基坑支护形式与工程实例分析

基坑支护形式与工程实例分析

刘涛

新疆圣峰建筑勘察设计研究院有限公司 新疆乌鲁木齐 830000

摘要：随着我国经济的快速发展，城市规模越来越大，城市居住的人口越来越多。为了解决城市交通、居住拥挤的问题，高层建筑和地下空间的开发利用的不断发展。基坑开挖越来越深，地下空间越来越大，因此基坑支护成为项目建设的一个重要组成部分。

关键词:支护形式;实例分析;基坑

新时期对基坑周边环境保护的要求越来越高，为保障当前我国建筑行业的稳定发展、工程建设的安全，就需要提升基坑工程的建设质量。本文在研究基坑工程发展现状及未来发展的方向的基础上，对最常见的基坑支护形式展开分析，最终结合工程实例具体分析基坑工程支护。

一、基坑工程发展现状及未来发展的方向

（一）基坑工程发展现状 　　

基坑工程包括勘察、设计、施工以及检测等等，是为了保障基坑施工以及建筑的主体稳固而做的一种保护设施。基坑工程具体实施的理论在实践中不断的被验证以及发展，越来越适应于实际情况。并且在70年代出现了革新的技术方式，对于挖掘具有十分重要的指导作用。90年代以来，随着较高建筑和密集建筑的出现，对于基坑挖掘的要求越来越高，基坑技术的数据计算以及方案设计等都不断的发展、完善，深基坑技术也在不断的实践并不断在被完善。 　　

（二）基坑工程的未来发展方向 　　

基坑工程是一个系统的工程，会涉及建筑行业、物理理论、力学知识等学科的学科知识，同时基坑工程具有很强的空间效应和综合性，不同的地域需要不同的设计方案与实施技术和要求等，因而基坑工程的难度较大，要求较高。基坑工程的方案设计、方案审查、计算理论以及具体操作都是需要在实践中不断被发展完善的。由于我国基坑工程的发展历史较短，并且发展的过程并不顺利，同时相关理论和技术的缺乏等限制因素的存在，使得我国基坑工程的未来发展具有十分巨大的压力。

2. 最常见的基坑支护形式

原状土放坡放坡开挖适用于周围场地开阔，周围无重要建筑物，只要求稳定，位移控制无严格要求，价钱最便宜，回填土方较大。针对拟建基坑较深，没有放坡条件的场地支护形式可采用多种支护的方式。例如：排桩支护、地下连续墙支护、水泥挡土墙支护、深层搅拌水泥土围护墙、土钉墙支护（喷锚支护）、逆作拱墙支护、桩、墙加支撑系统支护、简单水平支撑、钢筋混凝土排桩支护、内支撑+锚索支护。

1. 深层搅拌水泥土围护墙

深层搅拌水泥土围护墙是采用深层搅拌机就地将土和输入的水泥浆强行搅拌,形成连续搭接的水泥土柱状加固体挡墙。水泥土围护墙优点:由于一般坑内无支撑,便于机械化快速挖土;具有挡土、止水的双重功能;一般情况下较经济;施工中无振动、无噪音、污染少、挤土轻微,因此在闹市区内施工更显出优越性。水泥土围护墙的缺点:首先是位移相对较大,尤其在基坑长度大时,为此可采取中间加墩、起拱等措施以限制过大的位移;其次是厚度较大,只有在红线位置和周围环境允许时才能采用,而且在水泥土搅拌桩施工时要注意防止影响周围环境。

2. 高压旋喷桩

高压旋喷桩所用的材料亦为水泥浆,它是利用高压经过旋转的喷嘴将水泥浆喷入土层与土体混合形成水泥土加固体,相互搭接形成排桩,用来挡土和止水。高压旋喷桩的施工费用要高于深层搅拌水泥土桩,但其施工设备结构紧凑、体积小、机动性强、占地少,并且施工机具的振动很小,噪音也较低,不会对周围建筑物带来振动的影响和产生噪音等公害,它可用于空间较小处,但施工中有大量泥浆排出,容易引起污染。对于地下水流速过大的地层,无填充物的岩溶地段永冻土和对水泥有严重腐蚀的土质,由于喷射的浆液无法在注浆管周围凝固,均不宜采用该法。

