浅谈深基坑支护结构的选型及施工方法

浅谈深基坑支护结构的选型及施工方法

摘要：深基坑支护结构的选型、设计不但关系到该工程的施工安全，还对周围建筑物的安全有很大的影响。本文就深基坑支护的选型及施工方法展开了讨论。

关键词：深基坑支护；选型；施工

Abstract: The deep selection and design of the foundation pit supporting structure is not only related to the safety of the works, but also have a great impact on the safety of the surrounding buildings. Selection and construction of deep foundation pit was discussed in this paper.Key words: deep foundation support; selection; construction

中图分类号：TQ639.2 文献标识码：A 文章编号：

一、支护结构选型

深基坑支护的目的是确保基坑开挖自身坑壁的稳定及施工安全；保证周围临近结构物、地下管线的安全；便于基坑开挖施工及地下工程建设；支护结构受力明确、施工方便、节约成本。因此，支护结构选型应该本着安全、经济、合理、因地适宜的原则。

安全是基坑支护结构的核心问题，不仅仅要考虑支护体系自身的安全，确保基坑开挖施工的顺利进行，又要保证周围结构物、地下管线的正常使用。支护结构的经济性指的也不仅仅是支护结构自身的造价，还应该考虑到施工工期、安全等各方面的综合经济效益。

一个好的支护体系，应该要做到因地制宜，根据施工现场的实际条件，选用合理的支护结构形式。在地质条件与开挖深度均相同时，允许支护结构位移量不同，采用的支护形式及产生的费用有可能相差很大。

基坑支护结构因为是一种临时结构，因此再设计时采用的安全系数不宜过大，但是，必须有一定的安全储备。可以从经济与安全两个方面综合考虑，可采用较低的安全系数下，加强基坑开挖过程中的坚持，并准备相应的应急措施，当发现事故的苗头时，立即处理，确保安全。

一般讲，软粘土地基中基坑工程要侧重处理支护体系围护结构的稳定性问题，或者说处理好挡土问题;地下流水位较高的砂性土地基中基坑工程要侧重处理好水的问题，如何降低地下水位，如何设置好止水帷幕，软粘土地基中基坑工程支护体系失稳往往是支护结构失稳。引起支护结构失稳的原因很多，有设计方

面的原因，也有施工方面的原因，也有对地质条件了解不清楚的原因。渗透性较大的地基中基坑工程支护体系失败往往是水的问题未处理好。要根据地基土质情况合理选用支护体系。

二、基坑支护工程施工过程中存在的问题

目前，建筑工程利用较多的深基坑支护喷射混凝土，常用的是干拌法喷射混凝土设备。这种设备比较简单，具有体积小、输送距离长，速凝剂可在进入喷射机前加入、可连续喷射施工等特点。但是在满足经济条件的同时，它也具有自己的缺陷，虽然干喷法的设备操作比较简单，但由于操作者的水平参差不齐，操作方法不够规范，又缺乏足够的检测机制，导致混凝土回弹严重，再加上其他种种原因，经常造成混凝土的厚度不够、混凝土强度达不到设计要求的情况。

（一）地下水的控制问题

合理的确定控制地下水的方案，不但能创造很好的经济效益，而且也是保证工程质量和工程施工进度的关键，地下水的问题直接关乎支护的好坏。地下水的控制一般包括降水和排水。降水的方法通常有轻型井点发、管井井点降水和深井泵降水等；排水一般可以用集水明排法。由于控制地下水跟现场的环境有很大的关系，所以很难有一个很统一的设计方法，只能具体情况具体分析，对地下水的控制提出了很高的要求。所以，地下水的控制问题应该在施工中予以足够的重视。

（二）土方的开挖和边坡支护不协调的情况

在实际的施工当中，土方的开挖和边坡的支护通常会分包给不同的施工队进行施工。因为缺乏交流，很容易出现不协调的现象出现，特别是两方同时施工的时候，很难进行管理，导致效率低下,还影响施工进程，应予以避免。除此上述情况之外，还有很多其他问题。例如：边坡修理达不到设计、规范要求、成孔注浆不到位、土钉或锚杆受力达不到设计要求、工程监理不严格、工程检测不重视等诸多问题，都应该在施工中给予重视。

