对基坑支护常用方法合理应用的探讨

基坑工程是当前岩土工程中的热点和难点问题之一，如何有效控制基坑变形，使基坑工程既安全又经济，是人们一直探索的课题。基坑的支护结构的变形是影响基坑变形的重要因素。目前较为常用的基坑支护方法基本包括挡土施工方法与支撑方式两种，下文将分别对这两种方法进行解析。

1 挡土施工方法

1.1 主桩横板条施工方法

本施工方法为早期地下基坑最常用的施工方法，目前常用于小规模深度，且基坑面以上无地下水或为不透水的粘土层，可考虑采用此方式挡土壁。本法施工快且经济，主桩可用钢轨桩或H型钢，于施工完成后可拔除，再回收重复使用。缺点为主桩间仅用木衬板挡土，木衬板与地层有间隙，无法完全有效阻挡土壤，尤其砂性土壤自立性差，再加上地下水压力，易造成土壤流失。另外，若遇地层为卵砾石层，挡土桩打桩不易时，常使用高压水冲（钢劈砾）或预钻引孔等辅助措施，提升主桩打桩施工效率。

1.2 钢板桩施工方法

钢板桩施工方法将钢板一片一片连续地打桩至地层中，逐阶降挖，且可配合内支撑系统或背拉地锚系统，增加基坑面的稳定性，其水密性较好，应为目前国内冲积土层，浅基坑是最经济常用的挡土施工方法。从早期SP-II 钢板桩，制式长度小于6公尺，至今已由SP-III型钢板桩，制式长度6、9、13、16 公尺等，逐渐发展为SP-IV、SP-V 钢板桩长度19公尺，且可借助焊接方式加长钢板桩全长，提供基坑贯入深度及稳定性需求。缺点为长度受运输限制、施工时可能造成地层振动、噪音问题。另若遇地层为卵砾石层，挡土桩打桩不易时，也常使用高压水冲（钢劈砾）或预钻引孔等辅助措施，提升打桩效率，在河中施工时，可采用双层钢板桩中间填筑低透水性土壤，避免河水渗透入基坑区。

1.3 钢衬板施工方法

钢衬板施工方法主要是以镀锌波浪型钢板（Linar Plate）以螺栓接合的方式，组成圆形或椭圆形的封闭壁体，常用于推管或潜盾的发进、到达工作井，主要适用于地层自立性佳的岩层或卵砾石层等，且地下水位低于基坑面，否则必须配合抽降水避免基坑内涌水，易造成邻近地表沉陷。本施工方法的缺点为工程经费高，钢衬板无法回收重复利用，且止水性不好，必须配合抽水及地盘改良。

1.4 预垒桩施工方法

前述钢轨、H型钢、钢板桩等施工方法，打桩时造成的地表振动，易造成邻房龟裂，虽可采引孔方式减低振动程度，但仍无法完全避免，因而目前于城市内的基坑，常采用此施工方法。施工方式为使用螺旋叶片（Flight Auger）钻掘土壤，并将土壤旋出后，由中空钻杆内注入水泥砂浆（配比1∶1），由下而上，随着钻杆上升而填满钻孔后，再插入钢筋笼。缺点为工程经费高、施工质量控制不易、排桩间止水不好，需额外止水措施，另若于软弱黏土层或疏松砂土层，易坍塌，桩体成形性较差，且注浆时造成颈缩或包泥情形。

1.5 场铸混凝土排桩

本施工方法与预垒桩施工方法最大的不同处，为先下钢筋笼后再以特密管浇注水中混凝土，其钻掘方式以先行切削套管、螺旋钻头及冲击钻头等，稳定孔壁方式则有钢套管、稳定液等，以其稳定孔壁及钻掘方式，分为全套管桩、反循环桩、冲击桩等。其优点为桩体成效可靠、挡土壁劲度高，可用于深基坑工作，甚至可用大口径（直径2 m），提供挡土壁足够劲度。缺点为工程经费高、排桩间止水不好，需额外增加止水措施，如CCP止水桩。

2 支撑方式

2.1 水平H型钢支撑方式

此种支撑方式是利用H型钢为支撑构材，以平面井字型的形状布设，传递四周挡土壁土压力、水压力的对撑反力，其优点为支撑架设容易迅速且H型钢可回收重复利用，可适用于各种地质状况，但因各支撑间距一般为5～6公分，使施工空间分割，挖土、出土作业狭窄。若施工地基面积很大，支撑长度过长使支撑劲度小，造成水平支撑反力不足，或支撑与墙面不垂直而呈斜交，支撑水平剪力增加支撑与横挡易滑脱，则易造成支撑系统破坏。

2.2 背拉支撑方式

利用背拉预力地锚的固定端与地层摩擦力或承载力，提供挡土壁的土压力与水压力的反力，背拉方式因不需于基坑基地内设置水平支撑及中间柱，施工空间内无障碍，挖土、出土作业方便，施工动线佳，若基地面积大，可设置斜坡施工便道，车辆直接至基坑位置，效率更好，适用于基地面积很大、基地形状不规则或斜坡地形及腹地很大可供背拉预力地锚设置用地。然而，软弱黏土由于土壤摩擦力或支承力不足，无法提供足够支撑反力，砂土层在地下水位以下，施工容易造成钻孔作业过程砂涌及锚碇端浆体无法成型问题，另锚碇体遗留地中造成施工不便。

2.3 圆形免支撑方式

由多单元连续壁或密接切割壁桩构成圆形挡土壁，利用围束压力（Hoop Compre

ssion）效果，挡土壁的圆周方向轴压应力，提供挡土壁四周外侧的土压力、水压力的支撑反力，并于适当深度设置环梁，增加圆形的劲度，减低壁体变形及周边地层沉陷。本施工方法主要适用于圆形之基坑基地或竖井施工，不需设置内部支撑，施工动线佳。然而，其单元壁体施工精度控制要求高，由于壁体承受高压力，采用高强度的水中混凝土，单元与单元接头必须密接，以利充分传递应力。

2.4 斜向支撑方式

当基地形状属狭长型或大面积基坑工程采用岛区基坑时，由于长向水平支撑劲度小，支撑效果不佳，有时可以用斜撑方式取代。但斜撑支撑点反力座，须有足够垂直及水平支承力，以提供挡土壁的土压力、水压力的支撑反力。该支撑系统容易产生横挡与斜撑间的水平滑移，且托架、反力墩座设置不易，一般斜撑与水平面的夹角不宜超过45度。

2.5 逆打支撑方式

软弱地层大规模深基坑一般常使用逆打施工方法，以地下结构体的楼板做为水平支撑，但采用逆打施工方法时在设计阶段应针对结构体支撑用临时柱体、基桩与结构体的补强事先考虑，且第一层楼板的开口部、混凝土施工缝的灌浆处理等问题也需予以检讨，同时应事前就制程上能否上下作业同时推展、结构体模板施工方法、地下外墙的结构体施工缝与防水处理、安全卫生的地下换气设备等加以检查与计划。

3 结语

总体而言，深基坑工程在整个基坑施工工程中占有极其重要的地位。本文结合两种基坑支护常用设计方法，从多个方面探讨了两种方法的不同分类及使用注意事项。在实际施工过程中，应当结合环境、土壤等外在因素及工程的具体要求来选择合适的方式。

参考文献

[1] 陈三定，邵晓宁，徐颖.深基坑钢筋混凝土支撑爆破拆除[J].煤矿爆破，2008（1）.

[2] 王申侠.关于明挖基坑支护结构设计有关问题的探讨[J].山西建筑，2008（10）.