论软土地层中基坑支护的方式适宜性和安全性

摘要：文章以某工程为例，分析了两种基坑支护方式的施工工艺，对两种基坑支护方式的安全性和适宜性进行了比较，最终优选出经济、合理的基坑支护方案，希望能够为类似工程的基坑支护施工人员提供一定的参考。

关键词：软土地基；基坑支护；适宜性；安全性

中图分类号：TV551文献标识码： A

一、工程概况

文章以某工程为例，该工程的建筑设计高程为7.30m，地面的自然标高为6.10m-7.90m，基坑的开挖深度为14.25m-16.25m之间，局部的深度为18.30m，基坑的面积为5560.3，基坑开挖施工的外运的土方为76万m³。经过对施工现场进行勘察显示，该工程的地质和水文条件表现为：（1）人工填土层：吹填淤泥，含油少量的腐殖物和有机质，局部含有少量的粗砂，厚度在0.7m-7.2m左右；填砂，厚度在0.4m-8.3m之间；素填土，主要为中粗砂、残积粘性土、粉质粘土等，厚度为0.9m-10.5m；（2）海相沉积层：粗砂，主要成分为石英，含有少量的备课碎片，厚度在0.5m-2.5m之间；淤泥，含有少量的有机质、腐殖物等，厚度为0.25m-6.2m；（3）冲洪积土层：粗砂，主要成分为石英，厚度在0.2m-5.2m之间；粉质粘土，厚度在0.5m-10.3m之间；粘土，厚度在0.3m-10.5m之间。

二、基坑支护方式的选择

1基坑支护方式一。基坑支护方式一为SMW支护方式，围护结构为三轴搅拌桩支护施工，水泥土搅拌桩的桩长在24.50m-25.50m之间，内部型钢为H25×12×300×850，采用套打施工，形成1.0m厚连续的劲性强，东侧型钢的间距为750mm，桩顶采用钢筋混凝土顶冠梁连成一体，其他部分的型钢按照“插二跳一“的方式进行布置，其施工技术措施表现为：根据施工设计图纸在地下室外边放线1m，进行高程引测以及放样定位工作，并做好相应的临时标志或者永久标志，在导沟施工的过程中应该在外侧设置一条钢线，按照放出的围护中心线，采用挖掘机沿着和中心线平行的放线挖掘工作沟槽，根据围护结构宽度确定沟槽的宽度，沟槽的深度通常控制在0.45m-0.75m之间，槽宽在1.0m-1.2m之间；当沟槽施工完成之后，在施工员的统一指挥下桩机就位，用线锤对桩机的垂直度进行测量，然后用经纬仪对垂直度进行校准，经过复核之后，偏差值不能超过2cm；三轴搅拌桩定位之后，三轴搅拌桩在成孔下沉与搅拌提升的过程中，根据相关的技术规定与设计要求，应该注入水泥浆液，并且桩下沉的速度不能超过1m/min，提升的速度不能超过2m/min，当桩底到达合适的位置之后持续进行搅拌注浆，并及时的做好成桩的数据记录；制备水泥浆液注入，水泥浆液的水灰比为1.5:1，搅拌水泥土水泥的用量为360kg，注浆的压力应该控制在4MPa-6MPa之间，当土体加固之后，搅拌土体28天之后检测其抗压度，当检测的抗压度达到相应的设计强度之后完成施工。

