多种基坑支护技术在深基坑中的应用

摘要：在工程施工中，为保证地下结构施工及基坑周边环境的安全，对基坑侧壁及周边环境采用的支挡基坑支护、加固与保护措施。一般工程中只用一种基坑支护技术，通过本文介绍多种深基坑支护技术在焦作华福电厂工程中的综合应用，目的在于给今后施工的人员提供一些经验。

关键词：预应力；锚杆；灌注桩；止水帷幕；放坡；土钉；支护

Abstract: in the course of engineering construction, to ensure that the underground structure construction and excavation of the surrounding environment safety, the pit wall and the surrounding environment of retaining the foundation pit supporting, reinforcement and the protective measures. General engineering use only one foundation pit supporting technology, is introduced in this paper through a variety of deep foundation pit supporting technology JiaoZuoHua f power plant project in the comprehensive application, the purpose is to provide some of the future construction experience.

Keywords: prestressed; Anchor; Filling pile; Waterproof curtain; Put slope; Soil nail; supporting

中图分类号：TV551.4文献标识码：A文章编号：

基坑支护作为一个结构体系，应要满足稳定和变形的要求，即通常规范所说的两种极限状态的要求，即承载能力极限状态和正常使用极限状态。所谓承载能力极限状态，对基坑支护来说就是支护结构破坏、倾倒、滑动或周边环境的破坏，出现较大范围的失稳。一个优秀的基坑支护体系，必定要综合考虑到地质条件及周边地上、地下建筑体的存在，基坑开挖后对其会造成哪些影响，如何防止因基坑垂直开挖导致地面下沉、崩塌或断裂等情况，确保基坑开挖后周边的建筑物及地形地貌能保持原状，然后综合已经成熟的基坑支护技术，逐项细分，既能应对可能会发生的状况，又能合理地节约基坑支护成本。

一、工程概况

某电厂卸煤沟工程，长182m,北侧距铁路基坑很近，约5米，南侧为主厂房区，距离较远；由于输煤道工程基坑开挖深度约15.5米，转运站开挖深度约20米，输煤道开挖深度远大于铁路至基坑的距离，对其影响严重；而且，铁路运输线路要照常运营。基于上述条件，基坑边坡支护难度很大，必须采用稳妥可靠的支护方案，确保边坡稳定，安全施工。

二、支护方案

1.技术分析

卸煤沟北侧距铁路专用线4-5m，且临边还有厂区围墙。正常放坡按1:0.5根本不现实，再加上铁路运输的地面震动活荷载，极易危害基坑边坡稳定和安全。况且该地段地质条件差，地质主要为粉质粘土层，呈软塑(或可塑)状态，具中、高压缩性，扰动后变形大，地质力学性能差，特别第②层粉质粘土的碎石夹层中还充填有40％的软塑状粉质粘上，软硬相间易分离。最高地下水位又在自然地面下2.5m处。

卸煤沟南侧距规划施工道路有30m的距离,考虑了施工机具设备的布置,及施工的场地以后仍有10m左右的余地,如采用放坡场地显然有些狭小,甚至影响到施工及厂区道路的畅通,若采用护坡桩当然能够满足要求,只是投入也相应大的多,做一排护坡桩,桩径至少800mm深度有二三十米,而且影响工期,护坡桩不施工完毕，土方就无法开挖。而采用土钉墙则可以和挖土的同时进行,从费用上要比护坡桩节约近三分之一,喷锚支护是一种较常见的支护方式,支护效果比较理想,技术也比较成熟,施工也方便。

2.经济分析

（1）南北侧：钻孔灌注桩+止水帷幕+放坡土钉支护

钢筋混凝土灌注桩造价：222万元；止水帷幕造价：58万元；南侧放坡土钉支护82万元；铁路侧预应力锚杆造价：90万元；合计：452万元；造价低，工期短。

（2）南北侧：钻孔灌注桩+止水帷幕+内支撑联合支护

钢筋混凝土灌注桩直径Ф800，中心距1.2m，桩嵌固深度需14m、19.5m。内支撑2层，内支撑选用钢结构，钢支撑间距6m，钢支撑采用两根450mm高的工字钢组合而成。止水帷采用搅拌桩水泥土墙的支护方法，水泥搅拌桩直径Ф550双排。降水只在基坑内设一排深井降水，井距20m，井深35m。

