基坑開挖及支護(hù)措施概述

鹿 杰

(山西省建筑設(shè)計(jì)研究院，山西 太原 030013)

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基坑開挖及支護(hù)措施概述

鹿 杰

(山西省建筑設(shè)計(jì)研究院，山西 太原 030013)

介紹了建筑工程基坑開挖的原則及處理技術(shù)，闡述了目前常用的基坑防護(hù)措施，并分析了各種防護(hù)方式的適用性和特異性，有助于在確?；庸こ贪踩缘幕A(chǔ)上，選擇出經(jīng)濟(jì)適宜的基坑支護(hù)形式。

基坑，邊坡，支護(hù)方式，圍護(hù)結(jié)構(gòu)

1 基坑開挖

1.1 開挖原則

開挖方案是根據(jù)支護(hù)方案、降水排水措施和場(chǎng)地實(shí)際情況綜合來確定的。為了防止雨水或其他滲水進(jìn)入基坑，需在基坑周圍合理設(shè)置排水溝，同時(shí)為了預(yù)防基坑積水，基坑內(nèi)也應(yīng)設(shè)置排水溝和集水坑；對(duì)于放坡開挖，需在坡頂坡面也采取排水措施。

對(duì)于軟土地基，基坑開挖必須進(jìn)行分層分塊開挖，每塊開挖后需要進(jìn)行基坑支護(hù)，支護(hù)方式的選擇和應(yīng)用需要進(jìn)行專項(xiàng)設(shè)計(jì)。在進(jìn)行支護(hù)的基坑內(nèi)開挖，還需要防止開挖機(jī)械與支護(hù)、排水設(shè)備發(fā)生碰撞，防止擾動(dòng)原狀土。

1.2 應(yīng)急處理

由于地下情況未知性較大，所以根據(jù)已有的勘察設(shè)計(jì)資料在施工現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)不一致的情況后，應(yīng)立即采取措施，不得繼續(xù)開挖。常見的情況有：圍護(hù)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)損傷性變形異響、支撐體系內(nèi)力突變、止水結(jié)構(gòu)破損漏水、裸露基坑坑底土質(zhì)發(fā)現(xiàn)明顯異?；蛘呋舆吰率Х€(wěn)。

2 基坑防護(hù)

2.1 基坑邊坡失穩(wěn)

對(duì)于基坑工程，邊坡的穩(wěn)定性決定著整個(gè)工作成敗，所以在現(xiàn)代施工中，尤其是深基坑施工，對(duì)于邊坡的支護(hù)尤為重要?；舆吰轮詴?huì)出現(xiàn)失穩(wěn)，主要是基坑邊坡的土體由于自身重力或者外力作用產(chǎn)生的剪力大于土體自身的抗剪強(qiáng)度，還有就是施工不當(dāng)引起的失穩(wěn)，都要引起足夠的重視。引起這些問題的原因主要有：沒有按照設(shè)計(jì)進(jìn)行基坑開挖、坑頂堆載過大、坑邊運(yùn)輸設(shè)備擾動(dòng)、基坑降水設(shè)備失效、基坑暴露時(shí)間過長導(dǎo)致土體力學(xué)性能降低。

2.2 基坑放坡

基坑的安全重要指標(biāo)就是放坡，對(duì)于場(chǎng)地基坑較淺的可采用一級(jí)放坡，對(duì)于基坑較深的，常常采用分級(jí)放坡，當(dāng)采用分級(jí)放坡時(shí)，應(yīng)控制分級(jí)過渡平臺(tái)寬度，對(duì)于巖石邊坡，平臺(tái)寬度不小于500 mm；對(duì)于土質(zhì)邊坡，平臺(tái)寬度不小于1 m，并且上下級(jí)坡度應(yīng)保證下級(jí)緩于上級(jí)。根據(jù)場(chǎng)地周圍相鄰建筑物間的影響，基坑可采用全深度放坡或一部分深度放坡，并控制分級(jí)坡度，同時(shí)對(duì)于局部邊坡需進(jìn)行支護(hù)和保護(hù)。邊坡的設(shè)計(jì)也應(yīng)充分考慮雨水的影響，當(dāng)?shù)叵滤畬?duì)邊坡穩(wěn)定造成影響時(shí)，應(yīng)及時(shí)采取降水措施，比如旋噴樁、攪拌樁等截水措施。對(duì)于類似地下管廊或地鐵車站這樣的構(gòu)筑物，需要長度很長的深基坑，這類基坑只需考慮縱向放坡即可，縱向邊坡起到防止滑坡和土方運(yùn)輸作用。這樣長度較大的縱向邊坡，應(yīng)在開挖過程中控制漸變和橫向支撐，防止縱坡塌陷失穩(wěn)。

2.3 邊坡的防護(hù)

邊坡的坡度取決于該土層的力學(xué)性能，對(duì)于不同土質(zhì)的過渡層，應(yīng)設(shè)置不同的邊坡坡度或臺(tái)階?；雍瓦吰碌母稍?，是土層力學(xué)性能的保證。對(duì)于場(chǎng)地受到周圍建筑的影響而不能控制坡度時(shí)，可在坡面布置土釘或掛金屬網(wǎng)噴混凝土，但這些防護(hù)措施為最簡單的類型，不可作為長久防護(hù)。對(duì)于邊坡堆載要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求為上限，控制基坑周邊運(yùn)輸車輛的路網(wǎng)，防止外力破壞邊坡。在基坑開挖過程中，嚴(yán)禁挖反坡，對(duì)于預(yù)計(jì)暴露時(shí)間較長的基坑，必須采取防灌水防暴曬措施。在整個(gè)基坑施工周期過程中，需要嚴(yán)密監(jiān)測(cè)邊坡位移，如發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)有突變，應(yīng)及時(shí)采取降低坡度或卸荷等措施。對(duì)于大開挖放坡的基坑，應(yīng)進(jìn)行坡腳、坡面的保護(hù)，常采用堆放沙袋、掛金屬網(wǎng)噴混凝土和水泥砂漿抹面等措施。

