關于深基坑支護技術的探討

趙峰 陸日興

摘 要 在城市建設中，高層建筑越來越多，高層建筑的大規模出現，也促使深基坑支護施工技術被大規模應用，深基坑支護施工技術也得到了進一步的發展。除了房屋建筑，市政工程、軌道交通的建設也出現了大量的深基坑作業。深基坑支護結構一旦破壞將造成重大損失，其重要性可見一斑。這也是本研究探討深基坑支護施工技術及其穩定性的原因。

關鍵詞 建筑工程;深基坑;支護技術

前言

隨著我國經濟的飛速發展，許多大型建筑工程劇增，在現在建筑工程中，基坑支護是保證地下結構施工及基坑周邊環境的安全的主要防護工程，其主要是對基坑側壁采取的支擋、加固與保護措施。隨著建筑技術的不斷發展，支護技術也需要在安全、經濟、工期等方面要更高的要求，在實際工程中采用的支護結構形式也越來越多。因此，施工方在施工中為了能夠在基坑支護工程中采用最先進的技術，在經濟合理的條件下，進一步確保基坑周邊建筑物、基坑開挖深度、基坑邊坡、道路和地下設施的安全，就必須要在綜合考慮場地工程地質與水文地質條件、降排水條件、地下室的要求、施工季節、支護結構使用期限、周邊環境和周邊荷載等因素，因地制宜采用合理的支護形式和施工技術。

1深基坑支護結構的基本形式

（1）放坡開挖深基坑。放坡開挖技術施工難度較小、造價較低，所以在基坑開挖工程中應用廣泛。當場地土工程性質較好、地下水位較低、基坑排水設施完善并滿足放坡角度要求時，可優先選擇此開挖技術。但由于本施工方法需向深基坑四周外擴開挖，所以，本施工方法適用于深基坑四周放坡范圍內無建筑物，或基坑邊緣距離附近既有建筑物較遠的場地條件。

（2）土釘墻支護。土釘墻是指在開挖的土坡土體中打入土釘，使土釘與面層噴射的混凝土共同與土體構成一個承受土釘墻后面土壓力的類似重力擋墻。它能約束墻后土體的變形，保持土坡的穩定性。土釘墻的施工一般包括鉆孔、插筋、注漿等過程實施。由于土釘墻在一定程度上是利用了土體與土釘間的相互作用來保持土釘墻的穩固，所以，土釘墻支護技術的應用范圍是工程性質較好且處于地面水位以上的粉土、黏性土及無黏性土。而工程性質較差的淤泥質土、飽和軟土則不適合選用土釘墻支護技術。

（3）重力式結構。重力式結構可以滿足該結構的抗滑移和抗傾覆要求，因為其可以在基坑側壁形成一個具有相當厚度和重量的剛性實體結構，這樣就可以通過其重量來抵抗基坑側壁土壓力。這種結構通常會采用水泥土攪拌樁，但是有時也會選擇采用旋噴樁，讓樁體相互搭接形成塊狀，或者格柵狀等連續實體的重力結構。

（4）拱墻結構。拱墻結構主要是通過把基坑開挖成弧形平面，如圓形、橢圓形等，同時沿基坑側壁分層逆作鋼筋混凝土拱墻，充分發揮拱的作用把垂直于墻體的土壓力轉換成拱墻內的切向力，這樣就可以充分利用墻體混凝土的受壓強度。因為一般來說墻體內力主要是壓應力，所以可以把墻體厚度做薄些，因為在很多時候，不用錨桿或內支撐就完全可以滿足承載力和穩定的要求。一般這種結構都會采用分層分段施工的現澆鋼筋混凝土拱墻結構[1]。

（5）樁支護基坑。排樁支護體系剛度較大，可對基坑本身及所處環境的安全提供可靠保障。但工程造價相對較高，適用于基坑四周環境復雜，不具有放坡開挖基坑條件的基坑支護工程。采用排樁支護技術的基坑，一般開挖深度較大，最高可達l0m左右，可有效解決毗鄰既有建筑物開挖基坑的安全與施工需求的問題。對既有建筑物的影響較小，不易引起相鄰地下管線產生不均勻沉降排樁支護結構體系由支撐或錨桿排樁、連續墻結構共同組成，可有效承擔側向土壓力及水壓力等荷載作用。

2深基坑支護結構設計及施工問題

（1）深坑基支護土體物理力參數難找。承受的土壓力大小是衡量深坑基支護結構安全性能的重要標準。在實際工程中，地質情況極其復雜，存在很多不確定性，在這種狀況以及技術條件的限制下，選擇用來精確計算實際土體壓力的比較適宜的土體物理量參數非常困難。深坑基開挖之后，土體內的摩擦角、粘凝力以及含水率這三個重要參數都是可變量，大大提高了精確計算支護結構受力的難度。除此之外，支護結構形式和施工工藝等地土體物理力學參數的選擇也有影響。

（2）對基坑土體不能夠完全取樣。深坑基支護結構設計中的一個必要步驟就是在設計前必須對地基土層取樣分析。但是由于地質多種多樣，變化無窮，對其隨機取樣不能夠準確反應建筑地土層的實際狀況。因此，對支護結構的設計不能夠完全符合基坑的真實地質狀況。

（3）對基坑開挖后的空間效應考慮不全面。以往很多的深基坑開挖實例表明在基坑四周會有水平位移的現象，并且是中間大兩邊小，造成深基坑邊坡失衡，說明在深基坑開挖施工中還存在空間的問題。

