。垂直施工中，很容易造成土層沉降，從而使得相對穩(wěn)定的土層發(fā)生變形，而排樁恰好能夠很好地控制土層變形現(xiàn)象，所以，在實際施工中工作人員往往會通過利用下部基巖的穩(wěn)定性來建立相應的支護體系。在這樣的施工條件下，一般需要建立分層支護的模式來支持后續(xù)的深基坑挖掘工作。具體的施工過程是指施工人員利用樁錨對上部的土層結構進行支護，通過利用微型樁對下部的巖層進行支護。通過建立上下分層的支護結構來有效控制深基坑中土層的變形問題，而且這樣的分層式的支護模式可以有效節(jié)省施工成本，增加工程的安全性。

2.2 復合土釘墻支護方式的選擇與分析

在土巖結合的條件下進行深基坑的支護施工時，許多施工單位會選擇用復合土釘墻的支護方式來作為深基坑的支護結構，在這樣的支護體系中需要使用鋼化管作為土釘?shù)闹匾黧w。這種支護施工需要考慮的一個問題就是鋼化管沒有辦法進行擊入施工，所以，在具體的施工中需要結合微型樁來形成復合式的土釘墻。

復合式的土釘墻支護模式也是通過利用下部巖層的穩(wěn)定性來有效控制土層的變形。復合式的土釘墻包含兩個部分，上部是樁錨結構，下部是錨噴結構。如果在施工過程中遇到了風化花崗巖界面，那么就需要利用預應力較高的錨拉構件來取代原本的排樁，只有這樣才能穩(wěn)定吊腳樁的邊坡，增加支護結構的穩(wěn)定性和施工的安全性。

2.3 預應力錨板墻支護方式的選擇與分析

深基坑的支護方式有許多，在施工過程中需要根據(jù)具體的施工條件進行針對性地選擇，其中有一種非常有效的支護方式就是利用預應力錨板墻來進行基坑的支護。這些支護結構的存在可以最大限度地保證基坑工程的施工安全以及施工質量，保證施工現(xiàn)場工作人員的人身安全，盡量降低施工對周邊建筑物以及地下管線的影響。

利用預應力錨板墻作為深基坑的支護結構，需要利用下部巖層本身或者是經過預處理的具有較強穩(wěn)定性的基坑局部機構的穩(wěn)定性，并以此為基礎，通過分層掛裝鋼筋網并進行混凝土噴射的處理，形成預應力支護墻，對于深基坑的施工進行防護。采用這種支護方式，不僅可以保證巖石層邊坡的施工質量，減少上部土層碎片的滑塌；還能更快地將土層的壓力傳遞給錨板，保證土層的穩(wěn)定性；而且因為錨桿是本結構中的集中受力點，通過利用錨桿的錨固力更好地平衡土層的壓力，保證現(xiàn)場的施工安全。

2.4 預應力錨桿肋梁支護方式的選擇與分析

預應力錨桿肋梁支護方式是由鋼筋網和混凝土構成的，以這兩者作為依托，形成一種預應力錨桿肋梁蓋結構，因為錨桿具有一定的傾斜角度，所以，可以保證錨桿從下部的巖層中獲取更多的錨固力，增加結構的穩(wěn)固性。

3 土巖結合條件下深基坑支護的設計及施工研究

3.1 深層攪拌樁支護設計分析與施工

隨著現(xiàn)代建筑業(yè)的發(fā)展，許多新型的建筑材料出現(xiàn)并快速普及，成為了建筑施工中重要的材料，水泥就是其中之一，水泥這種施工材料的適用度非常高，施工效果也好，在深基坑的施工中應用也非常廣泛。在深基坑的施工過程中，進行深層攪拌時往往需要利用水泥石灰等材料來進行，通過把軟土和需要用到的固化劑混合在一起，進行強制攪拌，利用固化劑與軟土之間產生的化學反應以及產生的衍生物來強化軟土的強度，使軟土與水泥石灰等強性材料融合硬結，最終形成了貫通基坑上下的樁體，然后將這個通過深層攪拌而產生的樁體作為深基坑的支護結構，來保證深基坑工程的安全。

3.2 排樁支護設計分析與施工

排樁，顧名思義，就是利用較多數(shù)量的樁體按照一定的排列形式組成排樁支護的工程。一般用作排樁的樁體可以是鋼板樁、鋼筋混凝土板樁之類的高強度的樁體，也可以是鉆孔灌注樁或者人工挖孔樁等形式形成的樁體。在施工中要根據(jù)具體的施工條件來選擇合適的樁體，而且還要根據(jù)施工現(xiàn)場的狀況靈活選擇排樁的支護形式，比如連續(xù)排樁、組合式排樁或者柱列式排樁等，通過選擇合適的樁體和排樁方式來達到有效的支護作用。

3.3 地下連續(xù)墻支護設計分析與施工

深基坑一般是深度超過5 m的基坑施工工程，而在現(xiàn)實施工中開挖深度往往會遠超5 m，當深度超過10 m時，深基坑的施工就會對周圍的環(huán)境產生非常大的影響，如果此時周圍存在的建筑物或者是地下排布的管線很容易受到地面沉降的影響時，就需要設計連續(xù)的墻基坑作為這一部分深基坑的支護結構，通過連續(xù)的墻體來減小基坑開挖對于地面沉降的影響，降低其連鎖影響。

3.4 土釘墻支護設計分析與施工

土釘墻支護，顧名思義，就是通過土釘?shù)刃问皆谏罨拥牡叵滦纬梢粋€復合式的土體墻，以此，作為深基坑的支護結構。具體的實施過程就是在深基坑開挖的時候，將細長的桿件密集排布在原位土體之中，在開挖的坡面上噴射鋼筋網混凝土面層，然后以這兩者作為支護結構的基礎，在輔以土釘、土體等材料，再在其上噴射混凝土面層，形成穩(wěn)固的復合土體墻的支護體系。

4 結語

土巖結合是一種非常復雜的施工條件，對于深基坑工程中支護方式的選擇提出了非常高的要求，需要施工企業(yè)在綜合考慮現(xiàn)場實際施工條件的基礎上選擇最合適、最有針對性的支護方式，保證施工的安全。