基于深基坑支護的幾點思考

李海斌

摘要：隨著我國城市現代化建設的不斷加快，城市的基坑工程也變得更加復雜化。在實際工程建設中，必須要結合基坑工程的實際狀況進行考慮，從而選擇合理有效的支護方法。文章通過對一些支護結構進行分析，并結合筆者經驗，對基坑工程中支護結構的計算方法進行具體的研究和探討。

關鍵詞：深基坑支護；支護結構計算；鋼板樁圍護；地下連續墻；錨桿支護

中圖分類號：TU463文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）21-0077-02

通常情況下，深基坑工程主要是指那些開挖深度不小于5米或建筑物地下室不少于三層，或者某些開挖深度雖然小于5米，但是其周圍的地質條件、環境條件以及地下管線非常復雜的工程。根據實際的調查研究發現，在城市中大多數深基坑工程都處于城市中各種供水、排水、供電、燃氣等線路以及房屋分布比較密集的地方。而在這些地方進行深基坑工程的施工時，通常是不能夠直接進行開挖的，應該在相應的人工支護環境下，對深基坑工程進行開挖工作。

1深基坑支護結構類型

1.1鋼板樁圍護結構

鋼板樁的強度比較高，樁間的連接非常緊密，防水性能較強。由于其施工較簡單、花費成本也較少的特點，以前在我國沿海等軟土地區應用比較廣泛。但是由于鋼板樁自身具有的柔性較大，一旦工作人員在進行支撐或進行錨固時出現了問題，就會導致鋼板樁發生形變。因此，鋼板樁圍護結構不適合用在深度超過7米以上的深基坑工程中。而如果必須要使用鋼板樁進行支撐時，則需要在基坑中采用多層支撐系統進行支撐或者設置相應的錨拉桿。

1.2地下連續墻

地下連續墻為分槽段用專用機械成槽、澆筑鋼筋混凝土所形成的連續地下墻體，因其整體的強度比較高、剛度強以及防滲透性比較好的特點，主要適用于某些地下水位以下的軟粘土和砂土等各種復雜的地質條件和環境下的深基坑支護工程。因此，其在我國巖土工程中的使用范圍非常廣，而且隨著機械設備的不斷更新以及施工技術的不斷提高，在某些巖土工程中地下連續墻的作用已經不僅只是作為深基坑工程的圍護結構，它還可以作為建筑物主體的側墻，起到一定的防護作用。

1.3使用柱列式灌注樁和排樁進行支護

柱列式間隔布置包括樁與樁之間有一定凈距的疏排布置形式和樁與樁相切的密排布置形式。由于柱列式灌注樁和排樁在進行支護時具有施工簡單、成本較低、整體剛度比較強的特點，所以在我國建筑物的深基坑工程中得到了廣泛的應用。另外，為了樁與樁之間能形成有效的連接，增強支護結構的整體性，應該在樁頂用混凝土澆筑一個截面比較大的混凝土冠梁。

1.4內支撐和錨桿支護

內支撐和錨桿的作用主要是對如鋼板樁、柱列式灌注樁等圍護結構進行支撐。內支撐和錨桿支撐作用的好壞將直接影響到整個深基坑工程結構的穩定性，并且對于施工結束后控制基坑周圍地面的變形也能起到非常重要的作用。當前主要使用的是鋼筋混凝土內支撐，由于其具有剛度比較強，產生形變比較小的特點，所以使用鋼筋混凝土內支撐對于控制深基坑周圍地面的變形有著非常重要的作用，通常使用在一些開挖比較深的基坑工程或者某些對基坑變形要求比較嚴格的地段。

1.5土釘墻和復合土釘墻圍護結構

土釘墻主要適用于某些地下水位以上或降水的非軟土基坑。土釘墻圍護結構的施工主要是在工作人員逐漸開挖基坑時，在挖開的土坡面上鋪設相應的鋼筋網，然后對鋼筋網進行噴射混凝土工作，使其形成混凝土面板，結合布置在土體內的鋼筋或鋼管土釘群組成支護結構，能夠起到良好的擋土作用，便于巖土工程的施工。土釘墻與預應力錨索、攪拌樁、微型樁等中的一種或者多種組合，形成復合土釘墻支護型式，能同時兼顧控制基坑變形、止水等作用，使得土釘墻適用范圍更加廣泛。

1.6攪拌樁圍護結構

攪拌樁圍護結構主要是通過將噴漿型深層攪拌樁合理地組合在一起形成的，從結構上來看，攪拌樁圍護結構就是一種重力式的水泥土擋墻。而由于水泥土擋墻具有良好的擋水和擋土性能，所以在一些開挖深度比較低的軟土地區中應用比較廣泛。

