深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)與施工分析

摘要：伴隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展，我國(guó)的城市化進(jìn)程也在不斷加快，城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大使得用地越來(lái)越緊張，所以城市建設(shè)向逐漸向高層和地下發(fā)展，所以一些需要深基坑的建筑物也越來(lái)越多，解決好深基坑的支護(hù)問(wèn)題已經(jīng)成為建筑行業(yè)的一個(gè)重要問(wèn)題，建筑深基坑安全性是當(dāng)今建筑工程所面臨的難點(diǎn)之一，它直接影響到建筑基礎(chǔ)是否能夠順利進(jìn)行。本文詳細(xì)闡述了工程項(xiàng)目中深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)、施工及使用全過(guò)程。并對(duì)深基坑支護(hù)的技術(shù)和優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：深基坑支護(hù)設(shè)計(jì) 加筋水泥土 復(fù)合土釘支護(hù) 振動(dòng)插筋 降水設(shè)計(jì) 疏干降水

1 概述

城市建設(shè)的不斷發(fā)展，城市建設(shè)用地越來(lái)越少，這樣不得不讓我們尋找新的出路進(jìn)行城市建設(shè)，即從高度上尋找發(fā)展空間。建筑變高了，自然基坑也要更深，并且有不少的建筑工程基坑邊坡都與建筑物挨得很近，這就要求我們要十分重視深基坑支護(hù)的安全性。改革開(kāi)放以來(lái)，我們國(guó)家的建筑行業(yè)得到了飛速的發(fā)展，出現(xiàn)了一大批的地下建筑和高層建筑。深基坑的數(shù)量也越來(lái)愈多，基坑深度超過(guò)10m的工程已經(jīng)非常普遍。深基坑的支護(hù)工程涉及的領(lǐng)域比較廣，在基坑支護(hù)過(guò)程中要用到結(jié)構(gòu)力學(xué)和土力學(xué)等學(xué)科的內(nèi)容。另外也要根據(jù)不同的工程的實(shí)際情況采取不同的處理措施。針對(duì)這些具體的工程實(shí)際問(wèn)題要進(jìn)行基坑支護(hù)方案的優(yōu)化，通過(guò)方案的優(yōu)化可以不斷積累深基坑支護(hù)的成果實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

眾所周知，在20世紀(jì)70年代末基坑工程開(kāi)始在我國(guó)展開(kāi)廣泛的推廣，那時(shí)我國(guó)的改革開(kāi)放剛好處于興盛的時(shí)期，基本建設(shè)搞的很火熱，高層建筑越來(lái)越多，相應(yīng)的基坑也越來(lái)越深了，開(kāi)挖深度也就更深了。高層和超高層建筑為了抵抗水平力來(lái)使建筑更加的穩(wěn)定，在構(gòu)造上其地下室底板或基礎(chǔ)要有足夠的埋深，高層建筑使用功能不再像是以往那么簡(jiǎn)單，需要不斷的提高土地利用率。世界各國(guó)已經(jīng)有不少學(xué)者開(kāi)始進(jìn)行相關(guān)的研究，而且也已經(jīng)取得了一定的成就。

2 深基坑支護(hù)的類型

在各種類型的建筑施工過(guò)程中都需要進(jìn)行基坑的開(kāi)挖，對(duì)于一些較小的施工項(xiàng)目，基坑的開(kāi)挖深度較小。可以采用直接開(kāi)挖和放坡開(kāi)挖兩種簡(jiǎn)單方便的模式。但是對(duì)于大型的建筑工程或者是周圍的施工空間較為狹窄的情況就需要進(jìn)行基坑支護(hù)。進(jìn)行基坑支護(hù)的主要作用是起到擋土的作用，另外一個(gè)方面進(jìn)行基坑支護(hù)可以對(duì)周圍的建筑物和環(huán)境有一個(gè)較好的保護(hù)作用。

2.1 鋼板樁支護(hù)

鋼板樁支護(hù)的形式主要是采用熱軋型的鋼材進(jìn)行鉗口和鎖口，將鋼板樁相互連接在一起，形成一個(gè)整體的鋼板墻結(jié)構(gòu)，這樣可以起到很好的擋水和擋土的作用。目前常用的鋼板樁支護(hù)結(jié)構(gòu)形式主要有Z形、U形和直腹板等結(jié)構(gòu)形式，因?yàn)殇摪宓募庸すに嚤容^簡(jiǎn)單，材料的來(lái)源也比較廣泛。所以采用鋼板樁支護(hù)得到了廣泛的應(yīng)用。

2.2 深層攪拌水泥樁

水泥攪拌主要是起到對(duì)軟土地基的一個(gè)加固和飽和的作用。水泥起到了固化劑的作用，利用水泥和軟土的一系列物理化學(xué)的反應(yīng)，能夠形成一定強(qiáng)度的水泥加固體，使得軟土地基的承載能力顯著提高，并且也增大了軟土地基額變形模量。根據(jù)相關(guān)試驗(yàn)研究表明，當(dāng)水泥摻入比在8%～20%之間，水泥土重度比可以提高約3%～5%左右，而且水泥土的含水量可以降低10%，其抗?jié)B性能則一般在10-7～10-8cm/ces，可以看出水泥土可以明顯的起到改良土質(zhì)的作用。而且水泥土的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度一般可以達(dá)到0.3MPa以上，相比于未處理的軟土地及其抗壓強(qiáng)度提高了幾十倍由于水泥土抗拉強(qiáng)度與抗壓強(qiáng)度具有一定的相關(guān)性，抗拉強(qiáng)度一般等于（0.15～0.25）抗壓強(qiáng)度之間，這意味著水泥土抗拉強(qiáng)度也得到相應(yīng)的提高。

