基坑開挖支護結構分析

申彥

奧雅納工程咨詢有限公司廣州分公司 廣東 廣州 510000

引言

本文對基坑開挖支護結構的分析研究進行了簡要的說明，總結了地下工程項目建設的行業現狀、基坑開挖項目普遍面臨的建設難點以及常用的基坑開挖支護結構形式，具有科學性、合理性，體現了基坑支護結構的選擇對地下工程項目的重要意義。

1 行業現狀

近年來，隨著城市化的發展進程，農村人口驟減，城市人口與日俱增，人群聚居情況日益嚴重，人口膨脹、住房緊張和交通擁堵等現象已然成為社會發展與進步亟須解決的問題。城市的規劃開發也開始逐步由地上建設向地下空間利用轉變和過渡，諸如地鐵、車站、地下停車場、地下商貿中心、地下住宅區等各種地下建筑物的數量都在逐年遞增。隨著基坑開挖深度的日益增大，需要維持基坑施工安全的支護結構變得越來越復雜，審查報建單位對基坑安全性與穩定性的檢查標準亦越來越高。為應對基坑開挖日益提升的專業性技術要求，國家積極發布并完善了基坑開挖支護結構設計的標準與規范，更不斷推出相關政策，鼓勵全社會對結構及巖土高端人才的培養。在社會的不斷發展進步過程中，這些人不僅完成了自己的夢想，還為國家的現代化建設做出了巨大的貢獻[1]。

2 常見的基坑開挖難點

在現存地下工程項目設計與施工過程中普遍存在著以下基坑開挖的難點問題，其對項目整體的運作和管理、建設的效率與收益等均有著深遠的影響：

（1）基坑開挖范圍廣、深度大，技術要求較高。在現代化城市地下工程的開發建設過程中，一般為利用廣闊的橫向及縱向地下空間，項目在規劃與設計階段普遍需求采用深度大、范圍廣的基坑工程，其在后續施工階段往往將面臨施工技術難度大、安全事故易發、總體成本造價增加等問題。同時，此類工程對技術要求較高，需要各方團隊人員具備較廣的知識面和較強的專業性，且對施工中突發的各種問題，要有豐富的項目經驗作為支持及時進行判斷，以保證項目的順利實施。

（2）地質及場地條件復雜，不確定性較大。我國地大物博，幅員遼闊，不同地理位置的地質情況千差萬別。基坑開挖過程中往往會遇到土質條件較差、地下管道眾多、地表交通復雜等情況，復雜的地質及場地條件極大地增加了工程項目的不確定性，增加了基坑開挖支護結構設計的難度。舉例而言，在濱水區域進行基坑開挖施工時，可能由于土質過于松散、地下水位過高、承壓水頭過大等地質原因造成諸如邊坡失穩或突涌、流沙等工程災害，嚴重者甚至會擴散影響施工場地的周圍環境。另外，極端惡劣的天氣環境也會對基坑開挖造成一定程度的影響，比如嚴冬出現的凍土問題，會使土壤變得堅硬而難以挖掘，從而造成施工效率降低，進一步影響工程整體進度。

（3）建設周期長，對周邊影響較大。一般的地下工程項目相較于地上項目建設周期偏長，施工場地的限制因素較多，與周邊的接口情況更為復雜。一些大型市政公建類的地下工程項目，更是會對城市的整體管理運營產生長時間、持續性的影響。例如地鐵的擴建需在城市中心鬧市區開展基坑開挖作業，且基坑的施工及維護往往將持續一段較長的時間，其對城市空間的占用、市民的出行、車流交通的疏導、噪音的控制等都將造成一定程度的不良影響，從而降低周邊人們生活及出行的幸福感和便利感[2]。

3 常見的基坑開挖支護結構

為應對上述基坑開挖過程中存在的重點難點問題，結合工程項目背景和基坑特征，正確選擇合適的基坑開挖支護結構形式就顯得尤為重要。下文對幾種常見的基坑開挖支護結構形式進行了簡單的分析與介紹。不同的支護結構在不同的場地條件和基坑環境情況下存在著各自的優勢與缺陷，地下工程基坑開挖應結合自身的項目特點，對支護結構的選擇進行綜合考慮。

（1）深層攪拌水泥土圍護墻。用深層攪拌機就地將土和水泥漿進行混合攪拌，形成連續搭接的水泥土柱狀固體擋墻，作為基坑開挖的支護結構，這種方法搭建的圍護墻就是深層攪拌水泥土圍護墻。深層攪拌機挖土速度快、形成的固體擋墻既能擋土也能止水、價格較低廉、噪音小、污染少，比較適用于大型鬧市區的建設工程使用。譬如城市中心區、重要商業中心附近的地下項目開發、大型地下軌道交通的修建、舊城區人員密集型樓房改造等項目，可綜合考慮采用深層攪拌水泥土圍護墻的支護形式。

（2）高壓旋噴樁。利用高壓經過旋轉的噴嘴將水泥漿噴入土層與土體混合形成水泥加固體，相互搭接形成排樁的設備叫作高壓旋噴樁。高壓旋噴樁依舊采用水泥漿進行擋土和止水，但相比于深層攪拌水泥土圍護墻施工，具有施工設備占地面積小，施工器械基本無噪音的優點。然而采用高壓旋噴對土體進行加固，在施工過程中將產生大量泥漿排出，對泥漿的收集與處理難度較大，在項目規模較大的情況下容易造成周邊土體環境污染。因此，它比較適用于施工空間較小的工程，如市政下穿馬路地下通道的建設。

（3）鉆孔灌注樁。鉆孔灌注樁通過機械鉆孔后放置鋼筋籠的施工工藝，灌注混凝土形成鋼筋混凝土結構樁體作為擋土支護結構，具有承載能力高和沉降小的兩大特點。它的優點是適用于基坑開挖深度較大的工程，且施工過程無噪音，對周圍環境影響微小可控，缺點則是施工工藝及流程較復雜，成品質量受影響程度大，樁間縫隙易造成水土流失，擋土止水效果不易控制。比較適用于開挖深度較大、工期要求相對寬松的基坑工程，如地鐵、車站、地下商場的開發與建設[3]。

4 結束語

本文主要介紹了地下工程基坑開挖的行業現狀及需要重視解決的難點問題，也重點討論了基坑開挖支護結構的選擇及適用情況。應對不同地下工程項目的場地條件和基坑設計特點，選擇合理高效的基坑支護結構形式，是改善工程質量與效率，提升項目整體品質的重要前提與基礎。