深基坑支護技術的發(fā)展現(xiàn)狀及展望

盧冬冬 （江西建工第三建筑有限責任公司，江西 南昌 330000）

0 前言

深基坑支護是一種為保證地下結構施工安全及維護基坑周圍環(huán)境穩(wěn)定，利用支檔和加固對深基坑側壁和基坑周圍環(huán)境進行保護的方法。深基坑支護的發(fā)展與應用是在城市化進程加快下產(chǎn)生的越來越多的高層建筑物背景下推動的。隨著基坑挖深的增加，施工難度提升，深基礎施工要求較傳統(tǒng)建筑工程基礎施工的要求更高，為保證施工質(zhì)量與效果符合設計要求，施工過程安全可靠，需要結合實際工況科學地選擇合適的支護技術，以提高基坑結構的穩(wěn)定性。深基坑支護技術的類型有很多種，目前常用的深基坑支護技術主要分為排樁支護、深層攪拌支護、鋼板樁支護、土釘墻支護及地下連續(xù)墻支護這5種。本文將對這5種深基坑支護方式的支護特點及適用范圍進行介紹，并對各方法的發(fā)展現(xiàn)狀進行綜述，以期進一步研究。

1 深基坑支護方法的特點及適用范圍

深基坑支護技術的類型多樣，在選擇深基坑支護方法時需要結合實際工況以及各方法的支護特點和適用范圍來綜合考慮。目前深基坑常見支護方法的支護特點及適用范圍見表1。

支護特點及適用范圍 表1

2 發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 排樁支護

排樁支護是一種由支護樁、支撐及防滲帷幕等共同組成的深基坑支護方法。可根據(jù)具體工況分為懸臂式、樁錨式和內(nèi)撐式3種支護結構。王子郡等[1]通過模型試驗研究二次開挖的排樁支擋結構中的新增支護樁樁間距對結構承載性能的影響。試驗結果表明：新增支護樁的樁間距太大會降低結構的穩(wěn)定性，最優(yōu)樁間距應控制在2～3倍樁徑間。郭詠輝等[2]采用數(shù)值模擬軟件計算基于雙排樁支護結構的基坑開挖過程中的樁身水平位移、樁身內(nèi)力和地表沉降變化規(guī)律，并結合實測值進行對比分析，為設計和施工提供一定參考。孫鵬昌等[3]基于某工程現(xiàn)場爆破振動監(jiān)測數(shù)據(jù)，利用有限元軟件模擬樁錨支護深基坑結構在開挖爆破作用下的振動響應規(guī)律、支護樁的塑性損傷分布和預應力錨索的拉力變化規(guī)律。最后通過理論分析了深基坑開挖爆破對樁錨支護結構的作用機制，為設計和施工提供了一定參考。

2.2 深層攪拌支護

深層攪拌支護是一種是通過特制機械—高壓旋噴或攪拌機械，將添加外摻劑的水泥作為固化劑與地基深部土體攪拌混合，硬化后形成具有高強度、高變形模量的水泥土樁或水泥土塊體的深基坑支護方法。王寶泉等[4]依托某工程通過現(xiàn)場觀測系統(tǒng)研究了水泥樁復合地基的樁土沉降和孔壓消散規(guī)律。結果表明：樁間土發(fā)生的沉降最大，水泥土攪拌樁下的路基沉降影響范圍在樁頭附近；路堤填筑時地基孔壓會一定程度增大，路堤填筑完成后，孔壓消散較快且基礎存在工后沉降現(xiàn)場。韓超越[5]以某應用了中壓噴射水泥攪拌樁技術的工程為例，對該施工過程進行分析，研究表明該新型水泥土復合攪拌樁技術具有造價低、施工快捷、質(zhì)量易控等優(yōu)點。付佰勇等[6]基于某工程開展了原位載荷板試驗，研究了由碎石墊層和深層水泥攪拌樁構成的復合地基的沉降變形規(guī)律。

2.3 鋼板樁支護

鋼板樁支護是一種由樁身有鎖口的鋼板樁經(jīng)連接后形成鋼板樁墻的深基坑支護方法。李廣等[7]基于某工程實例，提出了拉森鋼板樁墻作為主體結構的深基坑支護方法，并對該結構的構件進行了計算和設計，為該地區(qū)的相關工程提供一定經(jīng)驗參考。何琪明等[8]以某地道基坑為例，該工程采用了鋼管樁和U型鋼板樁的組合板樁支護形式，通過研究表明，這種新型組合板樁支護形式相較于傳統(tǒng)工法的樁支護，顯著降低了造價，縮短了工期，同時該新型組合板樁拆換便捷，適合狹長的地道基坑。胡超等[9]以某失穩(wěn)基坑為例，提出了被動土壓力發(fā)揮系數(shù)，計算了兩種工況下螺旋鉆靜壓拉森鋼板樁支護的安全系數(shù)，分析了螺旋鉆孔徑大小對計算結果的影響。

