1、土木工程施工中的基坑支护技术研究【摘要】 建筑事业的快速的发展，建筑施工技术也在实践中不断的进步，其中的基坑支护技术是建筑基础工程中的难点。文章就深基坑支护结构的类型、极限状态进行分析，总结了深基坑施工过程中应注意的事项。 【关键词】土木工程；基坑；支护；技术 中图分类号：TU71 文献标识码： A 工程实例： 某工程用地为 38520m2，建筑面积约为 21 万 m2，分期开发。场地全部处在征地红线范围内，现场场地东、西面开阔，周边无建筑物。拟建房屋基础形式为人工挖孔桩，直径 1m，嵌入微风化基岩长度大于 1m。首期工程主要针对拟建场地范围内 a 栋与 b 栋楼的两层地下室基坑，以及场地北、
2、东、南三面的山体护坡进行支护设计。其中基坑南面（局部）和北面与山体护坡相连，基坑边线距离削坡坡脚为 4.5m。基坑平面尺寸约为 160120m，大体呈凸矩形。现状地面标高 56.459m（考虑场地整平和边坡开挖） ，地下室底板顶面标高为 49.9m，底板厚度 0.4m，垫层100mm，基坑设计深度 79.6m；现状山体高程 57.1105.8m，边坡高度3.824m。 1、深基坑支护技术常见类型及适用范围 1.1、钢板桩支护 钢板桩应用于建筑深基坑的支护，是一种施工简单，投资经济的支护方法。在软土地区过去应用较多，但由于钢板桩本身柔性大如支撑或锚拉系统设置不当，其变形会很大，因此对基坑支护深度
3、达 7m 以上软土地层，基坑支护不宜采用钢板桩支护，除非设置多层支撑或锚拉杆，但应考虑到地下室施工结束后钢板桩拔除时对周围地基和地表变形的影响。1.2、地下连续墙 地下连续墙是在泥浆护壁的条件下分槽段构筑的钢筋混凝土墙体，由于地下连续墙具有整体刚度大和防渗性好，适用于地下水位以下的软粘土和砂土多种地层条件和复杂的施工环境，尤其是基坑底面以下有深层软土需将墙体插入很深的情况，因此，在国内外的地下工程中得到广泛应用，并且随着技术的发展和施工方法及机械的改进，地下连续墙发展到既是基坑施工时的挡墙围护结构，又能作为拟建主体结构的侧墙。也可采用逆作法施工减少对环境和地面交通的影响。 1.3、柱列式灌注桩
4、排桩支护 柱列式间隔布置包括：桩与桩之间有一定的净距的疏排布置形式和桩与桩相切的密排布置形式。为降低工程造价和施工方便柱列式灌注桩作为挡土围护结构有很好的刚度，但各桩之间，必须在桩顶浇注较大截面的钢筋混凝土帽梁加以可靠连结。为防止地下水井夹带主体颗粒从桩间空隙流入坑内，应同时在桩间或桩背采用高压注浆，设置深层搅拌桩，旋喷桩等措施，或在桩后专门构筑防水帷幕。灌注桩施工时无振动，对周围邻近建筑物，道路和地下管线影响危害比较少。 1.4、内支撑和锚杆支护 作为基坑围护结构墙体的支承，内支撑（水平横撑、角撑、斜撑曾）和锚杆（斜锚杆、锚定板拉杆等）的作用对保证基坑稳定和控制周围地层变形极为重要。目前支护
5、结构的内支撑，常用的有钢结构支撑和钢筋混凝土结构支撑两类，钢结构支撑多用圆钢管和大规格的型钢。为减少挡墙的变形，用钢结构支撑时可用液压千斤顶施加预应力。钢筋混凝土支撑是近几年在上海地区等深基坑施工中发展起来的一种支撑形式，它多用土模或模板随着挖土逐层现浇，截面尺寸和配筋根据支撑布置和杆件内力大小而定，它刚度大，变形小，能有力的控制挡墙变形和周围地面的变形，宜用于较深基坑或周围环境要求较高的地区。 1.5、土钉墙支护 土钉墙围护结构是边开挖基坑，边在土坡面上铺设钢筋网，并通过喷射混凝土形成混凝土面板，从而形成加筋土重力式挡墙起到挡土作用。适用于地下水位以上或人工降水后的粘性土、粉土、杂填土，不适
6、用淤泥质及地下水位下且未经降水处理的土层。 1.6、深层搅拌水泥土桩支护 深层搅拌水泥土桩是用特制的进入土深层的深层搅拌机将喷出的水泥浆固化剂与地基土进行原位强制拌合制成水泥浆固化剂与地基土进行原位强制拌合制成水泥土桩，相互搭接，硬化后即形成具有一定强度的壁状挡墙既可挡土又可形成隔水帷幕，对于平面呈任何形状，开挖深度不很深的基坑，皆可用作支护结构，比较经济。许多工程都用了深层搅拌水泥土桩支护。 1.7、施喷桩帷幕墙支护 它是钻孔后将钻杆从地基土深处逐渐上提，同时利用插入钻杆端部的旋转喷嘴，将水泥浆固化剂喷入地基土中形成水泥土桩，桩体相连形成帷幕墙。 2、深基坑支护的支撑 深基坑支护结构包括挡墙
7、和支撑(锚杆)两部分。上面列举了深基坑支护的挡墙形式，至于支撑近年来亦有不少发展。常用的支撑形式有对撑、角撑、圆形支撑和拱形支撑等。 支撑即沿基坑的纵横两个方向尺寸较大，还需要设立中问立柱，以避免支撑杆件伸过长和失稳。支撑杆体多用大直径的圆钢管和大规格的H 型钢。为减少挡墙的变形，对支撑宜施加预顶力，应力值控制在设计计算值的 1/101/15，每根支撑的松紧程度应相同。对支撑施加的预顶力主要靠在支撑杆件的一端设液压千斤顶来实现。中问立柱要埋入基坑底一定的深度，以保证其在承受荷载后不下沉和倾斜，并保证支撑系在一个平面上有较大的刚度。中问柱的选型要考虑便于 拆除和不妨碍基坑底板的施工。为了减少中问
