軟土地區復雜環境下深基坑支護結構設計

王素娟

【摘要】基于近幾年來軟土地區深基坑支護工程實踐施工情況發現，我國深基坑支護方面取得了一定的成就，本文主要針對現階段軟土地區的深基坑支護結構設計展開論述，探究如何面向軟土地區復雜情況選擇合適的支護方式，明確影響軟土地區深基坑支護的影響因素，提出符合地質條件以及設計要求的圍護結構設計方案。

【關鍵詞】軟土地區;深基坑;支護結構

1、深基坑支護結構

地下連續墻支護結構。這種在軟土地區深基坑開挖施工的支護結構，主要是適合深度超過10m的地質環境，特別是建筑物對土地沉降和偏移有較高要求時，用連續墻作為支護，更能保證質量。一方面，地質較為堅硬的土地，不利于連續墻的開挖施工，軟土地區地下連續墻的開挖施工更加便捷，另一方面，這種結構能在軟土地質條件中發揮較大的作用，工程建設低下連續墻支護結構也利于軟土地區深基坑的實施，降低開挖難度的同時，也能更好地控制成本。

鋼板樁支護結構，其施工工藝較少，且經濟效益比較突出，深基坑施工應用鋼板樁支護結構，可靈活地依據深基坑施工要求選擇合適的鋼板樁類型，常用的有z型、u型及直腹板型。因為，鋼板樁支護結構是可以重復使用的，雖然結構上有一定的缺陷，對技術要求較高，但是這種結構十分適合軟土地區的深基坑支護，對于深度在7m以上，非住宅區范圍內的深基坑支護都會優先考慮此結構。

排樁支護結構，比較適合基坑周邊邊坡的土質較軟的環境，這種環境下很難建設有效的土拱，設置排列支護樁就能有效的形成支護作用。只是這種支護結構的設置，要先對支護樁進行防水和注漿處理，使得鋼筋混凝土的板樁鋼板的分布緊密。常用的是柱列式的排樁支護，若是周邊環境良好，且地下水位比較低，就能打造土拱架構，將一部分的挖孔樁改造成支護結構;若是土地比較軟，且地下水位較高，則可以利用水泥攪拌樁構成防滲墻或是灌注樁打造成排樁負責深基坑支護。若是深度不超過6m，難以使用深層攪拌樁，則應該選擇600mm的鉆孔樁負責深基坑支護。

土釘墻支護結構，這種支護結構，是將一定長度桿件釘進土地結構中，然后在邊坡上安裝好鋼筋制成的網，并進行噴錨，利用了原有的土地結構，借助土釘和噴射的混凝土進行支護，形成復合型土地。借助土地自由的穩定性，使得深基坑施工能順利開展，土釘墻支護結構也會用在開挖比較大且周邊建筑對土地沉降和位移要求不高的條件下。

2、軟土地區下深基坑支護結構的設計

不同的深基坑支護結構所適用的條件有一定的差異性，實際深基坑施工時要依據工程條件，選擇合適的支護形式以及設計支護結構，確保支護能滿足深基坑的后續施工要求。

首先，支護結構計算，要依據基坑開挖的階段的支擋結構，內力計算則是以實際施工情況，依據增量法原則模擬施工過程，將支護結構作為主體結構之一，分析支護結構的受力情況。因此，支護結構計算中要先按照設定好的開挖結構與施工順序，依據結構在軟土地區的豎向彈性梁模型逐階段計算其內力及變形，再用土彈簧來模擬軟土層對支護結構的作用情況，基于增量法原理，分析加、拆撐，預加力等對支護結構手里的影響，明確結構體系的受力情況。對于開挖面以下的分析，則是在分布計算的基礎上跟蹤整個施工過程逐步進行計算，采用彈性支點法借助理正深基坑支護結構設計軟件F-SPW7.0軟件，確定矩形載荷模式。

其次，深基坑支護結構，常用的結構支撐體系分為內支撐和預應力錨索（錨桿），常用的是預應力錨索（錨桿）支撐體系，但在軟土地區上應少用預應力錨索（錨桿）支撐體系，因為軟土地質條件很容易造成支護力分布不均，導致后續工程無法連續開展，為降低軟土地區的深基坑施工風險和對地下環境的影響，應盡可能采用可回收的回收錨索，選擇內支撐體系，優先選用混凝土支撐，并在支撐拆除和主體結構澆筑中，減少倒換支撐次數。考慮到軟土地區地質條件的復雜性，主體結構應該優先選擇地下連續墻體結構，結構設計與計算也以此結構為主。

最后，完成結構內應力計算和結構選取后，則要確定基坑的開挖步驟。當前深基坑施工中較為成熟的開挖方法有明挖法、蓋挖法和淺埋暗挖法等，各大方法的適用環境與條件不同。例如，暗挖法的難度較大，工程造價高，也具有一定的風險性，而蓋挖法則是減少對道路的影響，比較相對工程造價成本較高，施工速度較慢，適合交通量較大的施工環境，明挖法的難度小，造價比較低，工程質量較好，比較適合綠地和空地。正常情況下，深基坑施工中都會優先選擇明挖法，這種施工法的步驟主要是，先進行臨時道路的敷設或是地下管線的改移和保護，完成結構施工及基坑內降水，再從上至下進行基坑挖掘至設計標高，施作接地網及墊層和底板下防水層、澆筑底板、梁并進行防水防滲處理，得到地板和梁、側墻的混凝土強度達到80%左右時，拆除第三道鋼支撐，澆筑邊墻、中柱及中板、中板梁，澆筑后強度達到80%左右則拆除第二道支撐，頂板和梁強度高達100%后，再拆除第一道支撐，完成工程施工后在回復填土。

3、軟土地區復雜環境下深基坑支護結構的組合應用

實際軟土地區深基坑施工中，會根據工程施工要求和地質條件等，將上述四種主要的支護形式進行組合或是按照施工條件設計特殊的支護結構，以滿足不同地區的水文地質條件要求。因為通過組合和特殊結構設計，能在克服單一支護結構缺點的同時，適應不同地區環境。目前，比較常見的組合支護結構有復合土釘墻，這是由是那種常見的支護應用形式組成的，分別是土釘墻+止水帷幕形式、土釘墻+微型樁形式、土釘墻+預應力錨桿形式，這種結構在軟土地質條件下能顯著增加基坑的安全系數，在某體育館項目基坑支護工程就是使用了此種滯后于結構，借助土釘墻+預應力錨桿的復合支護方式，解決了深基坑支護無嵌固空間的問題，提高支護體系強度的同時，有效降低了工程成本;地下連續墻+內支撐，這種支護方案，凈在符合規范規程的同時，能增強支護體系的穩定性，某項目工程基坑工程就利用了地下連續墻加內支撐支護系統，顯著優化了深基坑支護穩定性;雙排樁支護結構，這種支護結構具有較強的空間效應，有效控制了基坑側向變形，在某城市東南角的深基坑工程中體現出了施工方便、受力條件優良和界坑穩定等優勢。

結語：

綜上所述，軟土地區的深基坑工程具有自身的特點，實際施工中要針對軟土的地質條件，選擇合適的支護結構。畢竟不同地區的地質條件具有一定的差異，支護結構形式也要依據施工環境相應調整。當前，深基坑的支護形式主要為土釘墻支護結構形式、鋼板樁支護結構形式、地下連續墻支護結構形式及排樁支護結構形式，深基坑工程會依據實際地質條件選擇合適的支護形式，設計對應的支護結構，以確保深基坑施工質量。

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