2.4 土釘墻支護

土釘墻支護是一種由基坑內(nèi)壁土體通過土釘墻加固后，再通過噴混加固后形成擋土墻，從而提高基坑結構穩(wěn)定性的深基坑支護方法。丁曉斌[10]以某工程為例，對復合土釘墻技術在基坑支護工程中適用的土質(zhì)范圍、設計選型、施工技術及施工要點進行介紹，最后以試驗驗證了復合土釘墻技術滿足基坑支護規(guī)范要求，并對其優(yōu)勢進行了分析總結。董建華等[11]通過理論推導研究了季節(jié)性凍土邊坡凍脹效應下土釘支護結構沿土釘長度方向的剪應力和軸力分布變化規(guī)律，并將理論值和實測值進行對比分析。研究結果表明：推導理論值與現(xiàn)場實測值和數(shù)值計算結果在總體趨勢上保持一致；土釘長度方向的軸力分布曲線呈現(xiàn)為兩端小中間大的拋物線狀，且軸力峰值對應剪應力為零處。陳兵等[12]基于理論模型，利用有限元軟件建立特殊邊界條件下的土釘支護季節(jié)性凍土邊坡在地震荷載作用下的數(shù)值模型，對比分析了夏、冬兩個季節(jié)時的加速度、位移和土釘軸力變化規(guī)律。

2.5 地下連續(xù)墻支護

地下連續(xù)墻支護的具體實施方法：在工程開挖土方之前，用特制的挖槽機械在泥漿護壁下每次開挖一定長度的溝槽，清槽后將鋼筋籠吊入，向溝槽內(nèi)澆筑混凝土形成單元槽段，最后將一個個單元槽段合筑成一道連續(xù)的鋼筋混凝土墻壁，用來達到截水、防滲以及承重的目的。薛洪松等[13]以采用地下連續(xù)墻止水措施的某地鐵站為例，通過數(shù)值模擬研究了該地下連續(xù)墻止水措施引起的導洞拱頂沉降、水平凈空收斂和應力分布的變化規(guī)律。研究結果表明：地下連續(xù)墻施工主要引起導洞拱頂沉降發(fā)生變化，對導洞水平凈空影響較小，其應力分布在施工前后有較大差異。蘇繼超等[14]對某地區(qū)上軟下硬地層的地鐵地下連續(xù)墻深基坑為例，通過布置監(jiān)測點監(jiān)測地下深基坑的變形情況，從基坑挖深、支撐施工工序和土體加固這3個方面的地下連續(xù)墻深基坑變形規(guī)律進行研究。豐土根等[15]以某懸掛式地下連續(xù)墻深基坑支護工程為例，運用軟件模擬基坑的動態(tài)開挖過程，研究地下連續(xù)墻墻體的深部水平位移和墻體抗彎能力的演變規(guī)律，并與實測數(shù)據(jù)進行對比分析，最后提出了合理的墻體厚度及埋深取值建議。劉新榮等[16]以某暗埋隧道深基坑工程為例，利用有限元軟件建立數(shù)值計算模型，計算不同地連墻厚度、地連墻入土深度及橫向支撐布置形式對內(nèi)撐式地連墻支護結構中地連墻側向位移和支撐軸力分布的影響，最后提出了合理的支護參數(shù)取值建議。

3 結論與展望

深基坑支護技術為建筑的穩(wěn)定性和安全性提供了很大的保障。目前國內(nèi)外常見的深基坑支護技術主要由排樁支護、深層攪拌支護、鋼板樁支護、土釘墻支護以及地下連續(xù)墻支護這5種組成。對于不同類型及支護要求的基坑工程，應結合實際選擇合適的深基坑支護方法，可以在保證施工質(zhì)量的同時，提高施工效率?，F(xiàn)階段，在原有的技術基礎上，深基坑支護技術又有了進一步的發(fā)展和變革，但仍需要各建筑企業(yè)通過不斷學習與實踐，對原有技術中的不足之處進行完善，以求技術水平得到新的提升。