2.4 深基坑圍護(hù)體系

隨著社會(huì)的發(fā)展，高層建筑、大型復(fù)雜工程和地下工程的興建，往往需要建筑基坑很深，加之周圍環(huán)境的緊張，使得自然放坡成為奢望，在當(dāng)代施工工藝大革新的背景下，深基坑支護(hù)形式層出不窮，有柱列式、重力式擋墻、土錨桿、板柱式、逆作法、沉井等方法。每種方法都有自己的適用性和特異性，合理的選擇支護(hù)方式是一個(gè)建筑工程順利施工的根本保障。

1)支護(hù)方式。常用的支護(hù)方式有以下幾種：

樁板式墻板式樁：對(duì)于黏性土、細(xì)小砂卵石土層，并且距離附近居民樓較遠(yuǎn)的基坑，在開挖前期，用沖擊式打樁機(jī)將H型鋼垂直插入基坑周邊土體來加強(qiáng)邊坡安全，H型鋼間距在1.5 m左右，開挖深度不宜超過6 m，且地下水對(duì)基坑影響小的地基適用，此法造價(jià)低，工期短。

鋼板樁：采用成品型鋼，利用機(jī)械液壓施力，樁與樁之間緊密連接，可反復(fù)使用。但由于整體剛度小，變形不好控制，往往需設(shè)置多道支撐共同受力。止水時(shí)間短，易漏水。

板式鋼管樁：剛度強(qiáng)于鋼板樁，在軟弱土層中可開挖很深，不易防水，故需要有防水措施。

預(yù)制混凝土板樁：材料形式為混凝土，導(dǎo)致自重大，起吊需要大型設(shè)備配合，止水性差。常適用于10 m深度以內(nèi)的基坑。

灌注樁：剛度較預(yù)制管樁更大，可采用機(jī)械挖孔，泥漿護(hù)壁，施工現(xiàn)場(chǎng)對(duì)周圍環(huán)境影響小，適合深基坑，止水性差。

地下連續(xù)墻：適用于所有地層，但造價(jià)高，不可反復(fù)使用。強(qiáng)度大，變形小，止水隔水性能好，經(jīng)常和結(jié)構(gòu)主體一起施工并且作為主體的一部分。

SMW工法樁：是一種新興的基坑支護(hù)樁體，是在基坑周邊土體注入水泥類混合液攪拌而形成的擋土墻，再利用機(jī)械在擋土墻內(nèi)插入型鋼，使水泥土和型鋼共同發(fā)揮作用，具有強(qiáng)度大、止水性能好的特性，型鋼可以反復(fù)使用，進(jìn)而降低了施工成本。

水泥土攪拌樁擋墻：無需支撐，止水性好，但墻體剛度低，變形大。

2)支撐體系。基坑支護(hù)的主體是土內(nèi)樁擋墻，用于承受豎向力和土體側(cè)推力，但是樁體穩(wěn)定整體性就靠支撐系統(tǒng)來保證，工程中常用的支撐形式有型鋼支撐、鋼管支撐、鋼筋混凝土支撐等。支撐體系承受圍護(hù)樁體所傳遞的土壓力。支撐體系由圍檁、支撐及角撐、立柱、軸力傳感器、支撐體系監(jiān)測(cè)監(jiān)控裝置等固定件構(gòu)成。

2.5 基坑變形控制

基坑變形是圍護(hù)結(jié)構(gòu)失效的先兆，常表現(xiàn)為基坑周圍土層移動(dòng)、圍護(hù)墻體頂端的水平位移、圍護(hù)樁體的豎向變形、基坑底部土體的隆起和地表的沉陷。為了有效的控制基坑變形，對(duì)于圍護(hù)結(jié)構(gòu)需要增加支撐的剛度和圍護(hù)結(jié)構(gòu)的入土深度。

3 結(jié)語

本文主要描述了基坑的常見類型和常用的支護(hù)方式，進(jìn)一步論述了每種支護(hù)方式的適用性和特異性。一個(gè)基坑工程的安全涉及到整個(gè)項(xiàng)目的順利運(yùn)行。所以對(duì)待不同的地質(zhì)情況，需要慎重的選擇支護(hù)方式，首先是安全，其次是可以節(jié)省造價(jià)。

[1] JGJ 118—2011，凍土地區(qū)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[2] GB 50007—2011，建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[3] JGJ 79—2012，建筑地基處理技術(shù)規(guī)范[S].

[4] ISBN 978-7-111-49204-7，市政公用工程管理與實(shí)務(wù)(輔導(dǎo)系列用書)[Z].

Overview on foundation excavation and supporting measures

Lu Jie

(Shanxi Academy of Building Design, Taiyuan 030013, China)

The paper introduces building engineering foundation excavation principles and processing technologies, describes common foundation protecting measures, and analyzes adaptability and specificity of various supporting forms, which will be good for selecting economic and suitable foundation support forms on the basis of guaranteeing the foundation engineering safety.

foundation, slope, supporting form, enclosure structure

1009-6825(2016)30-0092-02

2016-08-17

鹿 杰(1984- )，男，助理工程師

TU463

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