在不同地質情況下深基坑支護結構的選型與研究

龐熾煥

（廣東省地質建設工程集團公司　廣東廣州　510000）

1　引言

一般來說，深基坑的開挖深度大于或等于5m。同時，合理選擇深基坑的支護形式，對于緩解目前國內土地使用壓力、擴大城市空間有著重要的意義。在不同的地質情況下，技術人員要考慮選擇不同形式的支護結構。另外，由于受到施工環境以及建筑周圍設施、地質環境等方面的影響，導致深基坑支護結構設計變得更加復雜。如果深基坑支護形式的選擇出現不合理問題，不僅會導致施工工期延長，同時還會多工程施工質量造成嚴重的影響。因此，要結合工程具體狀況合理選擇深基坑支護結構形式。

城市建設中的基坑支護，這類支護一般涉及到淤泥（質土），軟粘土，砂土，填土等地質條件，因此，本文主要對這幾種條件下的基坑支護作出分析和探討。

2　深基坑支護形式的發展現狀與特點

2.1　深基坑支護形式的發展現狀

對于我國的深基坑支護形式來說，其發展歷史較為久遠。從古代時期的木樁圍護形式一直發展到目前的樁板墻形式以及錨索樁等復活結構支護形式，這些形式上的變遷都蘊含著工程技術人員的智慧與心血。尤其是近幾年來，伴隨著國內城市化進程的不斷加快，我國的城市建設用地面積急劇減少，深基坑技術的應用也越來越廣泛。施工過程中，由于深基坑支護相關理論跟不上實際的工程發展需要，因而施工中經常會出現深基坑支護事故，這給人民的的生命與財產安全造成了很大的危害。因此，現階段有必要對深基坑支護形式進行研究，進而提升建筑工程安全性與穩定性，這對于建筑行業的健康長遠發展有著重要的意義。

2.2　深基坑支護形式的特點

對于深基坑支護結構來說，其大多屬于臨時性結構，并且施工期較短、效益高。深基坑支護工程在其施工過程中，經常會受到施工環境以及現場地質、水文等因素的影響，并且現場不同位置的土壤條件差異也會給施工過程帶來相應的安全隱患。因此，這就給技術人員的勘察、設計以及后續的施工工作帶來了一定的困難。現階段，深基坑支護結構形式的設計工作大多在理想與假設的條件下進行，因而與實際的施工條件存在一定的差異。再加上深基坑支護施工的程序較多，不同工序之間交叉影響大，給深基坑支護工作帶來了較大的復雜性。

3　深基坑支護的優化設計研究

在進行深基坑支護設計方案的優化工作時，由于受到施工難度以及時間方面的影響，導致基坑工程存在著一定的不穩定性，并且基坑支護工程也會出現不同程度、不同類型的安全方面的問題。因此，在進行基坑支護方案的設計過程中，一定要對多方面因素進行綜合性的考量。比如說基坑支護方案的設計過程中要對施工現場地質情況，地下水源或者是管線分布狀況進行詳細的勘測，同時還要明確施工現場周邊環境以及建筑物的距離設定；另外，還要對支護結構的形式與尺寸進行合理的選擇。這一過程中，不僅要求設計人員有著較強的專業素養與綜合能力，同時還要求設計人員具備相應的基坑支護設計經驗。設計人員要時刻具備良好的安全質量控制意識，并且設計過程中要將安全和質量因素作為方案設計的重中之重。

4　深基坑支護結構的選型與研究

4.1　重力式支護

對于重力式支護結構形式來說，其主要應用深層攪拌水泥土樁排擋土，并且該結構可以依靠自身的重力抵抗側壓力，進而維持結構的穩定性。擋墻大多采用柵格式的截面，并且寬度一般為0.6～0.8h（h是基坑的深度）。同時，坑底以下部分的入土深度大約是0.8～1.2h，截面的置換率約為0.6～0.8，樁的相互搭接寬度要大于200mm。施工過程中，水泥的摻入比約為13%左右。施工過程中，如果擋墻的長度較大，為了減小擋墻出現的位移問題，技術人員可以采用起拱、加墩等相應的措施。通過在頂面做混凝土板，墻內插竹筋或者是細鋼筋，可以提升結構的整體性。如果工程的基坑深不超過7m，并且擬建工程坑邊距道路紅線或者距鄰近建筑物的距離較大，那么可以考慮選用這一結構形式。對于重力式支護形式來說，其優點主要體現在地下水的處理方面，如果地下水位高于坑底，施工中不需做防滲結構，這樣一來施工較為簡便，并且工程的造價較低。現階段，這一支護形式在上海地區以及廣東地區有著較為廣泛的應用，并且已有相對成熟的施工經驗。但是，這一支護形式要求施工場地有著較寬的區域，并且施工過程中要特別注重質量管理工作，以減少對于周圍環境的不利影響。重力式擋土墻在淤泥和淤泥質土等軟土地質情況下運用比較廣泛。

