刍议深基坑桩锚支护结构中帷幕的作用

摘要：随着城市建设的发展需要，高层建筑、地铁工程、市政工程以及地下空间开发规模日益增大，近些年来，基坑工程发展迅速，基坑深度上也在增大。桩锚支护结构也以其工程适应性强，造价合理等优势作为一种重要的支护结构体系被广泛应用。对某地市的两个深基坑开挖后的施工情况进行分析，在相似的地理环境下一个设置高压旋喷桩帷幕，另一个未设，对比分析帷幕在深基坑桩锚支护结构中的作用，最后进行了总结。

关键词：深基坑；桩锚支护结构；帷幕；隔水层

目前，在国内大部分城市化建设省区，该施工技术已非常成熟地应用于各种工程建设领域中。当地基土质较好、基坑开挖深度较浅时，设计为施工方便，受力简单的的悬臂式支护结构，即不加预应力销杆；对于地基土质较差、基坑开挖深度较深的基坑支护，为保证经济合理，基坑边坡支护安全，则多釆用单层或多层多支点的预应力错杆支护结构。在这种深基坑的支护施工中如果没有设置帷幕，对降水的防治就没有那么好，但是也有一些地方设置帷幕和不设置没有太大区别，本文结合实例对帷幕在深基坑桩锚支护结构中的作用进行分析。

一、桩锚支护结构

桩锚支护结构作为常用的一种基坑支护形式，国内外学者都进行了深入的研究。支护桩和描杆作为桩锚支护结构的核心结构，不可避免地成为研究主要对象。在桩锚支护结构中帷幕的设置也是比较常见的，尤其是在深基坑的施工中较为普遍，我们结合实例下介绍。

二、工程概况

本工程主要分两个，由甲、乙分别代替，该工程位于某城市的城区，二者在地理位置上相差仅五百米，甲、乙深基坑都运用了上部土钉墙，下部桩锚的支护结构，为了看出帷幕的作用，其中甲工程是设置了帷幕的，而乙工程的基坑则未设置，这样就可以看出帷幕的主要作用了，对于两个工程的详细情况请见表1。

三、场地岩土工程条件

甲、乙两个基坑的场地均属黄河冲积平原的比较泛滥平原区，地貌单一。两个场地的岩土工程勘察单位不同，在对土性的描述上有一定区别。

3.1 甲基坑场地岩土工程条件

第 1 层：杂填土，层底埋深 0.7～1.0 m，层厚 0.7～1.0 m.

第 2 层：粉土，层底埋深 3.8～4.2 m，层厚 2.8～3.3 m.

第 3 层：粉土夹粉质粘土，层底埋深 6.5～7.9 m，层厚 2.5～4.1 m.

第 4 层：粉土夹粉质粘土，层底埋深 10.2～11.5 m，层厚 2.5～5.0 m.

第 5 层：粉质粘土夹粉土，层底埋深 13.7～15.6 m，层厚 2.5～5.1 m.

第 6 层：粉砂，层底埋深 16.3～18.0 m，层厚 1.4～4.0 m.

第 7 层：细砂，层底埋深25.6～33.5 m，层厚9.9～16.3 m.

第 8 层：粉质粘土夹粉土，层底埋深33.5～36.0 m，层厚2.0～7.7 m.

地下水主要赋存于约 33 m 以浅粉土、粉质粘土、粉砂、细砂层中，13.7～15.6 m以浅的粉土、粉质粘土层为第一大含水层，属于潜水弱透水层；以下33.0 m 左右深度范围内的粉砂、细砂层为第二大含水层，属于微承压透水层.稳定水位在自然地面下7.5 m 左右。

3.2 乙基坑场地岩土工程条件

第 1 层：杂填土，层底埋深0.3～0.9 m，层厚0.3～0.9 m.

第 2 层：粉土，层底埋深0.7～2.7 m，层厚0.7～2.2 m.

第 3 层：粉砂，层底埋深3.8～5.7 m，层厚2.1～5.0 m.

第 4 层：粉质粘土，层底埋深4.7～7.0 m，层厚0.7～2.0 m.

第 5 层：粉土，层底埋深6.7～8.5 m，层厚0.6～2.5 m.

第 6 层：粉土，层底埋深8.4～10.2 m，层厚1.1～2.5 m.

第 7 层：粉质粘土，层底埋深13.3～15.0 m，层厚3.0～4.7 m.

第 7-1 层：粉土，层底埋深10.5～12.6 m，层厚0.5～2.1 m.

第 8 层：粉土，层底埋深15.1～17.6 m，层厚1.0～3.1 m.

第 9 层：粉砂，层底埋深23.0～27.2 m，层厚7.4～12.0 m.

