淺談基坑支護

【摘要】基坑支護工程就是為保證基坑開挖，基礎施工的順利進行及基坑周邊環境的安全，對基坑側壁以及周邊環境采用的支擋，加固與保護措施。基坑設計是通過驗算與變形估算對基坑開挖做理論分析。

【關鍵詞】基坑支護；支擋類型；技術方法

基坑工程中采用的圍護墻、支撐（或土層錨桿）、圍檁、防滲帷幕等結構體系總稱為支護結構。

1、目前經常采用的主要基坑支擋類型有

（1）深層攪拌水泥土擋墻（以下簡稱攪拌樁）：將土和水泥強制攪和成水泥土樁，結硬后成為具有一定強度的整體壁狀擋墻，一般用于開挖深度不超過7m的基坑，適合于軟土地區，環境保護要求不高，施工低噪聲、低振動，結構止水性較好，造價經濟，但圍護較寬，一般取基坑開挖深度的0.7～0.8倍。

國內外試驗研究和工程實踐表明，攪拌樁適宜于加固淤泥、淤泥質土和含水量較高而地基承載力小于120kPa的粘土、粉質粘土、粉土等軟土地基。當土中含高齡石、蒙脫石等礦物時，加固效果較好，土中含伊利石、氯化物等礦物時，加固效果較差。

（2）鋼板樁：用槽鋼正反扣搭接而組成，或用U型、H型和Z型截面的鎖口鋼板樁。用打入法打入土中，相互連接形成鋼板樁墻，既用于擋土又用于擋水，用于開挖深度3～10m的基坑。鋼板樁具有較高的可靠性和耐久性，在完成支擋任務后，可以回收重復利用；于多道鋼支撐結合，可適合軟土地區的較深基坑，施工方便，工期短。但鋼板樁剛度比排樁和地下連續墻小，開挖后繞度變形較大，打拔樁振動噪聲大，容易引起土體移動，導致周圍地基較大沉陷。

（3）鉆孔灌注樁擋墻：直徑φ600～φ1000mm，樁長15～30m，組成排樁式擋墻，頂部澆筑鋼筋混凝土圈梁，用于開挖深度為6m～13m的基坑。具有噪聲和振動小，剛度大，就地澆制施工，對周圍環境影響小等優點。適合軟弱地層使用，接頭防水性差，要根據地質條件從注漿、攪拌樁等方法中選用適當方法解決防水問題，整體剛度較差，不適合兼做主體結構。樁身質量取決于施工工藝及施工技術水平，施工時需作排污處理。

（4）地下連續墻：在地下成槽后，澆筑混凝土，建造具有較高強度的鋼筋混凝土擋墻，用于開挖深度達10m以上的基坑或施工條件較困難的情況。具有施工噪聲低，振動小，就地澆制、墻接頭止水效果較好，整體剛度大，對周圍環境影響小等優點。適合于軟弱土層和建筑設施密集城市市區的深基坑，高質量的剛性接頭的地下連續墻可作永久性結構，并可采用逆筑法施工。

（5）SMW工法（勁性水泥土攪拌樁）：勁性水泥土攪拌樁以及水泥土攪拌樁法為基礎，凡是適合應用水泥土攪拌樁的場合都可以使用勁性樁。特別是適合于以粘土和粉細砂為主的松軟地層，對于含砂卵石的地層要經過適當處理后方可采用。勁性樁適宜的基坑深度與施工機械有關，國內目前一般以基坑開挖深度6～10m，國外尤其是日本由于施工鉆孔機械先進，基坑深度達到20m以上時也采用SMW工法，勁性樁法可取得較好的環境和經濟效果。勁性樁是在水泥土攪拌樁中插入受拉材料構成的，常插入H型鋼。