三、基坑支护结构的施工方法

（一）钻孔灌注排桩

利用钻孔灌注桩作为挡土结构，各桩间采用压力注浆或者旋喷桩来进行防渗水处理，再用钢筋混凝土圈梁将排桩连接成整体结构，从而形成基坑支护结构。该种支护结构可分为锚固式、悬臂式、内支撑式三种结构形式。

1、锚固式

钻孔灌注排桩与土层锚杆、锚定板等联合使用，可用于较深的基坑。该结构形式具有挖土效率高、施工方便等优点，但是水泥用量及钢材用量比较大。

2、悬臂式

结构的特点是施工作业面开阔，基坑开挖施工效率高，相对比较经济。但是其支护深度应该根据不同的地质条件以及不同的桩径而确定。

3、内支撑式

是在基坑内设置型钢支撑杆或者钢筋混凝土支撑杆，以抵抗土侧压力，通常支撑可水平设置也可以斜向设置。在支护结构不高、开挖深度不大的情况下通常采用斜向支撑；而基坑深度较大时一般采用水平支撑，并分多层布置。

（二）钢板桩

钢板桩利用震动打桩机械或者插打机械按照设计位置插打就位，并设置内支撑系统，分层开挖逐层支撑，在工程施工完成后便可以回收再次利用。通常我们使用的钢板桩有“拉森”钢板桩与槽钢钢板桩两种。槽钢钢板桩由于刚度较小、容易变形，而且抗渗性能差，容易进水，因此通常只在浅基坑支护结构中。“拉森”钢板桩通过锁口彼此互相咬合连接，具有刚度大、抗渗水能力强，因此经常应用于较深的基坑支护结构中。

在周围建筑物比较密集的软土地区不适宜采用钢板桩支护。因为在软土中打入钢板桩时，会对周围的土体产生挤压，可能会引起地面隆起，而当工程结束后，拔出钢板桩时，又会带出大量的泥土，从而形成比较大的空洞，如果不及时采取有效的措施，将非常容易导致周围的地面下沉，而影响周围结构物的稳定。

（三）钢筋混凝土板桩

事先分块预制好钢筋混凝土板桩，每块间利用企口结合，当混凝土强度达到设计要求后，便利用打桩机械将其打入设计位置。钢筋混凝土板桩具有较大的刚度及抗渗能力，能适用各种基坑的开挖支护，但是钢筋混凝土板桩的投入是一次性的，因此其施工成本较高。（四）地下连续墙

地下连续墙是指利用专门的挖槽机械，在地面上按照设计位置，挖出一道狭长的深槽，并将事先加工好的钢筋笼安装于槽内，然后采用导管法灌注水下混凝土，形成一个槽段，依次施工其他槽段，槽段间采用特殊的接头方式连接，从而在地下形成一道钢筋混凝土墙。地下连续墙具有刚度大、截水、抗渗性能相当强，因此，在基坑开挖时，可以抵抗很大的土压力，在以往的工程实例中极少发生坍塌或者地基沉降等事故。另外，地下连续墙施工震动比较小、产生的噪音较低，对周围的地基不产生扰动，因此非常适用于城市建筑基坑开挖支护工程。地下连续墙的适应性特别强，能适应于各种地基条件下的支护结构，经常应用于较深的基坑支护中，比如地铁、车站、多层地下车库等。但是地下连续墙施工成本比较高。

（五）围筒式支护结构

围筒式支护结构按照平面布置形式又可以分为拱形、圆形、复合型等结构形式。该种支护结构的结构受力比较合理，使得支护材料的强度得以充分发挥，整体刚度较大，位移量很小。围筒式支护结构一般是利用钻孔灌注桩形成圆形、弧形排桩结构；或者利用水泥搅拌桩、素混凝土桩形成拱形结构，仅在拱脚位置设置一根钢筋混凝土桩，来增强结构的稳定性。

（六）水泥混凝土深层搅拌桩挡墙

采用深层搅拌法形成重力式挡墙，通常布置成格栅状，该结构无需设置支撑，不渗水，施工材料仅为水泥，无需钢材，因此造价较低。但是，其稳定性与其截面尺寸有很大关系，若开挖深度较大时，该类结构的宽度也需要增大，因此占地面积较大。