试析深基坑加深支护设计方案选择和施工

摘要：在整个深基坑支护工程中，设计方案的合理性发挥着尤为重要的作用，一个深基坑支护设计方案一定要从经济合理、安全可靠、施工技术可行多个方面进行考虑。本文针对深基坑支护设计方案的选定以及设计管理，指出相应的深基坑支护的施工技术。

关键词：深基坑加深支护；设计方案选择；施工

Abstract: in the deep foundation pit bracing engineering, the rationality of the design plan plays a particularly important role, a deep foundation pit bracing design must from economic and reasonable, safe and reliable, construction technology feasible many other aspects of consideration. This article in view of the deep foundation pit bracing design program of the selected and design management, and points out corresponding deep foundation pit supporting construction technology.

Keywords: deep foundation pit supporting deepen; Design scheme selection; construction

中图分类号：S611 文献标识码：A文章编号：

伴随着城市建设事业发展的速度越来越快，深基坑工程成为这个发展进程中所产生的一种岩土工程，而基坑支护设计在岩土工程问题中所涉及到的范围是比较广泛的，不仅涉及到力学中典型强度和稳定相关问题，而且针对变形问题也有一定的分析，同时，土与支护结构的共同作用以及结构力学等相关问题也涉及其中。伴随着不断认识和掌握这些问题，在此基础上进一步深入研究，使深基坑工程中涉及到了更多新技术的应用。

一、深基坑支护设计方案的选择以及设计管理

深基坑的支护方案主要有下列几种：

1.支护设计方案选择

根据基坑支护施工进展情况并结合加深高度，可以考虑以下三种支护方案：①基坑加深部分支护采用钢筋混凝土桩；②基坑加深部分支护采用型钢混凝土桩；③基坑加深部分支护继续采用土钉，上部基坑支护补强(预应力锚杆) 。

针对上述的这三种设计方案运用相关的设计软件进行计算和比较选择，最终选择了最后以后总设计方案，就是针对加深部分支护还继续采用土钉进行补强，选择的理由有以下几点：①钢筋混凝土桩的优点：边坡开挖可以垂直进行。例如在某工程边坡支护放坡按照15.0m计算，加深部分的垂直下挖可以使基础施工操作面的保留程度达到最大化。其缺点：造价过高，工序较为复杂，工期较长。尤其是基坑支护结构采用土钉和桩锚联合的方式进行，但是针对上部土钉墙的设计并没有将加深之后的基坑大滑裂面所所产生的影响重点考虑，加长土钉墙的设计长度，可以弥补下部开挖所产生的影响，整体边坡支护完成之后，安全肯定没有足够的保障。②型钢混凝土桩比较钢筋混凝土桩，在工序上显得较为简单，工期较短，而且在费用上也有很大程度的降低，但是上一种设计所存在的缺陷和安全问题也是这种设计同样存在的。③预应力锚杆作为土钉墙支护的一种补充，可以使基坑上部出现变形的几率降低，给予一定的约束力。基坑加深部分支护继续采用土钉，上部基坑支护采取预应力锚杆支护补强方案，可有效弥补上部土钉墙设计长度不足缺陷，保证支护稳定。其次经济上最节约，施工快速简便，唯一不利因素是上部加固锚杆施工成孔施工只能采用人工进行，锚杆长度受限制，但只要设计计算符合要求，技术上有保证。另外，通过对方案进行施工组织优化设计，基坑加深、地基处理和支护补强可同时作业，有效缩短工期，该方案为最佳。

2.深基坑支护设计管理

深基坑支护设计方案的合理性是直接影响深基坑支护工程成败的关键因素，一个成功的深基坑支护设计方案应当经济合理、安全可靠、施工技术可行。由于深基坑支护受设计参数多、工程地质和水文地质不明等的影响，设计工作难度加大。据2000年的资料，在基坑工程施工质量事故中，由于设计原因造成的事故占总数的43%。设计原因主要表现在：无证挂单设计、盲目设计、参数取值错误、地下水处理方法失误、支护方案选择不当等。要改变这种状况，首先，设计人员应具有较强力学知识 （理论、材料、结构、流体、土力学） 和地基与基础等多学科的知识，要有丰富边坡支护设计经验，熟悉当地的工程地质和水文地质状况和特点，在结合建筑及周围环境特点的基础上，设计出经济合理的深基坑支护方案。其次，工程人员在施工前应对方案进行认真审核，理解设计意图，及时与设计人员沟通，在组织施工时，使各个组成部分、各道工序协调有序。再次，业主方应了解深基坑支护的重要性，选择有经验的设计单位设计支护方案。

