基坑工程支护原理与技术

基坑工程支护原理与技术

张舜庆&sup1,赵林&sup2,杜军&sup3,

张舜庆¹赵林²杜军³

1.山东科技大学山东青岛266590

2.山东科技大学山东青岛266590

3.西南交通大学四川成都610036

摘要：通过对基坑工程进行分析，深基坑工程是构成基坑工程的一项重要内容。针对深基坑工程围护结构以及基坑变形的施工安全问题，采取相应的措施。在深基坑支护工程中，由于设计不合理、施工不当以及预防措施的合理使用等多种原因，会造成基坑的垮塌、基底的隆起等多种工程事故，直接影响施工质量和进度。因此在基坑工程施工过程中，合理的利用施工方法进行基坑工程的作业，做好基坑工程的围护结构、变形控制以保证施工的顺利进行是当下重中之重。

关键词：深基坑；围护结构；变形控制；

0引言

对基坑工程进行分析，深基坑工程是构成基坑工程的一项重要内容。在基坑工程中，一般开挖深度＞5m的基坑被称作深基坑，其四周会设置围护结构，围护结构一般是垂直设置，基本是在坑底插入板墙结构、同时还设置有支撑结构，用以降低结构变形程度，以及控制结构弯矩性能；在基坑施工过程中，加强对围护结构的强化，合理的利用施工技术进行基坑工程的作业，做好基坑工程的围护结构、变形控制以保证施工的顺利进行，较好地保护周边环境。

1围护结构

1.1基坑围护结构体系

基坑工程的围护结构一般包括板墙、围檩和附件，在基坑工程中，板墙结构起到承载以及传力至支撑结构等作用。

1.2深基坑围护结构类型

1.2.1不同类型围护结构的特点

（1）在深基坑工程中，钢板桩结构、搅拌桩结构以及地下连续墙结构的隔水性能属于较好的围护结构。

（2）在深基坑工程中，钢板桩结构、钢管桩结构、SMW桩结构属于重复利用率较高的围护结构

1.2.2不同类型围护结构介绍

（1）工字钢桩围护结构

一般采用冲击式打桩机。基坑工程的打桩噪声＞100分贝；工字钢桩围护结构一般用于距离城镇居民较远的施工中；砂性土和粘性土。

（2）钢板桩围护结构

钢板桩围护结构的强度很高，且桩间距较小，重复率较高，另外其隔水性能比较优秀。一般基坑施工中采用U形钢板桩。

（3）钻孔灌注桩围护结构

钻孔灌注桩围护结构在施工中多采用螺旋钻机和正反循环钻机，钻机一般采用泥浆护壁成孔。

（4）深层搅拌桩挡土结构

深层搅拌桩挡土结构使用机器将材料搅拌而成，从而达到加固的目的。布置形式一般采用格栅形，同时也可以布置成止水帷幕。

（5）SMW桩

SMW桩的止水效果好、构造简易，且施工速度快，重复利用率较高。一般采用水泥类混合材料将其搅拌，入一定量的型钢形成围护结构。

（6）地下连续墙

地下连续墙结构一般采用抓斗式以及冲击式等挖槽手段，可以用于黏性土、砾石类多种地层，其刚度较大，对相邻地层的扰动性很小，噪声较低。

2支撑结构类型

2.1支撑结构体系

（1）支撑体系有钢支撑和钢筋混凝土支撑，钢或钢筋混凝土可以同时用于支撑体系。

（2）支撑结构在软土层面的基坑工程中承受围护墙传递的压力，有土和水的压力。支撑结构挡土的应力传递路线路径如图2.1；在地质条件较好的有锚固力的低沉中，基坑支撑可采用土锚和外拉锚形式。

图2.1应力传递路径

2.2支撑体系的结构选型

（1）采用受力合理、连接牢固、快捷施工的结构形式。

（2）采用整体平衡、对称性强的结构形式。

（3）主体地下结构施工要协调，主体结构更易施工。

3基坑的变形控制措施

3.1基坑变形特征

（1）土体变形

基坑开挖时，由于坑内开挖卸荷引起围护外侧土体变形、坑外建筑物沉降、坑底隆起。

（2）围护墙体水平变形

刚刚开始挖基坑且没支撑时，刚性墙体与柔性墙体的墙顶位移最大，向基坑方向分布三角形的水平位移。

（3）围护墙体竖向变形

竖向变形危害极大，基坑稳定差、地表易沉降。

（4）基坑底部的隆起

基坑底部出现隆起是因为开挖卸载所致。由于入土深度不足、以及地下水的原因会产生坑内土过大隆起破坏，基坑的围护结构稳定性变差。

（5）地表沉降

围护机构的水平变形墙顶沉降和坑底土体隆起会造成地表沉降，从而引起周围地层内埋设的各种管道、设施以及基坑周边建（构）筑物产生变形。

3.2基坑变形控制措施

施工时合理调节基坑的变形以保证基坑支护结构及领边建（构）筑物等安全。控制基坑变形的主要方法有：

（1）增大整体刚度。

（2）入土深度应增大。

（3）被动区土体用抽条加固或裙边加固，更加安全可靠。

（4）缩短开挖未及时支撑的暴露时间。

3.3坑底稳定控制措施

（1）加深围护结构入土深度保证坑底稳定。

（2）坑底土体加固减少隆起。

（3）坑内井点降水减少底部受的土压力。

（4）适时施做底板起固化作用。

4结语

在基坑工程施工中，基坑工程的围护结构、支撑结构以及基坑变形控制措施占据关键性位置。基坑工程施工质量与这三者息息相关，利用科学的施工方法做好各种防范措施保障基坑施工的质量，做好安全工作。。在基坑施工的过程中，结合实际，合理采取施工方法，选择高质量的施工技术以及工艺，为工程后期施工打下扎实的基础，对基坑工程可持续发展起到积极作用。

参考文献：

[1]王卫东，沈健，翁其平，等.基坑工程对邻近地铁隧道影响的分析与对策[J].岩土工程学报，2006，28（S1）：1340-1345.

[2]徐岱，陶铸，宋德鑫，等.临近地铁隧道深基坑工程实例研究[J].工程勘察，2016，44（6）：3338．

[3]刘嘉，彭秋旺.佛山软土地区地铁车站深基坑工程监测与数值模拟[J/OL].施工技术：1-7[2019-06-27].

[4]王鹏，钟有信，杜广林，王亮.地铁深基坑连续墙渗漏风险的量化控制[J].城市轨道交通研究，2019，22（06）：90-93.