浅谈深基坑支护结构的选型及使用

摘要：近年来，我国高层及超高层建筑大批兴建。在建筑物密集的大城市，土地紧张，尤其相邻建筑物必须保证其地基的稳定和安全，必须针对不同的地质条件，选用不同的支护结构，才能安全地进行深基础施工。

关键词：深基坑 支护结构 选型 使用

Abstract: in recent years, China's top and tall building large build. In the big cities of the crowded buildings, land nervous, especially the adjacent buildings must ensure the foundation stability and security, must according to the different geological conditions, choose different supporting structure, can safely for deep foundation construction.

Keywords: deep foundation pit bracing structure selection use

中图分类号：[O317+.3] 文献标识码：A 文章编号

1、概述

为了高层建筑的整体稳定与开发地下空间，一般都要做多层地下室，使基础深度达6m以至10m以上，给施工带来了困难，深基坑支护结构技术则是深基础施工的关键。支护结构的主要作用是挡土、挡水，使基坑开挖和基础结构的施工能够安全顺利地进行，并保证在基坑开挖到设计深度进行基础施工期间，维持基坑侧压力与坡土支护结构的平衡状态。

2、支护结构的选型及适用范围

目前工程上所采用的挡土支护结构型式多样，主要有钢板桩、钢筋混凝土板桩、型钢加横挡板、钻孔灌注桩，地下连续墙、深层搅拌水泥土挡墙及旋喷桩帐幕墙等。

2.1支护体系

1．钢板桩

（1）槽钢钢板桩

简易的钢板支护挡墙是用槽钢正反扣错接组成。槽钢长6～8m。由于其抗弯能力较弱，用于开挖深度为3～4m的基坑，顶部设一道支撑或拉锚。

（2)锁口钢板桩

带锁口的钢板桩由热轧型钢制成，用柴油机或震动打桩机(液压千斤顶)打(压)入地基，使其相互连结成钢板桩墙，用来挡土和挡水。常用的截面型式有U型、Z型及一字型等。适用于开挖深度为5～10m、地下水位较高的基坑支护，但在砂砾层及密实砂中施工困难。其优点是止水性能好，施工简单，但一次投入钢量大。板桩柔性较大，一般须与水平支撑、斜撑、角撑结合用或锚杆拉结，对坑内施工带来一定困难。

2．H型钢桩加挡板

用锤击H型钢桩打入地基到预定深度，在挖土同时加插横板以挡土。适用于黏土、砂土等土质相对较好且地下水位较低的地基，水位高时要降水。其优点是桩可拔出，成本低，施工简便，但打、拔桩噪音大，拔桩后留下的孔洞要处理。这种桩除悬臂外，常与锚杆或锚拉相结合作支护结构。

3.钻孔灌注桩

通常采用直径500～1000mm、桩长15～20m的钢筋混凝土钻孔灌注桩，结成排列式挡墙，顶部浇筑钢筋混凝土圈梁。钻孔灌注桩挡墙的刚度较大，抗弯能力强，变形相对较小，经济效果较好，用于开挖深度达6～10m的基坑。但其永久保留在地基土中，可能为日后的地下工程施工造成障碍。由于目前很难做到相切，桩间留有100～200mm的间隙，挡水效果差，有时将它与深层搅拌水泥土桩组合应用，前者抗弯，后者做成防水帐幕起挡水作用。

4.地下连续墙

在地面上沿着开挖工程的周边，用特制的挖槽机械，在泥浆护壁的情况下开挖一定长度的沟槽，然后将钢筋笼放入沟槽，最后用导管在充满泥浆的沟槽中浇筑混凝土。随着混凝土由沟槽底部开始逐渐向上浇筑，泥浆被置换出来。各个单元槽段用特制的接头连接，这样就形成了地下连续墙。它的特点是具有挡水、防水抗渗和承重三种功能，能适应任何地质，特别是软土地基，而对相邻地基影响甚小，可在距离很近的已有建筑物处施工。地下连续墙与“逆筑法”结合应用，可省去挖土后地下连续墙的内部支撑，能减少用作挡土支护结构的地下连续墙的深度，还能使上部结构及早投入施工或使道路等及早恢复使用，对深度大、地下结构层数多的深基础的施工十分有利，目前已成为深基坑的主要支护结构之一。