含水层主要为32 m 以上得粉土及粉砂、细砂层，场地内15.1～17.6 m 以上地下水为第四系潜水，15.1～17.6 m到28.0～32.0 m 为第四系承压水. 地下水位埋深 10.0～11.78 m 之间.从以上可以看出：两个基坑在约13 m 至15 m 部位均为粉质黏土层，且厚度较大，位于地下水位以下。

四、施工情况介绍

两个基坑的支护结构见图 1、图 2. 其中甲基坑的南、北、西三侧采用图 1 支护结构，乙基坑的四周均采用了图2 支护结构 .

4.1 甲基坑施工情况概况

第 2 排锚索及以上、第 4 排锚索及以下锚索和桩间土处理施工过程中，除局部含水量较大，个别锚索孔有泥砂流出，绝大部分均正常.第3 排锚索施工较为困难，基坑四周土体含水量大，西侧边坡相对严重些，土方一开挖，马上就有水从侧壁渗出，但由于桩间土提前用高压旋喷桩进行了加固处理，基本没有出现从基坑侧壁流泥砂现象.但锚索施工困难，泥砂从锚索孔流出，造成地面有一定沉降，基坑内象一个大泥浆坑，见图3.支护结构完成后，整个坡面继续有水渗出，很多锚索位置有清水流出，见图4。整个施工过程没有出现桩间土坍塌现象.基坑开挖和支护结构施工结束，基坑附近路面没有出现明显裂缝，仅在锚索端部的地表位置有细小的裂缝出现。

4.2 乙基坑施工情况概况

第3 排锚索及以上锚索和桩间土处理施工过程中，锚索施工基本正常，仅桩间土经常出现小范围的坍塌情况，及时采取填充砖块、混凝土块并编网喷射混凝土方法进行了处理。第3 排锚索以下的桩间土处理相对困难，特别是基坑的东南角，土方一开挖，大量的泥砂从桩间流出，地面出现明显的沉陷和裂缝，且发展很快。若继续发展，可能会造成严重的后果，只能马上回填土方。经过多天的研究，采取分层分段的高度和长度减小，开挖后立即向桩间填塞稻草等，然后施工钢筋混凝土面层，原来计划一层开挖和支护的高度，现在只能分多层，且坡顶继续变形。支护结构完成后，再重新对坡顶道路进行注浆加固和重新铺设路面。

4.3 两个基坑施工情况分析

两个基坑均是在 13 m 左右的粉质粘土层上部出现了土体含水量大，甚至有明水流出的现象，可以判断为：粉质粘土层为相对隔水层，上部水向下渗透缓慢，基坑开挖后，水向基坑一侧水平流动，从而造成该部位支护结构施工困难，有水从侧壁渗出。从施工过程和基坑完成后的情况看，甲基坑在该部位的水量和范围要大于乙基坑，可能是甲基坑附近市政管道漏水的原因，但由于甲基坑设置了高压旋喷桩帷幕，没有出现桩间土坍塌现象的发生，也没有对周围环境造成破坏。乙基坑由于没有设置任何帷幕，虽然支护结构整体安全，但局部大量的桩间土流失造成坡顶路面破坏，影响工程进度，社会影响较大。

五、对深基坑桩锚支护结构中帷幕作用的总结

1）桩锚支护结构中的帷幕，不能单纯理解为绝对的止水作用，即基坑内降水，基坑外水位不下降或很少下降. 设置帷幕后，可以很好的防止桩间土大量脱落和桩间流泥砂，从而很好的减小支护结构和环境的变形。

2）在设置帷幕的桩锚支护结构中，若帷幕内外形成了水头差，锚索成孔时会造成流泥砂现象，从而造成支护结构和周围环境的变形。

3）在桩锚支护结构中，土体含水量越大，锚索成孔过程对土体扰动就越明显，支护结构和环境变形就越大。

4）在桩锚支护结构中，桩间土的处理也非常重要，在支护结构设计中应重视。

5）在支护结构设计中，应考虑附近市政管网漏水的可能性。

6）基坑开挖深度范围内有隔水层的深基坑，在支护结构设计中，要充分考虑隔水层对基坑支护结构施工的影响。

结论

综上所述某些深基坑，设置帷幕是相对必要的，因为这可以在一定程度上对支护结构有一定的保护作用，这样也能更好的保证工程施工的质量，帷幕也不仅仅可以起到防水的功能，还可以防止柱间土的滑落等等，所以在对支护结构进行施工时，如果地质条件较为不好，含水量较大的情况下，尽可能的设置帷幕，对工程起到一定的作用。

参考文献：

[1]建筑基坑支护技术规程[S]. 北京：中国建筑工业出版社，2012.

[2]建筑基坑工程监测技术规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2009.

[3]建筑地基基础设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2011.