深基坑支護技術的現狀及發展

荊麗梅 孫林娜 信校陽 王世通

(青島理工大學 山東 青島 266000)

深基坑支護技術的現狀及發展

荊麗梅 孫林娜 信校陽 王世通

(青島理工大學 山東 青島 266000)

隨著我國經濟的發展，深基坑支護技術廣泛運用在不同區域的施工建設中。經過多年的施工建設，已取得了很多成功的經驗。本文闡述了深基坑工程的主要特點，并對我國常用的深基坑支護類型進行了簡單介紹與總結，對支護技術的發展趨勢進行了展望。

深基坑;支護類型;發展趨勢

一、我國深基坑工程的主要特點

90年代以來，基坑工程數量、規模急劇增加，基坑開挖與支護間題已經成為我國建筑工程界的熱點間題之一。目前我國深基坑工程具有以下特點［1］:

1.建筑趨向高層化;2.基坑開挖面積大;3.在軟弱的土層中，基坑開挖會產生較大的位移和沉降;4.施工工期長、場地狹窄，降雨、重物堆放等對基坑穩定性不利;5.在相鄰場地的施工中，打樁、降水、挖土及基礎澆注混凝土等工序會相互制約與影響，增加協調工作的難度。

二、深基坑支護類型

經過多年的發展，支護類型已發展到數十種，這里僅介紹目前我國常用的幾種支護類型［2］。

(一)土釘墻。土釘墻要求土體具有臨時自穩能力，以便給出一定施工時間。土釘墻支護施工速度快、用料省、造價低，與其他樁墻支護相比，工期可縮短50%以上，節約造價60%左右，而且土釘支護可以緊貼已有建筑物施工，從而省出樁體或墻體所占用的地面。但從許多工程經驗看，土釘墻的破壞幾乎均是由于水的作用，水使土釘墻產生軟化，引起整體或局部破壞，因此采用土釘墻工程必須做好降水。

(二)錨桿支護。錨桿支護是一種巖土主動加固的穩定技術。錨桿一端錨入穩定的土 (巖)體中，另一端與各種形式的支護結構連接，并施加預應力，通過桿體的受拉作用，調動深部地層的潛能，達到維護基坑穩定的目的。錨桿支護適用性強，基本不受基坑深度的限制，可與多種支護結構形式聯合使用，如排樁、地下連續墻、土釘墻等。但不宜用于有機質土，液限大于50%的粘土層及相對密度小于0.3的砂土。由于錨桿技術具有顯著的技術經濟效益，目前在我國基坑工程中應用較多，積累了豐富的工程實踐經驗。

(三)地下連續墻。地下連續墻具有整體剛度大、止水防滲效果好的特點，適用于地下水位以下的軟粘土和砂土等多種地層條件，尤其是基坑底面以下有深層軟土需將墻體插入很深的情況。因此在國內外的地下工程中得到廣泛的應用。隨著技術的發展和施工方法及機械的改進，地下連續墻發展到既是基坑施工時的擋土圍護結構，又是擬建主體結構的側墻，可較好地控制軟土地層的變形。除現場澆筑的地下連續墻外，我國還進行了預制裝配式地下連續墻和預應力地下連續墻的研究和試用。預制裝配式地下連續墻墻面光滑，由于配筋合理可使墻厚減薄并加快施工速度。

(四)深層攪拌樁支護。深層攪拌樁 (水泥土墻)是利用水泥 (或石灰)等材料作為固化劑，通過深層攪拌機械，將軟土和固化劑強制攪拌，利用固化劑和軟土之間所產生的一系列物理化學反應，使軟土硬結成具有整體性、水穩定性和一定強度的樁體 (塊體或墻體)。這種支護結構多采用格柵形式，即重力壩式擋墻。當基坑屬于二、三級基坑，基坑深≤7m，當坑邊至紅線間有足夠的距離時，往往優先采用。由于水泥屬不透水結構，因此既能擋土又能擋水，具有良好的防滲效果。深層攪拌樁屬重力式結構，靠本身重量即可抵抗側向力保持穩定，一般內部無支撐，便于基坑內機械挖土和地下結構施工，施工簡便、費用較低，而且使用的材料僅是水泥，所以具有較好的社會經濟效益。