2基坑支护方式二。基坑支护方式二采用钻孔灌注桩作为维护结构，在基坑竖向设置一个临时的钢支撑，钻孔灌注桩的施工技术表现为：根据建筑物的不同类别分别设置Φ700-Φ900的钻孔灌注桩，相邻桩之间的距离控制在10cm左右，采用多台钻机同时施工的方式，当某个桩混凝土浇筑施工完成之后进行临桩的施工，相邻钻机的施工距离桩心不能小于桩径的4倍，施工相隔的时间不能小于36小时；当围护桩和搅拌桩施工完成之后，在相邻钻孔灌注桩之间应该设置压密浆液，压密浆液通常采用硅酸盐水泥，浆液的配比为水玻璃：粉煤灰：水泥=0.4：0.5:1，压密浆液的注入率为20%；水灰比为0.54，孔间距为1.1m，拔管的高度为0.32m；在基坑竖向设置水平正交钢作为支撑系统，钢筋混凝土圈梁采用Q235B级钢，设计强度等级为C30，钢管支撑采用正交整体十字接头进行连接，混凝土压顶圈梁的截面为700×1000，支撑形式形成分两级施加预应力，每级的压力为500kN；基坑加固采用三轴水泥搅拌桩，加固体应该在开挖施工前27天完工。

三、软土地层中不同基坑支护方式的适宜性和安全性分析

通过对该工程的实际状况进行分析，该工程属于软土地层，其施工难点包括以下几个方面：基坑的深度较深，基坑面积非常大；施工现场处于开阔的地段，但是施工现场和邻近的市政道路工程距离较近，并且施工现场的许多区域不具备自然放坡的条件，吹填区域不能进行大放坡；施工场地的为吹填回填土，强度相对较低，给支护施工带来一定的难度；基坑的面积大，工程进度不一，基坑的施工时间相对较长；基坑内的桩基数量非常多，并且型式较多，对桩基工程的支护影响非常大。由于上述因素，在选择基坑支护方式时，该工程的施工单位对两种不同的基坑支护方式进行分析，基坑支护方案一更具有优势，两种基坑支护的适宜性和安全性比较表现在以下几个方面：

1安全性比较分析。由于该基坑工程的施工难度相对较大，施工的安全性应该放在首要的位置，因此两种基坑支护方式的安全性比较分析至关重要。对于SMW工法来说：SMW工法的桩基设备体形相对较大，主机架的高度通常在30m左右，由于施工场地为软土地层，在施工的过程中桩机会对地面产生较大的压力，容易导致地层出现变形甚至是沉降，很可能会发生桩机倾覆的事故，因此需要对桩机位置填充水泥浆，同时注入高压空气，以此增强土体和水泥浆液的搅和；同时，SMW工法桩围护墙按照竖向弹性地基梁结构计算，围护墙与支撑之间的连接采用铰接处理，需要考虑支撑设置时墙体已经发生的位移以及支撑体系的弹性变形，对周边建筑物以及环境的影响相对较大，施工相对复杂，对施工安全性的要求相对较高；对于钻孔灌注桩法来说：由于该工程施工现场的土质一层为杂填土，其中含有大量的障碍物，钻孔灌注桩施工在杂填土中会造成原状土的破会，并出现不同程度的扩径问题，在进行围护桩施工的过程中，需要按照相关规范进行4倍桩径跳打，会对其他施工造成一定程度的影响，如果不采取相应的措施进行处理，很可能会引发安全施工，同时由于SMW工法采用跳槽式套打桩，桩与桩之间的搭接效果比钻孔灌注桩好，因此钻机灌注桩的止水效果没有SMW工法好。经过两者的对比得知，SMW工法的安全性优于钻孔灌注桩。

2适宜性比较分析。对于SMW工法来说：该种支护方式的概预算造价约为820万人民币，施工周期为60天左右；对于钻孔灌注桩法来说：该种支护形式的工程造价为1150万人民币，施工周期为100天左右。此外，SMW工法使用采用的H型钢能够回收利用，显著的降低了工程成本，粗略对比之下，两种支护方式的成本差大约为16%-22%。通过分析，该工程施工单位决定采用SMW工法支护方式。

四、结束语

总之，软土地层中基坑支护的方式众多，应该根据工程施工现场的具体状况，从适宜性和安全性的角度综合考虑各种支护方式的利弊，然后选择经济、合理的基坑支护方式，保证工程安全施工的同时，降低工程施工成本。

参考文献：

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