2.3 排樁支護(hù)

排樁支護(hù)主要是在利用鋼筋混凝土在柱子之間進(jìn)行挖孔，鉆孔灌注樁是擋土結(jié)構(gòu)的重要組成形式，主要是在樁與樁之間進(jìn)行柱子的布置。使得相鄰的樁之間能夠很好的聯(lián)系在一起，然后通過(guò)鋼筋混凝土膠管來(lái)形成一個(gè)完整的結(jié)構(gòu)體系。

2.4 錨噴網(wǎng)支護(hù)

一般指聯(lián)合使用錨桿和噴混凝土或噴漿的支護(hù)。錨噴網(wǎng)支護(hù)在深基坑支護(hù)中是利用比較多的，錨噴支護(hù)常緊跟開(kāi)挖掘進(jìn)，平行作業(yè)，特別是在隧洞或地下廠房施工中采用分部開(kāi)挖的方式時(shí)，可隨著開(kāi)挖斷面的擴(kuò)大，邊挖邊噴，直至全斷面完成。

3 場(chǎng)地巖土工程條件

3.1 工程地質(zhì)條件

對(duì)工程的地質(zhì)條件要仔細(xì)勘察，根據(jù)勘察報(bào)告，搞清楚場(chǎng)地內(nèi)上覆土層的二元結(jié)構(gòu)沉積規(guī)律。確定上部、下部和底部是什么性質(zhì)的土層或者砂層。并根據(jù)基坑支護(hù)設(shè)計(jì)有關(guān)的地層及其物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)來(lái)進(jìn)行施工。

3.2 地區(qū)水文地質(zhì)條件

施工前要對(duì)水文地質(zhì)條件進(jìn)行深入調(diào)研，土層的物理力等性質(zhì)指標(biāo)見(jiàn)表1。

4 旋噴樁防水帷幕設(shè)計(jì)

4.1 防水帷幕的深度確定

基坑開(kāi)挖時(shí)，如果向上的滲透力超過(guò)砂的有效應(yīng)力，從而導(dǎo)致基坑底破壞，也即管涌現(xiàn)象。防水帷幕深度的確定是假定旋噴防水帷幕本身不透水，按基坑開(kāi)挖過(guò)程中可能出現(xiàn)管涌現(xiàn)象而計(jì)算出的深度。基坑管涌計(jì)算示意如圖1。

1.旋噴防水帷幕；2.放坡土體；3.基坑底板；4不透水層

4.2 旋噴樁布置參數(shù)

旋噴樁設(shè)計(jì)直徑與土質(zhì)、施工方法、工藝參數(shù)密切相關(guān)。選用二重管旋噴設(shè)備，并結(jié)合地層特點(diǎn)和施工經(jīng)驗(yàn)，按雙排布置旋噴樁形成防水帷幕。旋噴樁直徑為800mm，孔距為700mm，排距為600mm。在設(shè)計(jì)位置共布置48根樁。旋噴樁防水帷幕孔位布置平面示意如圖2。

漿量計(jì)算以噴量法為例，即以噴嘴單位時(shí)間噴射。

5 基坑支護(hù)施工技術(shù)

下面我們介紹的主要是支護(hù)樁成樁階段，重點(diǎn)說(shuō)下咬合樁的施工。咬合樁能夠很好的起到擋土止水作用，因此要注意保證其質(zhì)量過(guò)關(guān)，具體要求有：

①A類樁混凝土采用超緩凝混凝土，混凝土緩凝時(shí)間不得少于60h，混凝土強(qiáng)度C15，混凝土坍落度為14cm，混凝土的R3d≤3MPa。②樁定位誤差要保持在10mm之內(nèi)，樁的垂直度偏差保持在0.3%之內(nèi)。③設(shè)計(jì)咬合厚度為200mm。④B類樁為鋼筋混凝土樁，混凝土強(qiáng)度C30，初凝時(shí)間10h。

6 基坑監(jiān)測(cè)

在進(jìn)行位移監(jiān)測(cè)時(shí)，通常都是將基坑布置16個(gè)水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)及10個(gè)垂直位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)（見(jiàn)圖3）。

7 結(jié)語(yǔ)

在基坑支護(hù)中，要注意到基坑特點(diǎn)、土質(zhì)條件、周圍環(huán)境及工程要求等因素，合理的選擇支護(hù)形式，最終收獲最佳的支護(hù)效果和經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]蘇曉蓓，吳建軍.多種基坑支護(hù)方式在工程中的綜合應(yīng)用[J]. 陜西建筑，2009，4：49～51.

[2]余志成，施文華.深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)與施工[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2000.

[3]黃力平，李榮強(qiáng)，黃岫峰.深圳地區(qū)深基坑支護(hù)技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀[J].地質(zhì)災(zāi)害與環(huán)境保護(hù)，1996，12：46～49

[4]DBJ/15-31-2003.建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[5]JGJ120-99建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1999.

[6]JGJ120-99.建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程[S].

[7]DBJ/15-20-97.建筑基坑支護(hù)工程技術(shù)規(guī)程[S].

[8]劉建航，侯學(xué)淵.基坑工程手冊(cè)[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1997.

[9]侯永莉.雙排樁支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用[J].西部探礦工程[J]，2003，6：62～63.