(五)鋼板樁支護。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。

三、深基坑支護技術的發展趨勢

(一)建立變形控制的新的工程設計方法。按變形控制設計中變形控制量應根據基坑周圍環境條件因地制宜確定，不是要求基坑圍護變形愈小愈好，也不宜簡單地規定一個變形允許值，應以基坑變形對周圍市政道路、地下管線、建 (構)筑物不會產生不良影響，不會影響其正常使用為標準。鑒于此，應建立新的變形控制設計方法，著重研究以下問題［3］:(1)支護結構變形控制的標準。這是關系支護結構成敗的決定性數據，但至今仍未有一個具體標準。(2)空間應變簡化為平面應變。這是如何將開挖過程中的空間效應轉化為設計中的平面應變問題。(3)地面超載的確定及其對支護結構變形的影響。

(二)探討新型支護結構的計算方法。隨著大量高層、超高層建筑以及地下工程的不斷涌現，對基坑工程的要求越來越高，隨之出現的問題也越來越多，導致許多新的支護結構型式相繼問世，如:雙排樁、土釘、組合拱帷幕、旋噴土錨、預應力鋼筋混凝土多孔板等。但是，這些支護結構型式的計算模型如何建立、計算簡圖怎樣選取、設計方法如何趨于正確，仍是當前新型支護結構設計中急需解決的問題。目前，深基坑支護結構正在向著綜合性方向發展，即受力結構與止水結構相結合、臨時支護結構與永久支護結構相結合、基坑開挖方式與支護結構型式相結合［4］。

(三)開展支護結構的試驗研究。理論來自于實踐，我國至今在深基坑支護結構方而尚未進行系統的試驗研究。在支護工程施工的過程中積累的技術資料很豐富，但缺少科學的測試數據，無法進行科學分析。通過實驗室模擬試驗和工程現場試驗，發現問題、總結規律，尋找解決的問題的最佳途徑，為其他工程提供經驗和方法，減少工程事故的發生，為深基坑支護結構計算方法提供了可靠的第一手資料。

(四)優化深基坑支護結構方案。深基坑支護結構的設計與施工不同于上部結構，除地基土類別不同外，地下水位的高低、土的物理力學性質指標以及周圍環境條件等，都直接與支護結構的選型有關。在深基坑工程中，支護結構方案的選擇至關重要。一個不合理的方案即使造價很高，也不一定能保證安全。

(五)發展信息監測與信息化施工技術。基坑工程力學參數的不確定性及施工過程的不可預見性，使基坑工程設計和施工中難免出現與實際地層條件不符合的情況，需要在施工過程中通過監測信息的反饋來修正設計，指導施工。因此，基坑工程監測是基坑工程施工中的一個重要的環節，組織良好的監測能夠將施工中各方面信息及時反饋給基坑開挖組織者，根據預測判定施工對周圍環境造成影響的程度，對基坑工程圍護體系變形及穩定狀態加以評價，并預測進一步挖土施工后將導致的變形及穩定狀態的發展，制定進一步施工策略，實現所謂信息化施工。

四、結束語

深基坑工程中，設計是核心，監測是手段，施工是保證。一個支護方案是否合理，決定著基坑工程的成敗。怎樣判斷設計方案的合理性，就看它是否安全可靠、經濟合理，是否采用先進的施工工藝，是否有利于工程施工。只要我們積極推進動態設計和信息化施工技術，加強監測力度，促進實測工作，就可以避免基坑工程事故的發生或降低事故所帶來的損失。同時，通過計算理論的不斷改進，施工工藝的不斷完善，進一步推動我國深基坑支護技術的發展。

［1］夏勝先，王云飛，夏樹威.深基坑支護技術現狀及發展 ［J］.山西建筑，2008，34(26):115－117.

［2］張貴然.深基坑技術的發展及展望 ［J］.洛陽大學學報.2004，19(2):100－103.

［3］陳建國，胡文發.深基坑支護技術的現狀及其應用前景 ［J］.城市道橋與防洪，2011(1):91－94.

［4］徐希萍，楊永卿.深基坑支護技術的現狀及發展趨勢 ［J］.福建建筑，2008(116):34－35.

荊麗梅 (1992.02－)，女，漢族，山東青島人，碩士研究生在讀，青島理工大學，土木工程專業。