二、深基坑支护的施工技术

1.排桩支护

排桩支护是指柱列式间隔布置钢筋混凝土挖孔、钻( 冲) 孔灌注桩作为主要挡土结构的一种支护形式。为了防止地下水夹带土体颗粒从桩间孔隙渗入坑内，应同时在桩间或桩背采用高压注浆，设置深层搅拌桩、旋喷桩等，或在桩后专门构筑防水帷幕。灌注桩施工简便，可用机械钻孔或人工挖孔，施工中不需要大型机械，且无施工噪声、振动和挤压周围土体带来的危害，成本较地下连续墙低。一般来说，当基坑深 h =8 ～14m，周围环境要求不十分严格时，多考虑采用该支护形式。当周围环境保护要求严格时，为减少排桩的变形，在软土地区有时对基坑底沿灌注桩周边或部分区域，用水泥搅拌桩或注浆进行被动区加固，以提高被动区的抗力，减少支护结构的变形。

2.地下连续墙

地下连续墙是利用各种挖槽机械，借助于泥浆的护壁作用，在地下挖出窄而深的沟槽，并在其内安放钢筋网片、浇注适当的材料而形成一道具有防渗(水) 、挡土和承重功能的连续的地下墙体。地下连续墙具有整体刚度大的特点和良好的止水防渗效果，适用于地下水位以下的软粘土和砂土等多种地层条件和复杂的施工环境，尤其是基坑底面以下有深层软土需将墙体插入很深的情况，因此在国内外的地下工程中得到广泛应用。并且随着技术的发展和施工方法及机械的改进，地下连续墙发展到既是基坑施工时的挡土围护结构，又是拟建主体结构的侧墙，如支撑得当，且配合正确的施工方法和措施，可较好地控制软土地层的变形。在基坑深(一般 h ＞10 m) 、周围环境保护要求高的工程中，经技术经济比较后多采用此技术。但是地下连续墙在坚硬土体中开挖成槽会有较大困难，尤其是遇到岩层需要特殊的成槽机具，施工费用较高。除现场浇筑的地下连续墙外，中国还进行了预制装配式地下连续墙和预应力地下连续墙的研究和试用。这两种方法已经在工程中试用，并取得较好的社会效益和经济效益。

3.土钉支护

土钉支护是用于土体开挖和边坡稳定的一种新的挡土技术，由于经济、可靠且施工快速简便，故已在中国得到迅速推广和应用。土钉支护的使用要求土体具有临时自稳能力，以便给出一定时间施工土钉墙，因此对土钉墙适用的地质条件应加以限制。在《建筑基坑支护技术规程》中针对土钉墙的适用范围，二、三级基坑、非软土场地、基坑深度最深不超过12m，这些条件都可以运用土钉墙。土钉支护施工速度快、用料省、造价低，与其他桩墙支护相比，可缩短 50%以上工期，节约造价 60% 左右; 土钉支护可以紧贴已有建筑物施工，从而省出桩体或墙体所占用的地面。

土钉针对加强的复合土体骨架来讲，起着箍束的作用，使土坡的整体刚度和稳定性得到一定的提升。土钉墙在超载作用下，会出现变形的现象，主要破坏方式为持续的渐进性。即使已经在土体内出现局部剪切面和张拉裂缝，而且还随着不断增加的超载随之严重，但是在很长一段时间内，整体塌滑的现象也是不会出现的，根据这一点其实就体现了它是具有一定强度的。但是当素土边坡的坡顶出现超载作用的时候，并且产生的水平位移与土钉加固的边坡低很多的时候，整体滑裂和场落现象的扩展速度就会很快，土钉的设置明显地提高了原位土体的抗剪强度,土钉设置密度越大,提高的幅度相对越大。

此外,在地层中常有裂隙发育,在进行钻孔压力注浆时,浆液会顺着裂隙扩散,浆液胶结后,必然会增强土钉与周围土体的粘结和整体作用。当采用一次压力注浆时,财宽度为1mm～2mm的裂隙,注浆后可扩大成5mm的浆脉。

三、结语

建筑基坑的开挖与支护结构是一个系统工程，涉及工程地质、水文地质、厂程结构、建筑材料、施工工艺和施工管理等多方面。它是集上力学、水力学、材料才学和结构力学等于一体的综合性学科。支护结构又是由若干具有独立功能的体系组成的整体。正因如此，无论

是结构设计还是施工组织都应当从整体功能出发，将各组成部分协调

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作者简介：郑卫琴（1976.7--）,女,陕西安康人,成都理工大学工程造价专业,水工环工程师, 从事岩土工程勘察、施工、设计、治理工作12年.