淺析基坑支護技術

王琳

【摘要】隨著國民經濟和城市建設的快速發展，我國基坑工程的技術水平也有了很大的提高，同時在基坑設計與施工中也涌現了許多問題。本文對基坑工程的設計和常用的支護結構類型進行了闡述和對比。希望對基坑工程設計施工中如何選擇合理的支護結構型式、控制基坑變形、有效防止支護結構失效、減少基坑工程事故的發生有一定的參考價值。

【關鍵詞】基坑支護；結構設計

建筑基礎是建筑結構的重要組成部分，它影響著整個建筑的經濟和安全。由于工程具有工程量大、技術難度高、不可預見的因素多得特點，所以對其安全可靠性嚴格要求，否則不但會影響基礎和基坑本身，而且會影響周邊環境。因此要求設計時要全面考慮、仔細、認真。

1、基坑支護結構設計基本要求

基坑支護工程是一門系統的工程，又是一門風險工程，技術人員應該充分認識各類支護結構的優、缺點及適用范圍。支護結構設計的基本要求是：不僅要保證支護結構本身的安全，還要保證周圍建筑和地下管線的安全。所以，在設計和施工時，要嚴格控制圍護結構和周圍土體的變形。確保在安全的前提下，合理設計，節省造價，方便施工，縮短周期。

1.1 設計原則

為保證支護結構安全正常使用，必須滿足以下要求：（1）支護結構不能滑動；⑵支護結構不能傾覆；⑶支護結構不能有過大的水平位移；⑷支護結構不能有過大的沉陷；⑸保證支護結構本身的強度足夠；⑹保證地基的強度足夠；⑺保證周圍建筑物安全，位移及沉降控制在允許范圍內；⑻保證基坑底部的隆起、回彈在允許范圍內.不發生滲流及管涌等；⑼支護方案安全可靠，而且是經濟的優化方案。

1.2 設計內容

基坑工程圍護體系設計一般包括下述內容：（1）圍護體系的選型，包括圍護結構型式和止水體系；（2）圍護結構的強度和變形計算（對錨撐結構，包括錨固體系或支撐體系）；（3）止水體系的設計計算；（4）基坑內外土體穩定性驗算；（5）基坑挖土施工組織設計；（6）監測設計及應急措施的制定。

2、基坑支護結構設計理論

2.1 常用基坑支護結構型式及合理選型

基坑圍護方案設計的首要任務就是選擇合適的支護型式，每種支護型式的適用范圍和特點也很不一樣，造價相差可能相當巨大。因此，合理的選擇基坑支護型式不僅可以保證施工的安全，還可以節約大量的人力、物力、財力。

2.1.1 基坑支護選型的原則

選用圍護體系的基本原則是安全、經濟、方便施工和因地制宜。

（1）安全不僅是指支護結構本身要安全，還應當保證基坑開挖以及地下結構的順利施工，保證鄰近的建筑物、構筑物以及市政公用設施的安全和正常使用。

（2）經濟不僅是指設計和施工圍護體系所需的工程費用，而且還要考慮以下幾個方面：①挖土是否方便；②安全儲備是否足夠；③工期是否合理；綜合考慮以上幾個方面，確定該方案是否經濟合理。

（3）方便施工也是圍護體系的選用原則之一。方便施工不僅可以降低挖土費用，而且可以節省工期，提高支護結構的可靠性

（4）圍護體系的設計還應做到因地制宜，不同地區的地質條件差別很大，我們應當根據現場的工程地質條件和水文地質條件，選用合適的支護形式，進行圍護方案的設計。

2.1.2 常用基坑支護類型分類及其特點和適用范圍

隨著基坑工程技術的不斷發展，在實際工程采用的支護型式越來越多，按照支護結構受力特點劃分可歸并為樁墻結構（排樁或地下連續墻）、土釘墻結構，重力式結構（水泥土墻）、拱墻結構幾種基本類型。下面僅介紹幾種常見的支護結構的特點及適用范圍。

（1）放坡開挖

當施工現場有足夠大的放坡場地，開挖深度不深（一般小于5M）并且地基土質較好時可以考慮采用放坡開挖。放坡開挖一般費用較低，能節約施工成本。在放坡開挖的過程中，為了增加基坑邊坡穩定性，減少挖土土方量，放坡開挖常結合簡易圍護。

（2）土釘支護

在基坑開挖坡面，用洛陽鏟成孔或機械鉆孔，孔內放鋼筋，并注漿，在坡面安裝鋼筋網并噴射混凝土，使土體、鋼筋與噴射混凝土面板結合，成為深基坑土釘支護。土釘支護施工設備較簡單；施工速度較快，節省工期，造價較低。

土釘支護適用于地下水位較低的黏土、砂土、粉土地基，基坑深度一般在15m以內。不足之處是土釘在基坑外，一般會侵占紅線外的地下空間，對以后的地下空間開發應用會造成一定的影響

（3）水泥土重力式擋墻

水泥土重力式擋土結構一般適用于軟土地基，支護的深度不宜超過7M，基坑周邊需有一定的施工場地。平面布置有格構式和密排式。

（4）排樁支護

當基坑的開挖深度在6～10m，開挖場地有限，而不能使用放坡開挖或者攪拌樁支護時，可以考慮使用排樁支護。排樁是采用密排或者具有一定間距排列的樁組成的擋土結構。當基坑不大深時，可以采用無支撐式（懸臂式）；當基坑較深時，可以結合鉗桿、支撐等配合組成擋土結構。

排樁的樁型通常有人工挖孔樁和鉆孔樁兩類，一般人工挖孔樁的樁徑不宜小于800mm，鉆孔樁的樁徑不宜小于600mm，排樁的樁型和樁徑應根據項目的工程地質條件、水文地質條件再結合施工條件確定。

（5）地下連續墻

地下連續墻主要有現澆鋼筋混凝土連續墻和預制鋼筋混凝土連續墻兩種，通常地下連續墻一般指前者。地下連續墻有如下優點：施工震動小、噪聲低，墻體剛度大，對周邊地層擾動小。

（6）復合型

為了節省工程造價，根據工程地質條件的好壞，同一個基坑的不同地段可以采用不同的支護結構。例如很多深基坑工程在開挖時先放坡開挖1～2米，然后再采用別的圍護結構。

（7）鋼板樁

鋼板樁支護一般適用于土質較松軟的或對變形要求較低小規模的基坑工程項目中，鋼板樁的抗彎剛度小，變形大.施工快，一般需要加支撐。根據其加工制作工藝的不同可以分為：熱軋/拉森鋼板樁、冷彎薄壁鋼板樁。

（8）支撐體系

支撐形式一般有混凝土支撐、鋼支撐和錨桿等。支撐體系的選擇不同的地區很不一樣，視各地的工程地質條件而定，例如上海地區軟土比較多，主要以撐為主，而在廣東等一些地質條件較好的地區，則常常采用錨桿。撐和錨各有其優、缺點。

結語：

綜上所述，要想合理的選擇基坑的支護型式，我們必須深刻地了解各種支護型式的優、缺點以及合理性，只有這樣，當我們在進行圍護結構的設計時才能做到有的放矢。

參考文獻：

[1]楊海林.建筑深基坑支護優化設計研究及應用[D].中國地質大學（北京），2013.

[2]白洪潮.深基坑支護技術方案的選擇及其優化設計[D].長江大學，2012.