4.2　拱形支撐

對于拱形支撐而言，其多采用的是鉆孔灌注樁擋土，施工中要參考基坑的平面形狀進行混凝土環形梁支撐。拱形支撐形式大多應用在淤泥質軟土地基的處理上。同時，如果施工場地狹窄并且基坑的形狀大體呈圓形、橢圓形，那么施工過程中可以采用這一結構形式。拱形支撐的形式較為簡單，并且結構受力明確、支護可靠，并且拱形支撐有利于基坑挖土以及地下結構的施工。

4.3　懸臂式支護

如果支護結構位于一層地下室或者是開挖深度不超過7m的基坑，那么施工過程中可以考慮采用懸臂式支護形式。實際工程中，這一支護形式也可以用于兩層地下室或者是開挖深度在10m左右的基坑。對于擋土結構而言，主要包含預制樁、人工挖孔樁以及鉆孔灌注樁等結構，同時還包含地下連續墻等。現階段，鉆孔灌注樁的應用頻率較高。一般來說，施工中樁長要大于基坑深度的1.5倍，并且在樁頂位置要設有一道鎖口梁。對于防滲結構來說，主要包含靜壓注漿以及粉噴樁、深層攪拌樁等等，目前應用較多的是深層攪拌樁。該支護形式的優點為施工較為簡便，并且施工中無支撐便于坑內取土工作以及地下結構施工；但是，懸臂式支護的水平位移較大，并且一些工程中需要進行防滲處理。

4.4　 樁（墻）錨拉支護

目前，在進行高層建筑的深基坑施工工作時，該支護形式是最常用到的一種坑壁支護形式。應用這一形式的基坑深度大多在13m左右，最深的基坑深度可以達到20m。該支護形式的擋土結構主要包含鉆孔灌注樁以及人工挖孔樁，同時還會用到鋼板樁（含型鋼樁）或者是地下連續墻。施工過程中，如果基坑較深（超過10m），并且基坑周圍的建筑物與地下管線不會對錨桿的設置以及施工現場造成影響，那么可以優先選用這一支護形式。樁（墻）錨拉支護產生的位移較小，并且內部無需支撐，這對于提升基坑挖土以及地下結構施工工作的質量有著重要作用，但是這一支護形式的工期相對較長，因而選用時要進行具體情況的分析。

4.5　內支撐支護

對于內支撐支護來說，它也是目前建筑深基坑坑壁較為常用的一種支護形式。這一支護形式可以分為水平支撐與斜支撐兩種，并且支撐桿大多是鋼管與鋼筋混凝土兩種。對于內支撐支護結構來說，其擋土結構主要包含鉆孔灌注樁以及人工挖孔樁，同時還會用到地下連續墻以及拉森板樁。該支護形式對于基坑較深以及地質條件較差的基坑有著良好的處理效果，并且施工中結構的位移較小。但是，該支護形式的基坑挖土以及地下結構施工較為不便。

4.6　噴錨支護

從20世紀90年代以來，深基坑支護工作中就開始用到噴錨支護形式。這一支護結構的施工工期較短、造價低，同時對于不同環境有著較強的適應性。另外，如果工程地下水位較低，也可以使用這一支護結構。

5　案例分析

某劇場工程位于廣東省廣州市，工程地上4層、地下6層，建筑采用框架式結構，該項目高25～35m。建筑室內的基礎埋深達到了-19.180m，室外基礎埋深為-8.180m。工程中基坑支護的面積約為3000m2，圖1為基坑支護平面圖。

圖1　基坑支護平面圖

由于該基坑的安全等級是一級，因而在進行支護形式的選擇上最好選擇排樁或者是地下連續墻。由于基坑的開挖深度最大達到了19.18m，并且工程中土釘墻要求開挖深度沒達到12m，同時要考慮到對于周圍建筑物的保護。因而經過選型分析與研究之后，最終選擇了樁錨支護結構。這一支護形式的造價相對較低，并且工期較短，不會對周圍環境造成過大的影響。同時，經過技術人員進行的層次分析以及模糊綜合評判，這一結構形式有著良好的效果，這也確保了該形式的科學性與實用性。

6　結束語

進入21世紀以來，伴隨著國內經濟社會的不斷發展，高層建筑以及地下工程的數量急劇增多，進而使得巖土工程中基坑施工工程逐漸增多。同時，隨著基坑深度的不斷增大，這在一定程度上也提升了基坑支護的危險程度與危險系數。因而，在基坑工程施工之前，要對基坑支護結構進行全面、合理的優化設計，進而提升深基坑支護工程的安全性與穩定性，確保建筑工程項目的順利施工。

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