2支護結構計算方法

2.1靜力平衡法和等值梁法

靜力平衡法主要是通過利用圍護結構前后受到的壓力存在的一種極限平衡狀態來計算出支護結構應該插入土體的深度以及支護結構受到的作用力的一種計算方法。但是根據實際工程測試研究發現，該種算法存在著比較大的盲目性，這主要是由于極限平衡狀態的不確定性造成的，所以該算法通常只適用于一些較為簡單的基坑工程中。

等值梁法主要應用于對一些單支撐結構的埋深板樁進行計算，主要是通過將其看作下端固定支撐，上端為簡支，變形曲線存在一個反彎點，通常情況下將該點的彎矩值判定為零，然后將擋土結構的兩端劃分為假想的梁且上部分為簡支，下部則為超靜定結構，其彎矩圖不變。根據具體實踐可以發現，使用等值梁法來對板樁進行計算的安全性是不錯的，而在實際計算的過程中，習慣將最大的彎矩進行相應的折減，折減系數經驗為0.6～0.8，一般取0.74。

2.2彈性地基梁的m法及彈塑有限元法

與其他支護結構的計算方法相比，彈性地基梁的m法在計算時將支護結構和土體形變之間的聯系考慮了進來，但是其中還有著一些不足之處。例如，在使用彈性地基梁的m法對支護結構進行計算時，相關的參數的確定往往比較盲目，這主要是由于這些參數通常是不能夠直接通過實驗確定的，只能夠以相關文獻中標注的參數取值范圍作為參照，但是由于不同基坑工程實際狀況的不同，很明顯存在比較大的局限性。而彈塑有限元法與m法相比，不僅將支護結構和土體形變間的聯系考慮了進來，而且還能夠得出塑性區的分布狀況，再加上該計算方法的獨特性，其在以后基坑工程中對支護結構的計算中發展前景非常寬廣。

2.3深基坑支護的土壓力

2.3.1土強度指標的選擇。選用的土抗剪強度指標是否合理，對土坡穩定性分析結果有密切關系，所以工作人員應該盡可能結合邊坡實際加荷情況，填料性質和排水條件等，去合理選用土的抗剪強度指標。其中土強度指標中的c、φ指標直接影響到土體的固結度。對于粘性土，計算圍護結構背后由自重應力而產生的主動土壓力采用三軸試驗的固結不排水剪的指標與實際工作狀態較一致，但由地面臨時荷載產生的土壓力的影響，通常采用三軸不排水剪指標較合理；對于砂土，由于排水固結迅速，對于任何情況，均可采用排水剪指標，或采用固結不排水剪經孔隙水壓力修正后的c、φ值來計算土壓力。此外，隨著非飽和土土性研究的深入，認為非飽和土的凝聚力往往包括真凝聚力和不穩定不可靠的表觀凝聚力，由于常規試驗方法無法測得吸附力，表觀凝聚力的大小不易得到，這對試驗技術提出了更高

要求。

2.3.2土壓力計算理論及方法。相關學者在經過大量試驗之后得出，對壓力的計算應該要注意以下幾點：首先，土體發生位移距離的長短和位移的方向直接影響到土壓力的大小；其次，在實際應用中以經驗性的指標去判斷土體的位移是否達到極限狀態存在著比較大的局限性；最后，對于在粘性土上開挖的基坑工程來說，通常護坡樁鋼筋的強度不能夠完全發揮作用，鋼筋實際的應力低于設計的應力強度，從而造成了較大的資源浪費。

2.3.3水土壓力的合算與分算。對于飽和土體的水土壓力計算，應該要綜合有效應力和土體間隙中的水壓力進行計算。根據相關學者的研究，將水、土壓力分開進行計算比結合一起計算更加具有精確性。但是如果要分算的話需要測出土體的有效應力的大小，而這個要求的實現有比較高的技術要求，這就給水土壓力的分算造成了一定的困擾。并且在一些軟土和粘土地區進行基坑工程的臨時開挖時，水土壓力的合算方法更加的精確，所以要根據實際情況選擇合理的計算方法。土在有水作用時，墻后土壓力主要是水、土壓力共同作用的結果，在未搞清水、土耦合效應的前提下，水、土壓力合算是一個包含一定實踐經驗的綜合方法，對工程實踐來說是有利的。

3結語

總之，我國深基坑工程的支護技術處在一個不斷發展的過程中，許多新的計算理論和方法不斷出現，大大促進了我國基坑工程的發展。但是在實際應用中，必須要結合基坑工程的實際狀況進行考慮，從而選擇合理有效的支護方法。

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