基坑支护方案的分析及应用

中图分类号：TV551.1+6

文献标识码：B文章编号：1008-925X(2012)07-0170-02

摘要：

文章介绍了目前工程上常用的几种基坑支护形式，并对各种支护方案的优缺点和适用范围进行了分析，最后介绍了工程上用到的两种基坑支护方案选择方法。

关键词：基坑支护方案；土钉墙支护；连续墙；排桩支护

现代的高层建筑基坑具有深、大的特点，并且基坑附近多有建筑物、道路和管线，不利于施工的开展，为了保证基坑施工的顺利进行，减少对周围建（构）筑物的影响，必须做好基坑支护工作。

1放坡开挖

放坡开挖是设计时应首先考虑的支护型式，它适用于周围场地开阔、地下水少、基坑土质好的侧壁安全等级为三级的基坑，只要求稳定，位移控制无严格要求，具有造价经济的特点。缺点是需要较大的工作空间，回填土方大，大雨时易发生事故。

2钢板桩支护

钢板桩由带锁口或钳口的热轧型钢制成，是一种施工简单、投资经济的支护方法，但钢板桩本身柔性较大，容易发生变形，所以钢板桩不适用于基坑支护深度达7m以上的软土地层；此外，钢板桩的施工可能会引起相邻地基的变形，并且会造成噪声振动，影响周围环境，所以这种支护方式应用并不普遍。

３土钉墙支护

土钉墙是一种新型支护形式，由于技术经济效果好而得到较为普遍的应用。土钉一般通过钻孔、插筋和注浆来设置，土钉墙适用于侧壁安全等级为二、三级的基坑，尤其是放坡不满足稳定，或场地不够时可以采用。若要控制其位移，可加超前支护或预应力锚杆。土钉支护由于经济可靠，坡度适应性强，施工快速简便，主要应用于有一定粘性的砂土、粉土、粘性土及杂填土，已在我国沿海一带得到广泛的应用。由于土钉在基坑外，会侵占红线外的地下空间，可能不利于地下空间的后期开发应用，所以规范建议应用于深度不超过12m的基坑，当基坑深度超过12m时，不易控制位移。

由于土钉在无胶结砂层、沙砾卵石层、淤泥质土以及不能临时自稳的软弱土层中成孔困难，所以不宜采用。大量工程实践表明土钉墙的破坏大多是由于水的软化作用引起整体或局部破坏，所以若地下水位高于基坑底面，宜采用降水措施，并且不可用土钉墙作为挡水结构。

4内支撑和锚杆

内撑式支护结构包括内撑体系和支护结构体系。内撑体系可采用水平支撑和斜支撑，根据不同开挖深度又可选用单层支撑或多层支撑，当基坑平面面积很大且开挖深度不太大时，单层斜支撑较为适宜。支护结构体系常采用钢筋混凝土咬合桩、钢筋混凝土桩排桩墙和地下连续墙型式。内撑常采用钢管(或型钢)支撑和钢筋混凝+支撑两种，前者的优点是钢管可以回收，且加预压力方便；后者的优点是刚度好、变形小。内撑式支护结构适用范围广，可适用各种土层和基坑深度。

锚杆支护是一种岩土主动加固的稳定技术，锚杆的一端与各种形式的支护结构连接，另一端锚入稳定的土(岩)体中，通过施加预应力来调整杆体的受拉作用，达到维护基坑稳定的目的。锚杆支护可与排桩、地下连续墙、土钉墙等多种支护结构形式联合使用，适用性强，不受基坑深度的限制，并且具有显著的技术经济效益，在我国应用较为广泛，但不宜用于有机质土及相对密度小于0.3的砂土。

5柱列式灌注桩排桩支护

排桩支护是以钢筋混凝土挖孔、钻（冲）孔灌注桩进行柱列式间隔布置来作为主要挡土结构的一种支护形式。柱列式灌注桩作为挡土围护结构其刚度较好，但必须在桩顶浇注较大截面的钢筋混凝土帽梁来加强各桩之间的联系。应在桩后专门构筑防水帷幕，或在桩间采用高压注浆来设置深层搅拌桩，以防止地下水从桩间孔隙渗入坑内。当基坑不太深时（不大于5m）可采用悬臂式结构，若基坑较深可与支撑、锚杆等组成档土结构。排桩挡土结构的排列形式主要有间隔排列、一字形相切排列、交错相切排列和一字形搭接排列，间隔排列式适用于地下水较低且土质较好的基坑中，一字形相切或搭接排列式，常由于施工中桩体扩径、及桩的垂直度不能保证等原因影响桩体搭接施工，导致防水效果较差。因此除具有自身防水的50桩形挡墙外，常采用间隔排列与防水措施结合，以便改善防水性能。

6地下连续墙结构

地下连续墙结构的形式大致可分为两种：一种是用板墙围成闭合四边形或多边形的结构，并在墙顶接筑钢筋混凝土盖板；另一种是采用分散的板墙，根据墩台外形和荷载状态进行适当排列，并在墙顶接筑钢筋混凝土承台。前者在大型桥基中使用较多，具有施工速度快、用材省和刚度大的优点，是当前发展较快的一种新型基坑支护形式。连续墙施工时首先用挖掘机泥浆护壁法挖成长条形深槽，并将预先制作好的钢筋笼下放进去，然后灌注0.3～2.0m厚的水下混凝土，共同组成连续墙。

近年来，地下连续墙技术在理论研究和工程实践中都取得了很大发展，适合用于地下水位以下的软粘土和沙土等复杂的地质条件和较差的施工环境，其施工时振动少，噪声低，对沉降及变位较易控制，并且止水好、钢度大、整体性好。但地下连续墙同时也存在造价高、弃土及废泥浆污染环境的缺点，并且还有可能出现槽壁崩塌而导致工程事故。

7复合型支护结构

对于同一个基坑，可根据不同的地质条件和工程情况来选用多种支护手段支护基坑的边坡土体，即复合型支护体系，它摒弃了传统单一支护的概念，各种支护手段既可以独立采用，自成一体，也可共同作用，达到方案合理化及最优化，以便达到节省工程造价，改善基坑支护效果的目的。

8基坑支护方案优选方法

一直以来，工程上对于基坑支护方案的选择，主要有定性方法、定性分析和定量计算相结合的方法这两种。前者主要是依靠工程实践形成的经验和专家的判断来选择方案，应遵循安全、经济、方便施工和因地制宜的原则，根据开挖深度、工程地质和水文地质、周边环境、施工作业设备和施工季节等条件来合理选择支护结构形式。 后者是利用多目标决策方法来进行方案优选，如用层次分析法、灰色系统理论进行多方案的预测和决策、模糊综合评判法、非结构性决策模糊集分析法等方法来进行综合的比选，需要考虑安全、造价、工期等目标，已取得最佳的综合效益。

基坑支护是基坑施工中非常重要的一环，选择基坑支护方案时必须综合考虑其科学性、合理性、稳定性、可靠性和经济性，选择施工简便、造价低、支撑效果和防水效果好的基坑支护方案，为基坑工程的顺利进行打下良好的基础。

参考文献

［1］岳峻.低丘坡地基坑支护方案的选择与应用［J］.福建建筑.2010(3).

［2］ 高大钊，汉等.深基坑工程［M］.北京：机械工业出版社.2003.

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