5．深层搅拌水泥挡土墙

采用水泥作为固化剂，通过特制的深层搅拌机械，在地基深处就地将软土和水泥强制搅拌，利用水泥和软土之间所产生的物理化学反应，使软土硬化成整体性的，并具有一定强度的挡土、防渗墙。对于平而呈任何形状、开挖深度不很深的基坑(目前已用于8m深的基坑)，皆可用作文护结构，也比较经济。目前在上海、江苏、浙江、福建等地应用，收到较好的效果，尤其适用于软土地基。

6．旋喷桩帷幕墙

钻孔后将钻杆从基坑深处逐渐上提。同时利用插入钻杆端部的旋转喷嘴，将水泥固化剂喷入土中形成水泥土桩，桩体相连形成帐幕墙，用作挡土支护结构。

2.2支撑体系

1．支撑

支撑近年来也发展较快，常用的支撑型式有对撑、角撑、圆形和拱形支撑等。

(1)对撑。沿基坑的纵、横两个方向用杆件支撑挡墙，如基坑尺寸大，还需设中间立柱，避免支撑杆件过长，易失稳。支撑杆件常用圆钢管和大规格的型钢(多为工字钢)，也有采用钢筋混凝土对撑扦件。对撑宜施加预应力(在支撑杆件的一端设小型液压千斤顶)，以减少挡墙的变形。

(2)角撑。用于方形或接近方形的基坑四角处，以承受围檩传来的荷载。如并排设两道或多道角撑时，其间应以腹杆加以联系，增强稳定性。角撑可以用钢筋混凝土杆件、圆钢管或大规格的型钢。

(3)圆形和拱形支撑。用于圆形、方形或接近方形的基坑。主要承受压力，因而较节约。这种支撑多用钢筋混凝土构件。

2．土层锚杆

在地面或深开挖的地下室墙面或基坑立壁未开挖的土层钻孔，达一定深度后放入钢筋(钢绞线)，灌入水泥浆，使与土层结合成为抗拔力强的锚杆，挡土支护结构采用土层铺杆后开挖土方效率高，施工方便，但水泥及钢材用量相对较多。

3.地面拉结

在挡土桩、墙上端采用水平拉结，其一端与挡土桩、墙连结，另一端与锚梁或锚桩连结。连结可用预应力或花篮螺栓拉紧，拉结长度根据土的内摩擦角及桩的入土深度计算，必须在稳定区内。适用于有场地但无土层锚杆施工设备的情况。

4．逆筑法施工

地面以下工程采取自上面下进行施工，当开挖第一层土方至第一层地下室底面标高时，浇筑纵横梁插板和地下连续墙，然后继续开挖土方并向下逐层施工，与此同时在己完成的地面梁板结构向上接柱子或墙板，向上逐层进层施工。可上下同时施工，缩短施工工期，利用地下室梁、板作支撑，可节约大量支撑工具和投资，但挖土施工较困难。

5．补强护坡技术

补强护坡是以钢筋(钢绞线)插入土体为主要手段，使土体得到补强，提高整个边坡的稳定性。它是在加筋土挡墙、土层锚杆技术基础上发展起来的一种施工简单、费用节省的新技术。

3、结语

支护结构，通常作为临时性结构，当基础施工完毕即失去作用。有些支护结构的材料可以重复利用，如钢板桩及其工具式支撑，但也有一些支护结构就永久地埋在地下，如钢筋混凝土灌注桩、施喷桩、深层搅拌水泥土挡墙和地下连续墙等，还有一些在基础施工时作为基坑支护结构，施工完毕即为基础结构的一个组成部分，成为复合式地下室外墙，如地下连续墙。

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