浅谈现代建筑中深基坑支护的几种方法

王雪梅

[摘要] 本文阐述了目前深基坑支护的方法及其成功案例，以推广深基坑支护技术，从而促进现代建筑的发展。

[关键词] 深基坑；支护技术

1 概述

深基坑工程除自身的稳定性问题外，由于地处施工环境的复杂性，一般周围建筑物管线密布，还必须考虑对邻近建筑物及对周围地下的煤气、上下水、电讯、电缆等管线的影响，一旦出现灾害事故，后果将是惨重的。例如，济南市市中区某深基坑出现事故后导致的直接经济损失达5000多万元。如何看待和处理这些问题，将是深基坑设计、施工人员及管理部门亟待解决的问题，也是环境工程地质学的一项重要研究内容。颗粒向上突泥、涌水和冒砂问题。这些不良作用不仅使基坑底变得松软难以施工，而且由于地下水将深部及周边物质的带出，随时间的推移造成地面沉降、裂缝的发生。楼发生整体倾斜，一些部位被拉裂，且在院内出现了数条裂缝，造成不良的环境工程地质效应。侧向位移又能间接引起地面沉降，其原因之一是土体侧向变形导致的直接的高程降低；其二是土体侧向变形引发的垂向弹、塑性变形。这二者的位移量在基坑周边环境沉降计算中应得到九分重视。由于基坑环境工程地质问题考虑的因素之一是对周边建筑的危害，因此周边建筑物类型、新老程度、基础类型及管线的分布，无疑都影响着对基坑环境工程地质的危害程度。同样幅度的地面水平位移或沉降量，发生于老的和浅基的砖木结构建筑，可能会使其发生拉裂、坍塌，甚至倾倒；而若发生于新式桩基或其他深基础的混凝土结构建筑，则可能危害程度很小或没有危害。除上述几个方面的因素外，其他如施工材料堆载及机械振动等都可影响到基坑环境工程地质问题的发生、发展和危害程度。随着基坑的深入，其失稳的危害性也越来越大，因此在基坑开挖时，对支护技术提出了更高的要求。

2目前深基坑支护的方法和成功案例

2.1内环梁支项法

济南某大厦建于1994年，地下2层，地上38层，建筑高度118 m，基坑开挖深度8.7 m～9.6 m，场地地层自上而下依次为：

①人工杂填土，层厚lm～3.2m；

②6.5m～14.5m为第一海相层，呈流塑状态，属微欠固结土层；

③14.5 m～19.5 m为中等压缩性粉质粘土；

④19.5m～ 28.8m为密实性砂质粉土。

场地表层地下水属潜水型，初见水位1.3m，静止水位0.8m。并且该工程附近有很多管线，以及中小学，还有待建的商务大厦工程，可以说本工程施工场地很狭小，基坑一次性开挖面积大，为了保证周围建筑物的安全，施工必须采取有效的支护措施。

针对该工程特点，结合场地条件，考虑了灌注桩、钢板桩及地下连续墙三种支护方案，认为皆不合适，最后施工方和设计方协商研制出适合本工程的基坑支护新方法――内环梁支顶法。首先采用钢筋混凝土灌注桩单桩密排挡土，水泥拌合帷幕挡水，将基坑四周封闭起来，之后在基坑中央设置大直径钢筋混凝土环形梁，通过放射性钢管支顶在围护桩的过梁上，从根本上解决了软土地基深基坑支护的难题。

2.2地下连续墙法

某工程基坑总面积达17 664.4m2。该工程包括两幢高级商业办公楼和一座集购物与娱乐为一体的裙楼，地下为两层车库。塔楼及裙楼的建筑高度分别为110m和24m，层数分别为 33层和 6层。基坑开挖深度为 11.0m。变电站距基坑开挖边线为8m左右。本工程基坑开挖施工重点之一是确保变电站的安全。工程地质条件本工程地处饱和软土地基，土体抗剪强度低，压缩性与触变性较高。土层自上而下依次为：①杂填土，厚度2.1m；②粉质粘土，厚度2.3m，ω=33.2%，r=1.86g/cm3，c=13 kPa，φ=14.5ο；③淤泥质粉质粘土，厚度3.5m，ω=43.3%，r=1.76g/cm3，c=6kpa，φ=16.1ο；④淤泥质粘土，厚度8.5m，ω= 48.3%，r=1.70g/cm3，c=8kpa，φ=8ο；⑤灰色粘土，厚度6m，ω=38.6%，r=1.79g/cm3，c=10kpa，φ=9.2ο。地下水位为- 0.5m～-1.0m。

