简述深基坑支护的分类及应用

摘要：近年来，深基坑的应用逐渐广泛起来。对于深基坑的研究也逐渐系统完善。目前，在深基坑支护结构的设计中，被广泛使用的几种形式为：放坡开挖结构、土钉墙支护结构、水泥土重力式支护结构、排悬臂式支护结构以及内撑式支护结构。本文主要针对这几种常见的深基坑支护结构进行阐述，明确施工条件及优缺点，可帮助相关工作人员能更好更快的对深基坑支护有所了解。

关键词：深基坑；支护结构；放坡；土压力

中图分类号：C35文献标识码： A

一、前言

随着城市建设的快速发展，我国的建筑规模逐渐增大。为了更大限度的利用有限土地，我们逐渐加强深基坑的研究及应用。深基坑工程的质量不但影响土地的使用率，还对整个建筑的稳定有至关重要的联系。基坑支护结构多为临时结构,但基坑支护结构作为永久工程的一部分时，则应满足永久工程设计的要求。基坑工程必须满足稳定性与变形两方面的要求,而基坑工程允许变形往往主要取决于周边环境的要求。

二、深基坑支护的分类

基坑支护体系主要承受基坑侧壁土体压力以及水压力作用，现对几种主要的支护结构形式进行简单阐述：

（1）放坡开挖结构

放坡开挖具有施工造价最低、边坡有整体稳定性等优点，但仅适用于土层较好，开挖较浅，周围没有重要建筑物的工程。如开挖工程量较大，工期较长，费用不合理则不宜采用放坡开挖。

（2）土钉墙支护结构

为了解决受施工场地不足、基坑位移扩大和放坡坡度不满足稳定性要求等方面问题，可采用土钉墙支护结构。该支护是通过在基坑边坡中设置土钉，形成加筋土重力式挡墙起到挡土作用，可控制基坑位移，增加基坑的稳定性。土钉与周围土体形成复合体来加固基坑边坡的稳定，所以土质不好地区不得使用。该结构一般工期短、造价低、可靠性高。

（3）水泥土重力式支护结构

该支护结构一般用于软弱土层基坑开挖，施工深度较浅。施工通常采用高层喷射注浆法和水泥搅拌法，该法施工简单，造价低。但由于水泥土抗弯强度低，地基变形比较大，在一定程度上制约了其工程应用。

（4）悬臂式支护结构

目前被广泛使用的悬臂式支护结构有钢筋混凝土咬合桩和 SMW 工法。钢筋混凝土桩常采用钻孔灌注桩、人工挖孔灌注桩、沉管灌注桩及预制桩。悬臂式支护结构依靠足够的入土深度和结构的抗弯能力来维持整体稳定和结构的安全。由于该结构对开挖深度敏感，产生变形较大，容易对相邻建筑物产生不利影响。因此，其仅适用于土质较好、开挖较浅的基坑工程。

(5)内撑式支护结构

内撑式支护结构由支护结构体系和内撑体系两部分组成。内撑采用钢筋混凝土支撑和钢管（或型钢）支撑两种。钢筋混凝土支撑体系的优点是刚度好、变形小，而钢管支撑的优点是钢管可以回收，且加预压力方便。内撑式支护结构适用范围广，可适用各种土层和基坑深度。

(6)其他形式支护结构

除上述支护结构外，还有其他支护形式。如：门架式支护结构、拱式组合型支护结构、喷锚网支护结构、加筋水泥土墙支护结构、沉井支护结构和冻结法支护结构等。

三、基坑支护研究进展

（1）土压力方面的研究

在基坑开挖过程中，确定岩土体条件和不同工况下土压力的大小对确定支护结构的类型和结构尺寸的大小至关重要。近年来关于基坑开挖与支护方面的规范相继出台，这对指导工程设计与施工作用甚大，通过不断的工程实践和理论研究分析，人们不断的加深了对土压力的理解认识。

（2）计算方法方面的问题

目前基坑支护结构的计算方法主要有三种:经典方法、弹性地基梁法、有限元法。由于岩土工程各方面影响因素较为复杂，影响土体结构变形的参数较多，采用常规方法很难把问题计算准确。随着计算机技术的不断发展，有限单元法逐渐被大家所采用。该计算方法把墙、土都按照一定的计算要求划分单元，土体利用相应的本构模型(采用的土体本构模型主要有线性弹性模型、非线性弹性模型、弹塑性模型和粘弹塑性模型等）采用平面有限元法或空间有限元法进行求解，该计算方法在理论上较为完善。对基坑支护结构体系进行平面有限元分析，主要是把基坑支护的三维结构体系用竖直面和水平面来简化，分别按这两个平面进行计算，并把这两个结果加以综合。

（3）土层变形和控制问题

基坑的开挖与支护势必造成基坑周围土体的应力分布环境发生变化，导致基坑底、基坑侧壁和坑外土体发生位移，情况严重时会影响到地下管线和邻近建筑物的安全。如若处理不当势必引起严重的不均匀沉降，甚至导致局部结构破坏。基坑开挖变形主要包括三个方面:墙体变形、基坑底部隆起和基坑周围土体的变形。在深基坑开挖与支护设计过程中，应在基坑支护的不同部位布置监测点，在施工的不同阶段按一定周期进行实测内力和变形，根据实测值进行土体变形的控制，防止危害的发生。

（4）水土压力的问题

在实际的基坑支护工程中，支护结构并不是滴水不漏的，如若基坑侧壁发生渗流，则土体当中的孔隙水压力必定降低。对于粘性上地基，一般基坑内发生渗流现象较少，而当内侧水面的标高低于基坑基底时，水土压力的计算将变得十分复杂，一般也很难确定基坑内侧水面的标高，而且基坑外侧的水压力较静水压力小多少，这方面的问题研究较少，两者间的误差与粘土的渗透系数、支护结构的渗透性能有关，许多工程实践研究表明:计算结构土压力时，若按水土分算，结构则早已倒塌了，但实际上并未发生。按目前规范中要求，在基坑工程支护设计当中，粘性土按水土合算，砂性土采用水土分算的计算方法基本上是满足工程要求。

（5）地下水控制问题

地下水控制是基坑工程的一个重点.因土质与地下水位的条件不同,基坑开挖的施工方法大不相同。基坑工程中的地下水控制包括降水与截水。降低地下水位的目的除了在基坑开挖工程中保证坑内干燥便于施工外,更重要的是保证不因覆盖土层揭开而导致底部管涌。截水就是在基坑四周形成截水帷幕或在基坑底部形成不透水封底层以达到与降水同样的目的。由于降水可能导致基坑周边地表下沉,相邻建筑物不均匀沉降,所以在建筑物密集的地区多用截水的办法。

四、 结语

随着我国高层建筑的规模不断增大，建筑物周边地下设施变得错综复杂，影响深基坑支护的因素变得不确定和复杂多样，而且深基坑支护往往以工程经验为主。深基坑支护工程是一门综合工程，它既要解决复杂的工程技术问题,又要达到较高的经济效益,需要运用多种技术手段。

通过对以上几种深基坑支护结构的阐述，以及基坑支护各方面的研究，可使人们对深基坑支护有力一定的了解，帮助他们在今后的工作中能更好的运用。

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