3. 钢筋混凝土板桩

钢筋混凝土板桩具有施工简单、现场作业周期短等特点,曾在基坑中广泛应用,但由于钢筋混凝土板桩的施打一般采用锤击方法,振动与噪音大,同时沉桩过程中挤土也较为严重,在城市工程中受到一定限制。此外,其制作一般在工厂预制,再运至工地,成本较灌注桩等略高。但由于其截面形状及配筋对板桩受力较为合理并且可根据需要设计,可制作厚度较大(如厚度达500mm 以上) 的板桩,并有液压静力沉桩设备,故在基坑工程中仍是支护板墙的一种使用形式。

4. 喷锚支护

喷锚支护指的是借高压喷射水泥混凝土和打入岩层中的金属锚杆的联合作用（根据地质情况也可分别单独采用）加固岩层，分为临时性支护结构和永久性支护结构。喷混凝土可以作为洞室围岩的初期支护，也可以作为永久性支护。喷锚支护是使锚杆、混凝土喷层和围岩形成共同作用的体系，防止岩体松动、分离。把一定厚度的围岩转变成自承拱，有效地稳定围岩。当岩体比较破碎时，还可以利用丝网拉挡锚杆之间的小岩块，增强混凝土喷层，辅助喷锚支护。

三、结合工程实例具体分析基坑工程支护

(1)基坑支护工程是个临时工程，设计的安全储备相对可以小些，但又与地区性有关。不同区域地质条件其特点也不相同。基坑支护工程又是岩土工程、结构工程以及施工技术互相交叉的学科，是多种复杂因素交互影响的系统工程，是理论上尚待发展的综合技术学科。

(2)由于基坑支护工程造价高，开工数量多，是各施工单位争夺的重点，又由于技术复杂，涉及范围广，变化因素多，事故频繁，是建筑工程中最具有挑战性的技术上的难点，同时也是降低工程造价，确保工程质量的重点。

(3)基坑支护工程正向大深度、大面积方向发展，有的长度和宽度均超过百余米，深度超过20余米。工程规模日益增大。

(4)岩土性质千变万化，地质埋藏条件和水文地质条件的复杂性、不均匀性，往往造成勘察所得的数据离散性很大，难以代表土层的总体情况，并且精确度较低，给基坑支护工程的设计和施工增加了难度。

(5)在软土、高地下水位及其他复杂场地条件下开挖基坑，很容易产生土体滑移、基坑失稳、桩体变位、坑底隆起、支挡结构严重漏水、流土以致破损等病害，对周边建筑物、地下构筑物及管线的安全造成很大威胁。

(6)工程实践证明，要做好基坑支护工程，必须包括整个开挖支护的全过程，它包括勘察、设计、施工和监测工作等整个系列，因而强调要精心做好每个环节的工作。

(7)随着旧城改造的推进，各城市的主要高层、超高层建筑大都集中在建筑密度大、人口密集、交通拥挤的狭小场地中，基坑支护工程施工的条件均很差。邻近常有必须保护的永久性建筑和市政公用设施，不能放坡开挖，对基坑稳定和位移控制的要求很严。

(8)基坑支护工程包含挡土、支护、防水、降水、挖土等许多紧密联系的环节，其中的某一环节失效将会导致整个工程的失败。

(9)相邻场地的基坑施工，如打桩、降水、挖土等各项施工环节都会产生相互影响与制约，增加事故诱发因素。

(10)在支护工程设计中应包括支护体系选型、围护结构的承载力、变形计算、场地内外土体稳定性、降水要求、挖土要求、监测内容等，应注意避免“工况”和计算内容之间可能出现的“漏项”，从而导致基坑失误。在施工过程中，尤其在软土地区中施工时，应该认真研究合理安排好挖土的方法，以及支撑与挖土的配合，将会显著地减少基坑变形和基坑支护事故的发生。

(11)基坑支护工程造价较高，但又是临时性工程，一般不愿投入较多资金。可是，一旦出现事故，处理十分困难，造成的经济损失和社会影响往往十分严重。

(12)基坑支护工程施工周期长，从开挖到完成地面以下的全部隐蔽工程，常需经历多次降雨、周边堆载、振动、施工不当等许多不利条件，其安全度的随机性较大，事故的发生往往具有突发性。

结语：

随着社会经济的发展，人对城市居住、工作、休闲环境要求的提高，并提出绿色建筑的发展理念。所以对城市发展提出了更高的要求，城市地下空间的进一步开发和利用，基坑工程的安全尤为重要，需要基坑工程的设计与施工技术作为支撑，因此，我们需要发展并完善基坑工程的设计与施工。同时在实践中需要不断的总结各种经验，以便更好的发展基坑技术。