钢筋混凝土灌注桩造价：445万元；止水帷幕造价：116万元；钢支撑造价：166万元；合计：727万元；内支撑联合支护法安全可靠。

（3）南北侧：预应力锚杆+灌注桩+止水帷幕

预应力锚杆、灌注桩、止水帷幕做法同第一方案。钢筋混凝土灌注桩造价：444万元；止水帷幕造价：116万元；铁路侧预应力锚杆造价：180万元；合计：740万元。费用偏高，工期长。据以上分析，采用如下支护方案：

铁路旁基坑边坡支护采用：预应力锚杆+灌注桩+止水帷幕南面和东面边坡支护采用：放坡土钉支护

①预应力锚杆

自上而下在桩间设置三排预应力锚杆，预应力锚杆，水平间距为1.2m，长度为18～20m，锚杆通过钢横梁将拉力传递到钢筋混凝土护坡桩上。钢横梁采用两根槽钢组合而成。

②钢筋混凝土护坡桩

护坡桩采用直径Ф800钢筋混凝土灌注桩，桩中心距1.2m，卸煤沟基坑深15.5m，桩嵌固深度12m，转运站基坑护坡桩嵌固深度16.5m。钢筋混凝土灌注桩桩顶设压顶梁，压顶梁把各钢筋混凝土灌注桩顶部连接在一起，使灌注桩相互之间整体受力。钢筋混凝土灌注桩和压顶梁的配筋要计算后出详细的施工图纸。

③止水帷幕

在铁路和基坑之间施工，将铁路侧地下水挡在基坑外，止水帷幕采用搅拌桩水泥土墙的方法，水泥搅拌桩直径550双排，水泥搅拌桩间距400，桩相互咬合形成连续没有缝隙的止水帷幕，为保证在基坑降水时尽量减少对铁路侧地下水的影响，防止基坑降水时引起铁路路基的下沉，止水帷幕底须低于基坑底5.5m。在施工水泥搅拌桩前，先将基坑全面开挖3.5m，然后在施工水泥搅拌桩止水帷幕，确保水泥搅拌桩的深度要求。

④放坡土钉支护

基坑南侧和东端有余地，为减少支护工程费用，采用放坡、留台阶土钉支护，台阶宽3m，边坡放坡坡度为1：0.2m，土钉垂直间距1.2m，水平间距1.3m，土钉长度为6～18m。土钉墙面混凝土采用C20，面层厚度为80～100mm，面层采用喷射混凝土，面层内设分布筋，分布筋为Φ6＠200双向配置，加强筋为2Φ16双向配置，间距为土钉的间距。

土钉墙施工随着基坑土方的分层开挖自上而下的分层施工，在机械开挖后，人工修整基坑边坡面，将边坡面上的浮土清除干净，使喷射混凝土面与边坡面可靠粘结。喷射作业应分段进行，同一段内喷射顺序应自下而上，一次喷射厚度不宜小于40mm，喷射混凝土终凝2h后，要喷水养护，养护时间为3～7天。

三、安全监测

为防止地面沉降量大引起铁路运输和安全，沿铁路一线设置9个沉降观测点，及在南、北坡顶各设9个水平位移观测点，在基坑北铁路处设4个水位观测井，基坑开挖时三天观测一次，基础垫层施工完成后，一周观测一次，发现问题及时报告业主单位，并采取有效措施。

四、结语

在整个施工过程，基坑水平位移值及沉降值均为0mm，周围围墙、道路、临近建筑物等，均无任何开裂和下沉现象。特别是基坑开挖施工期间，铁路专用线照常工作，没有任何影响。因此，基坑支护的检测以及经济信息的检测还是有一定的作用的，不仅能够确定一定的范围，还能调控整体的控制措施，保证深基坑的质量。

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