對深基坑支護的幾種形式論述與分析

尹來

（沈陽沈法燃氣有限公司）

當前，我國深基坑工程越來越多，基坑的支護技術日趨成熟。但設計所考慮參數因數復雜，使設計工作的難度加大。做出一個合理的基坑支護設計除具有豐富的設計經驗外，還應熟悉當地的水文地質狀況和特點，根據建筑及周圍環境特點決定設計方案。同時也要求工程人員在施工前應對方案進行認真審核，理解設計意圖，及時與設計人員溝通，在施工組織時，使各個組成部分、各道工序協調有序等各個方面保證工程的質量和安全。

深基坑是底面積在27平方米以內，且底長邊小于三倍短邊，開挖深度超過5米或地下室三層以上，或深度雖未超過5米，但地質條件和周圍環境及地下管線特別復雜的工程。基坑支護是為保證地下結構施工及基坑周邊環境的安全，對基坑側壁及周邊環境采用的支擋、加固與保護措施。建筑基坑支護原則如下：1）滿足邊坡和支護結構穩定的要求；不產生傾覆、滑移和局部失穩；基坑底部不產生隆起、管涌；錨桿不發生抗拔失效；支撐系統不失穩。2）支護結構構件受荷后不發生強度破壞。3）降水引起的地基沉降不影響鄰近建筑物或重要管線的正常使用。4）止水設計應控制因滲漏引起水土流失造成的地面下陷。5）支護結構變形不應超過周邊環境保護要求的控制值，當作為豎向承重結構時，還需要滿足豎向承重結構的變形要求。

深基坑支護結構的類型、特點及其適用條件：

1、鋼板樁：鋼板樁由帶鎖口或鉗口的熱軋型鋼制成，把這種鋼板樁互相連接就形成鋼板樁墻，被廣泛應用于擋土和擋水。目前鋼板樁常用的截面形式有U形、Z形和直腹板型。鋼板樁由于施工簡單而應用較廣。但是鋼板樁的施工可能會引起相鄰地基的變形和產生噪聲振動，對周圍環境影響很大，因此在人口密集、建筑密度很大的地區，其使用常常會受到限制。而且鋼板樁本身柔性較大，如支撐或錨拉系統設置不當，其變形會很大，所以當基坑支護深度大于7m時，不宜采用。同時由于鋼板樁在地下室施工結束后需要拔出，因此應考慮拔出時對周圍地基土和地表土的影響。

2、地下連續墻：利用各種挖槽機械，借助于泥漿的護壁作用，在地下挖出窄而深的溝槽，并在其內澆注適當的材料而形成一道具有防滲（水）、擋土和承重功能的連續的地下墻體。地下連續墻的支護式的優點在于它不會對鄰近建筑物及其基礎造成影響，比較適合用于在建筑物比較密集的地區施工，而且支護的剛度比較大，有較強的側壓承受能力，開挖之后它的變形也比較少、地面沉降也比較小，因此地下連續墻的支護被廣泛應用于現代建筑之中。通常連續墻的厚度為600mm、800mm、1000mm也有厚達1200mm的但較少使用。地下連續墻剛度大，止水效果好，是支護結構中最強的支護型式。適用于地質條件差和復雜、基坑深度大、周邊環境要求較高的基坑。但是造價較高，施工要求專用設備。

3、鉆孔灌注樁：具有承載能力高、沉降小等特點。鉆孔灌注樁圍護墻是排樁式中應用最多的一種，在我國得到廣泛的應用。其多用于坑深7～15m？的基坑工程，在我國北方土質較好地區已有8～9m？的臂樁圍護墻。鉆孔灌注樁的施工，因其所選護壁形成的不同，有泥漿護壁方式法和全套管施工法兩種。鉆孔灌注樁支護墻體的特點有：施工時無振動、無噪音等環境公害，無擠土現象，對周圍環境影響小；墻身強度高，剛度大，支護穩定性好，變形小；當工程樁也為灌注樁時，可以同步施工，從而施工有利于組織、方便、工期短；樁間縫隙易造成水土流失，特別時在高水位軟粘土質地區，需根據工程條件采取注漿、水泥攪拌樁、旋噴樁等施工措施以解決擋水問題；適用于軟粘土質和砂土地區，但是在砂礫層和卵石中施工困難應該慎用；樁與樁之間主要通過樁頂冠梁和圍檁連成整體，因而相對整體性較差，當在重要地區，特殊工程及開挖深度很大的基坑中應用時需要特別慎重。

4、土釘墻：由天然土體通過土釘墻就地加固并與噴射砼面板相結合，形成一個類似重力擋墻以此來抵抗墻后的土壓力；從而保持開挖面的穩定，這個土擋墻稱為土釘墻。土釘墻是通過鉆孔、插筋、注漿來設置的，一般稱砂漿錨桿，也可以直接打入角鋼、粗鋼筋形成土釘。土釘墻是一種邊坡穩定式的支護，其作用與被動的具備擋土作用的上述圍護墻不同，它是起主動嵌固作用，增加邊坡的穩定性，使基坑開挖后坡面保持穩定。基坑深度不宜大于12m；當地下水位高于基坑底面時，應采取降水或截水措施。 土釘墻應用于基坑開挖支護和挖方邊坡穩定有以下特點：1）形成土釘復合體、顯著提高邊坡整體穩定性和承受邊坡超載的能力。2）施工設備簡單，由于釘長一般比錨桿的長度小的多，不加預應力所以設備簡單。3）隨基坑開挖逐層分段開挖作業，不占或少占單獨作業時間，施工效率高，占用周期短。4）施工不需單獨占用場地，對現場狹小，放坡困難，有相鄰建筑物時顯示其優越性。5）土釘墻成本費較其他支護結構顯著降低。6）施工噪音、振動小，不影響環境。7）土釘墻本身變形很小，對相鄰建筑物影響不大。

5、SMW工法：SMW工法亦稱勁性水泥土攪拌樁法，即在水泥土樁內插入H？型鋼等（多數為H？型鋼，亦有插入拉森式鋼板樁、鋼管等）？，將承受荷載與防滲擋水結合起來，使之成為同時具有受力與抗滲兩種功能的支護結構的圍護墻。SMW？支護結構的支護特點主要為：它可在粘性土、粉土、砂土、砂礫土、Φ100以上卵石及單軸抗壓強度60MPa以下的巖層應用。可成墻厚度550～1300mm，常用厚度600mm；成墻最大深度目前為65m，視地質條件尚可施工至更深。施工時基本無噪音，對周圍環境影響小；結構強度可靠，凡是適合應用水泥土攪拌樁的場合都可使用，特別適合于以粘土和粉細砂為主的松軟地層；擋水防滲性能好，不必另設擋水帷幕；可以配合多道支撐應用于較深的基坑；此工法在一定條件下可代替作為地下圍護的地下連續墻，在費用上如果能夠采取一定施工措施成功回收H？型鋼等受拉材料；則大大低于地下連續墻，因而具有較大發展前景？。SMW工法最常用的是三軸型鉆掘攪拌機，其中鉆桿有用用于粘性土及用于砂礫土和基巖之分，此外還研制了其他一些機型，用于城市高架橋下等施工，空間受限制的場合，或海底筑墻，或軟弱地基加固。

深基坑事故近年來發生較多，各方面人員都應該高度重視，由于影響基坑的因數較多，基坑支護設計內容要全面考慮，提倡概念設計，重視工程實踐經驗，設計計算時避免漏項，且應考慮各種不利條件下的工況，做好基坑總體方案的選擇。重視地下、地表水的控制。采取信息化施工措施，最終保證工程建設的安全質量。