8、柱和增加支撑的刚度，近年来亦有采用钢筋混凝土作撑杆件的。 角撑多用于方形或接近方形的深基坑，仅在深基坑的四个角处设斜置的角撑，以承受由围凛传来的荷载。如并排设两道或多道角撑时，用腹杆加以联系，组成析架式角撑，以增强稳定性。角撑跨度较大时亦应设立柱，以保证其成一平面，不至于下沉失稳。角撑可用大直径圆钢管和大规格 H 型钢做杆件，支撑亦要施加预顶力。角撑亦可用钢筋混凝土杆件。在支撑体系中，围凛的强度和刚度对保证支护结构的安全是很重要的，必须充分重视。 在平面尺寸较大的基坑开挖中，若采用支撑有困难时，常采用锚杆来代替。锚杆根据锚固的地层，可分为土层锚杆和岩层锚杆。它是一簇受拉杆件，它的一端与支护结构
9、联结，另一端锚固在土体(岩层)中，将支护结构所承受的荷载分散 到周围稳定的土岩(岩层)中去。土层锚杆是用水泥砂浆将钢拉杆锚固在伸入稳定土层内部的钻孔中。岩层锚杆与土层锚杆基本相同，只不过是将钢拉杆以水泥砂浆锚固在稳定的岩层钻孔中，钢拉杆可采用圆钢管、粗钢筋和钢绞线等。 3、避免发生极限状态 极限状态多发生在深基坑工程支护结构中，这样的支护结构必须要保证挡土结构的稳定，而且不能对附近的建筑物或者是建筑设施造成破坏。在土木工程施工中，基坑支护工程具有破坏性的极限主要包括：整体性的土体失稳，挡土结构基础的承载力失效、基底滑移、结构性破坏或者失稳等，管涌或者地下冲刷，还有锚杆抗拔失效等。当然，由于挡土
10、结构局部变形导致附近建筑或者设施的结构性破坏也属于具有破坏性的极限状态。 极限状态除了具有强大破坏力的一部分以外，还有一部分是能够正常使用的。比如挡土结构的变形只影响了附近建筑的外观，不影响整体的质量，承受水头压力的挡土结构发生渗漏等。 就目前城市的高层建筑来看，这些建筑的地下室一般多是一到三层，只有个别的能达到四层，基坑深度一般为一层 5 米，二层 9 米，三层 12米。悬臂石挡墙结构一般用在深度在 7 米以内的基坑；如果基坑深度较大，通常采用的是单只点或者多支点的基坑支护结构。 4、深基坑施工注意事项 4.1、做好工程勘察工作 在建筑施工的准备阶段不仅要根据岩土条件进行初步勘察，而且要对需
11、要支护的工程做专门的勘察工作。由于每个场地的岩土条件不同，所以勘察的范围也要视情况而定，要根据地层结构，科学地提出土的有效强度，并且要对施工的应变条件、地下水位等对土体的影响做客观的评价，提出有效的应对措施。当然，工作人员更要查清施工现场附近的建筑物的现状，以及对施工震动的承受能力等。 4.2、保护深基坑四周地面 在建筑施工的挖土工程中，要及时做好施工场地周围的地面保护工作。当地面水沿着基坑裂缝渗漏时，支护结构可能产生位移。在这种情况下，必须及时采取有效措施进行堵塞，疏导地面水流向其他地方，减少水进入基坑的可能性。 4.3、保证深基坑支护系统的施工质量 基坑支护系统的质量通常表现在支护系统的材
12、料、构造尺寸等方面。施工质量的好坏直接决定了整个支护结构的稳定性的强弱，一个科学合理的基坑支护系统不仅能够保证整个系统的工作状态正常，而且能够有效避免因施工问题造成的安全事故的发生，最大程度地降低了安全隐患。4.4、避免地下水的影响 地下水位是影响基坑支护工程施工的重要因素，地下水渗透地区会产生地面下沉事件。如果周围环境许可，可以采取适当的降水措施，通过采取降水措施，可以减轻基坑支护结构的压力，改善土质条件，非常有利于施工的进行。如果周边环境不允许采取降水措施，则可以建立止水帷幕，起到挡水的作用，提高土木工程施工的质量。 4.5、做好检测与监测工作 在基坑支护系统的施工过程中，如果由于客观条件
13、的影响，支护的主要结构或者是尺寸等不能与设计相符合，那么施工人员要与设计人员协商解决，必须按施工顺序进行。地下水的监测工作要有固定的周期，在地下水控制装置安装好以后开始监测。施工现场要有专门的负责人巡视施工状况，巡检也要有周期，而且巡检要有完整的记录。 【结语】 基坑工程项目会越来越多，基坑周围环境复杂，地面建筑云集，地下设施众多，甚至地质条件多变，基坑支护技术的难度越来越高。因此必须要从施工现状出发，研究深基坑支护施工技术中存在的种种需要改进之处，结合支护施工技术发展做出相应对策。 【参考文献】 1杨森. 浅谈土木工程中的边坡支护技术J. 门窗,2013,04:309. 2汤鹏灿. 深基坑工程若干问题研究及工程实践D.长江大学,2012.