（4）理論上所計算的受力與實際情況中的受力嚴重不符。實際工程中，設計人員依據極限平衡理論確定的安全系數以及支護結構，理論上是安全的，但是會增加支護結構的投資成本，而且不一定能夠完全適用于實際工程[2]。

3某工程深基坑支護技術應用分析

3.1 工程總概況

某工程總面積為31480m2，地下總面積為8642m2，建筑物的總高度約為64m，建筑物的平面形式呈方形，大廈設計地下3層，基坑的最深處距地面約為15m， 工程為鋼筋混凝土框架和剪力墻結構，地下部分采用混凝土梁內設無黏結預應力筋。 關于地質條件，根據一個初步的勘探情況來看，該工程處于某河的北面，地面的標高大概在42.8～47.1m之間;地質土層主要為黏質粉土層，局部為黏質重粉質黏土層，大廈地基的承載力標準值是230kpa，地下沒有軟弱的下臥層。 關于水文情況，根據勘探報告，擬建區存在三層地下水：第一層是滯水，其水位深度約在1.2～4.1m之間，水位標高在46.13～43.04m之間;第二層是潛水，其水位深度約在9.87～12.19m，水位標高在37.18～36.24m之間;第三層是層間水，其水位深度約在21.02～26.07m，水位標高約在23.22～25.04m之間。這個場區的地下水水質呈弱酸性，對混凝土結構不產生腐蝕性，但對鋼結構產生弱腐蝕性。

3.2 工程特點

該工程所屬地段繁華，施工條件不便利，而且顯得很苛刻，再加上白天交通擁擠情況嚴重，建材只能夜間運輸。對周圍環境要求高，施工時間有限制，總的來說施工場區面積狹窄，無法大量堆放建材，大件鋼材結構只能存在倉庫，增加了二次運輸量，提高了運輸成本等[3]。

3.3 該工程深基坑的支護施工技術

根據工程具體情況，采用混凝土灌注樁和錨桿支護相結合的支護方案。

（1）混凝土灌注樁。混凝土灌注樁，具體的工藝流程為：平整鉆孔場地、測量放線布孔、挖設排水溝和布設泥漿池、樁機就位和制備泥漿、鉆機鉆孔，洗孔清孔、吊放鋼筋籠、澆筑灌注樁水下混凝土。開鉆前，檢查軸線的定位點與水準點是否正確、放線定樁位等。樁機就位后，在樁位位置埋設孔口護筒，起到定位、儲存泥漿以及護孔等作用。準備工作完成后，開始鉆孔。鉆孔時，根據鉆進速度和鉆機是否有異響，判斷地質變化情況;當鉆孔的深度達到要求后，進行清孔。清孔工作完成并通過檢測后，進行鋼筋籠吊放施工及水下澆筑混凝土。在吊放鋼筋籠前，在鋼筋籠上安裝定位鋼筋環，控制鋼筋籠就位準確;然后開始水下澆筑混凝土施工。采用導管法作業，確保澆筑連續進行。

（2）質量控制要點。施工的質量控制要點有：護筒中心和樁中心的偏差不能超過5cm，埋深不能低于1m，泥漿的比重最好控制在1.1～1.2，孔底沉渣的厚度不能超過15cm;鋼筋籠安放位置準確，鋼筋連接滿足規范要求;水下澆筑混凝土施工需要連續作業，保證導管埋入混凝土內深度不小于2米，速度適宜，避免堵管或鋼筋籠上浮，同時樁頭超灌1米。灌注樁混凝土養護完成后，按照相關規范和設計要求進行質量檢測，確保質量合格。

（3）錨桿支護施工要點。土層錨桿在開挖的深基坑墻面或者尚未開挖的基坑立壁土層鉆孔，在達到要求的深度后再次擴大孔的端部，一般形成柱狀。實施錨桿支護技術施工，主要將鋼筋、鋼索或者其他類型的抗拉材料放入孔內，然后灌注漿液材料，令其和土層結合成為抗拉力強的錨桿。這樣的支護技術能夠讓支撐體系承受很大的拉力，有利于保護其結構穩定，防止出現變形，同時還具有節省材料、人力，加快施工進度。

（4）支護效果。在深基坑支護完成后的施工期間，無坑壁坍塌問題出現，通過儀器對周圍建筑物進行監測，無明顯的變形現象出現。混凝土灌注樁和錨桿支護能夠保證該工程的順利進行，并且保障周圍的建筑物的安全，因此實施深基坑支護施工方案是可行的[4]。

4結束語

深基坑支護技術的辦法有很多，每一種施工工藝都是需要嚴格施工組織，需要科學合理的施工原理的指導，需要施工單位有效的施工安排，在深基坑支護施工中，相關技術部門需要綜合各方的實際情況，結合自身的施工實際，對施工的技術進行廣泛的探討，最終選定有效的施工方案。

參考文獻

[1] 程立峰.小議深基坑支護的施工工藝[J].黑龍江科技信息，2007（20）：

288.

[2] 宋昌龍，李英波.對深基坑工程施工技術的簡要探討[J].黑龍江科技信息，2009（17）：298.

[3] 王成典.試述深基坑支護的施工工藝及其選擇方式[J].黑龍江科技信息，2009（9）：262.

[4] 王成彥，孟慶森.深基坑支護施工技術的若干探討[J].民營科技，

2010（4）：229.