（6）土錨：用拉桿錨固支護基坑的開挖或用作抗拔樁抵抗浮托力等的應用已日益普遍。拉錨最大的優點是在基坑內部施工時，開挖土方與支撐互不干擾，尤其是在不規則的復雜施工場所，以錨桿代替擋土橫撐，便于施工。這是人們樂于大量使用的主要原因。隨著對錨固法的不斷改進和使用可靠性的監測手段，使拉錨支護的范圍更加廣泛。

2、基坑主要支撐方法、技術類型

（1）深基坑的支護體系由兩部分組成，一是圍護壁，二是基坑內的支撐系統。為施工需要而構筑的深基坑各類支撐系統，既要輕巧又需有足夠的強度、剛度和穩定性，以保證施工的安全、經濟和方便，因此支撐結構的設計是目前施工方案設計的一項十分重要的內容。

（2）在深基坑的支護結構中，常用的支撐系統按其材料分可以有鋼管支撐、型鋼支撐，鋼筋混凝土支撐，鋼和鋼筋混凝土組合支撐等種類；按其受力形式分可以有單跨壓桿式支撐，多跨壓桿式支撐，雙向多跨壓桿支撐，水平桁架相結合的支攆，斜撐等類型。這些支撐系統在實踐中有各自的特點和不足之處，以其材料種類分析，鋼支撐便于安裝和拆除，材料消耗量小，可以施加預緊力以合理控制基坑變形，鋼支撐架設速度較快，有利于縮短工期。但是鋼支撐系統的整體剛度較弱，由于要在兩個方向上施加預緊力，所以縱橫桿之間的聯結始終處于鉸接狀態。鋼筋混凝土支撐結構的整體剛度好，變形小，安全可靠，施工制作時間長于鋼支撐，但拆除工作比較繁重，材料回收利用率低，鋼筋混凝土支撐因其現場澆筑的可行性和高可靠度而在目前國內被廣泛的使用。

3、基坑主要止（降）水方法、技術類型

（1）工程降水是基坑工程的一個難點。由于土質和地下水位的條件不同，基坑開挖的施工方法大不相同。在地下水位以下開挖基坑時，采用降水的作用是截住基坑邊坡面及基底的滲水；增加邊坡的穩定性，并防止基坑從邊坡或基底的土粒流失；減少板樁和支撐的壓力，減少隧道內的空氣壓力；改善基坑和填土的砂土特性；防止基底的隆起和破壞。

（2）一個場地的地質條件和土質條件，將決定降水或排水的形式。在選擇和設計基坑降水前，必須由甲方提供工程地質勘察資料，建筑物平面圖和立面圖，建筑物場地附近房屋平面圖等，對于重大工程，設計人員除掌握相應資料外，必須在設計前到工程現場親自了解，最好能目測各土層的土樣，對將來降水工程的布置及其與鄰近建筑物的影響。降低地下水位的常用方法可分為明溝降水和井點降水兩類。明溝降水由于其制約條件較多，尚不能得到廣泛的應用，而井點降水的適用條件較廣，并經過二十多年來的應用、發展和改進，已形成了多種井點降水的方法。目前常用的井點降水方法有：輕型井點、噴射井點、電滲井點、管井點，輻射井點等。這些有效的降水方法現已被廣泛用于各種降水工程中，但由于降低地下水位以后，可能帶來一些不良影響，如地面沉降，鄰近已有建筑物或構筑物的安全穩定及殘留滯水的處理等。

（3）在地下水位以下施工基坑工程時，通常采用井點（垂直和水平井點）降水法來降低地下水位。垂直井點常沿基坑四周外圍布設，水平井點則可穿越基坑四周和底部，井點深度大于要求的降水深度，通過井點抽水或引滲來降低地下水位，實現基坑外的暗降，保證基坑工程的施工。

在城市中由于深基坑降水，總會引起地面產生一定的沉降，影響鄰近建筑物和管線。最好的辦法是采用止水帷幕，將坑外地下水位保持原狀，僅在坑內降水。目前，采用鉆孔壓漿成樁法、地下連續墻、板樁、深層攪拌樁墻等止水結構形式，效果均較好。