基坑支护的目的及常见支护结构的类型

【摘要】为确保基坑周边既有建筑物的安全性，严格控制支护边坡岩土体变形，要求对深基坑采取支护措施。

【关键词】基坑支护 ，钻孔灌注桩排地， 下连续墙， 土钉墙

【 abstract 】 to ensure the safety of adjacent buildings around the foundation pit and the strict control of supporting the heterosphere deformation for deep foundation pit supporting measures taken.

【 key words 】 foundation pit bracing, bored piles to row, continuous wall, the soil nailed wall

中图分类号：TV551.4文献标识码：A 文章编号：

一、概述

基坑支护是临时结构，为地面下建筑结构的施工创造一个安全的施工环境。随着我国建筑的不断增高，深基坑支护也越来越重要，方法和技术也日趋先进和成熟。

基坑支护目的

为确保基坑周边既有建筑物的安全性，严格控制支护边坡岩土体变形，要求对深基坑采取支护措施。近20年，我国的基坑支护技术取得了较大的发展，各种支护方法日益成熟。住建部于1999年颁布了《建筑基坑支护技术工程》（JGJ120-99）；此外，一些城市还制定了地区性规程或标准。

基坑支护工程有护坡墙体结构、支撑（或锚固）系统、土体开挖及加固、地下水控制、工程监测、环境保护等几个部分密切构成；其中，基坑支护结构的设计及施工是基坑支护工程的核心内容。基坑支护的作用就是挡土、挡水、控制边坡变形。基坑支护的目的如下：

（一）确保基坑开挖和基础结构施工安全、顺利。

（二）保证环境安全。

（三）保证主体工程地基及桩基的安全，防止地面出现塌陷、坑底管涌等现象。

由此可见，安全可靠性、经济合理性、施工便利性和工期保证性构成了基坑支护设计方案的基本技术要求。

二、常见支护结构的类型

支护结构按其工作机理和围护墙的形式可分为下列几种类型。

（一）钻孔灌注桩排

根据目前的施工工艺钻孔灌注桩排为间隔排列，缝隙不小于100mm，因此，它不具备挡水功能，需另做挡水帷幕，目前我国应用较多的是厚1.2m的水泥土墙。用于地下水位较低地区域渗透系数很小的土层时则不需做挡水帷幕。

钻孔灌注桩施工无噪声、无振动、无挤土，刚度大、抗弯能力强，变形较小，几乎在全国都有应用。多用于侧壁安全等级为一、二、三级，坑深7~15m的基坑工程，在土质较好地区已有8~9m悬臂装，在软土地区多加设内支撑（或拉锚），悬臂式结构深度不宜大于5m。桩径和配筋经计算确定，常用直径为600、700、800、900、1000mm。

有的工程为不用支撑简化施工，采用间隔一定距离的双排钻孔灌注桩与桩顶横梁（或平方的桁架）组成空间结构围墙，使悬臂桩围护墙可用于-14.5的基坑。如基坑周围狭窄，不允许在钻孔灌注桩后在施工1.2m厚的水泥土挡水帷幕时，可考虑在水泥土桩重套打钻孔灌注桩。

（二）地下连续墙

地下连续墙施工工艺，是在工程开挖土方之前，用特制的挖槽机械在水泥浆护臂的情况下每次开挖一定长度的沟槽，待开挖至设计深度并清除沉淀下来的泥渣后，把地面上加工好的钢筋骨架用起重机械吊放入充满泥浆的沟槽内，用导管向沟槽内浇筑混凝土。混凝土由沟槽底部开始逐渐向上浇筑，并将泥浆置换出来，待混凝土浇至设计标高后，一个单元槽段即施工完毕。各个单元槽段之间有特制的接头连接，形成连续的地下钢筋混凝土墙。

经过几十年的发展，地下连续墙的技术已经相当成熟，其中以日本在此技术上最为发达，已经累计建成了1500万m²以上，目前，地下连续墙的最大开挖深度为140m，最薄的地下连续墙厚度为20cm。

地下连续墙之所以能得到推广，主要是因为它有下述优点：

1.适用于各种土质。

2.施工是振动小、噪音低，除了产生较多泥浆外，对环境影响相对较小。

3.在建筑物、构筑物密集地区可以施工，对邻近的结构和地下设施几乎没有什么影响。

4.可在各种复杂条件下进行施工。

5.防渗性能好。地下连续墙的防渗性能好，能抵挡较高的水头压力，除特殊情况外，施工时基坑外不再需要降低地下水位。

6.可用于“逆筑法”施工。将地下连续墙方法与“逆筑法”结合，就形成一种深基础和多层地下室施工的有效方法，地下部分可以自上而下施工。

但是，地下连续墙施工法亦有其不足之处，比如，地下连续墙如只是施工期间用作支护结构，则造价可能较高，不够经济，如能将其用作建筑物的承重结构，则可解决造价高的问题。如果施工现场管理不善，会造成现场潮湿和泥泞，且需对费泥浆进行处理；现浇的地下连续墙的墙面虽可保证一定的垂直度但不够光滑，如对墙面的光滑度要求较高，尚需加工处理或另作衬壁。

地下连续墙按其填筑的材料，分为土质墙、混凝土墙、钢筋混凝土墙和组合墙；按其成墙方式，分为桩排式、壁板式、桩壁组合式；按其用途分为临时挡土墙、防渗墙、用作主体结构一部分兼作临时挡土墙的地下连续墙、用作多边基础兼作墙体的地下连续墙。

目前，我国建筑工程中应用最多的还是现浇的钢筋混凝土壁板式地下连续墙，多为临时挡土墙，亦有用作主体结构一部分同时又兼作临时挡土墙的地下连续墙。在水利工程中有用作防渗墙的地下连续墙。

对于现浇钢筋混凝土壁板是地下连续墙，其施工工艺过程，其中修筑导墙、泥浆制备与处理、深槽挖掘、钢筋笼制备与吊装以及混凝土浇筑，是地下连续墙施工中主要的工序。

（三）土钉墙

土钉墙是一种边坡稳定式的支护，其作用与被动起挡土作用的围护墙不同，它是主动嵌固作用，增加边坡的稳定性，使基坑开挖后坡面保持稳定。

土钉是一种原位土加筋加固技术，土钉体的设置过程较大限度地减少了对土体的扰动。从施工角度看，土钉墙是随着从上到下的土方开挖工程，逐层将土钉设置于土体中，可以与土方开挖同步施工。施工时，每挖深1.5m左右，钻孔插入钢筋或钢管（长10~15m左右，纵、横间距1.5m×1.5m左右），并且灌浆，然后挂细钢筋网，喷射细石混凝土面层厚50~100mm,依次进行直至坑底，基坑坡面有较陡的坡度。

土钉墙支护施工速度快、用料省、造价低，与其他桩墙支护相比，工期可缩短50%以上，节约造价60%左右，而且土钉支护可以紧贴已有的建筑物施工，从而省出桩体和墙体所占面积。但从许多工程经验看，土钉墙的破坏几乎都是由于水的作用，水使土钉墙产生软化，引起整体和哦局部破坏，因此，采用土钉墙工程必须做好降水，且其不宜作为挡水结构。

三、结语：

基坑支护工程是一项综合性很强的系统工程。它不仅涉及结构、岩土、工程地质多门学科，而且勘察、设计、施工、监测等工作环环相扣，紧紧相连。基坑支护的方法有很多种，建设单位要根据具体的情况和条件加以选择，做到既安全可靠又经济实用。

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