基坑支护方案――基坑围护结构采用地下连续墙，墙厚800mm，深21. 0mm，地下墙分段纵向接头形式为锁口管，顶部现浇钢筋混凝土帽梁，连成整体以增加墙体的刚度。基坑内沿深度方向架设两道混凝土支撑，混凝土强度为C30。第一道支撑设在地表下2. 5 m，支撐断面为800 mm× 800 mm，围檀断面为：1 400mm x 800mm。第二道支撑设在地表下 7. 8 m，支撑断面为：1000 mm ×800 mm，围檀断面为 1 600 mm x 800 mm。纵横支撑网格的交点设置立柱。此外，为确保变电站安全，在坑外地下墙与变电站之间设置了两排压密注浆，以加固坑外土体，减少作用于墙体的土压力，并可防止地下墙接头处可能发生的渗漏。同时在坑内采用深层搅拌桩，以增加坑内土体的被动土抗力，限制墙底的踢脚变形。

2.3土钉墙的支扩方法

某时代广场，占地面积约6 800m2，由二座塔楼及其相连高层所组成，地面上 22层，地下2层，平面尺寸约 78m x 72 m（西部除去两部分的三角形成为六边形）。建筑物标高±0.000处海拔高程为163m，坑底海拔高程59m，场地地面海拔高程为129 m～170m。由于地形由东向西、由北向南倾斜，地面高差约 35mm，基坑一挖最大深度为 11m，而西侧部分开挖深度为7m，基坑总边长约275m。开挖的东侧与市主干道相距约10 m，北侧道路开挖，南侧为正在施工的中兴大厦，西侧与三层民居相距4m，而西北侧与居民（四层）距离仅为2m，根据场地地质勘察报告，场地内岩土层按成因可分为：人工填土层、第四纪坡残积层、第四纪残积层和震旦纪混合岩、混合花岗岩。从支护设计角度考虑，场地的岩土层情况可简化为：第①层为填土（Qml），第②层为砂质粉土（Qdl+el）和粉质粘土（Qdl），由于这两种土砂的力学计算指标相当近似，故将这两种土抽象成一种土。第①层填土的力学计算指标为：重度r=20kN/m3，内聚力c=15 kpa，内摩擦角中φ=16ο，变形模量正 EO=10 MPa，层厚15 m。第②层上的力学计算指标为：重度r=20 kN/m3，内聚力c=30kpa，内摩擦角φ=24ο，变形模量正EO=30MPa，层厚 35 m。地下水在地面下 15 m，场地总体富水性贫乏，地下水的主要来源为大气降水，地下水对混凝土无浸蚀性。据场地工程地质条件、土层力学计算指标以及周围建筑物情况，经多方案支护形式及技术经济比较，考虑到上钉墙具有施工速度快，与挖土可同步进行，工程造价低及安全可靠的特点，所以决定采用以土钉支护技术为主的支护结构。

3 结语

我国的深基坑支护技术发展主流成绩骄人，经过土建工程师们经验的长期积累，以及通过吸收国外开发的先进技术及原理和方法，从而开发研制出适合我国地质条件的先进技术。达到了国际先进水平，在我国的基础建设过程中得到了充分的发挥和利用，具有良好的经济效益和社会效益，但同时也应该看到国外基坑支护技术的发展，由于我国起步晚，许多设施跟不上，在机械设备及处理能力方面和国外先进水平仍有很大的差距，展望前景，深基坑支护技术必将迎来更加辉煌灿烂的明天。