岩土工程中的深基坑支护问题研究

曾振辉

[摘要]深基坑施工的工艺及支护系统随着施工技术及现代大型机械的发展而变得日新月异，深基坑支护工程中的施工技术的控制要点及解决的措施。结合工程实例，对深基坑支护技术进行论述。

[关键词]岩土工程 深基坑支护 解决措施

[中图分类号] TV551.4 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-3-370-1

1深基坑支护的类型

1.1深基坑支护系统

近几年来随着基坑深度和体量的增大，支护技术也有了较大进展，按功能分常用的有以下一些：

（1）挡土系统：常用的有钢板桩、钢筋混凝土板桩、深层水泥搅拌桩、钻孔灌注桩、地下连续墙。其功能是形成支护排桩或支护挡土墙阻挡坑外土压力。

（2）挡水系统：常用的有深层水泥搅拌桩、旋喷桩、压密注浆、地下连续墙、锁口钢板桩。其功能是阻挡抗外渗水。

（3）支撑系统：常用的有钢管与型钢内支撑、钢筋混凝土内支撑、钢与钢筋混凝土组合支撑。其功能是支承围护结构侧力与限制围护结构位移。

1.2深基坑必须进行支护设计

根据不同的基坑深度、地质、环境与荷载情况采用不同的支护结构。常见的深基坑支护结构类型及其适用范围为：（1）深层搅拌桩支护。它是利用水泥、石灰等材料作为固化剂通过深层搅拌机械， 将软土和固化剂（浆液或粉体） 强制搅拌，利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理化学反应，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的桩体（水泥土搅拌桩） ，利用搅拌桩作为基坑的支护结构。水泥搅拌桩适宜于各种成因的饱和粘性土，包括淤泥、淤泥质土、粘土和粉质粘土等，加固深度可从数米至50～60m。由于其抗拉强度远小于抗压强度，故常适用于基坑深度不大（5～7m） 、可采用重力式挡墙结构形式的基坑。这种支护结构防水性能好，可不设支撑， 基坑能在开敞的条件下开挖，具有较好的经济效益。（2）排桩支护。排桩包括钢板桩、钢筋混凝土板桩及钻孔灌注桩、人工挖孔桩等， 其支护形式包括： ①柱列式排桩支护： 当边坡土质较好、地下水位较低时，可利用土拱作用， 以稀疏的钻孔灌注桩或挖孔桩作为支护结构； ②连续排桩支护：在软土中常不能形成土拱，支护桩应连续密排，并在桩间做树根桩或注浆防水；也可以采用钢板桩、钢筋混凝土板桩密排。③组合式排桩支护：在地下水位较高的软土地区，可采用钻孔灌注桩排桩与水泥搅拌桩防渗墙组合的形式。（3）地下连续墙支护。当在软土层中基坑开挖深度大于10m、周围相邻建筑或地下管线对沉降与位移要求较高时常采用地下连续墙作基坑的支护结构。地下连续墙具有如下优点： ①墙体刚度大、整体性好，因而结构和地基变形较小，可用于超深的支护结构； ②适用于各种地质条件，特别是遇到砂卵石地层或要求进入风化岩层时，钢板桩难于施工，可采用地下连续墙支护； ③可减少工程施工时对环境的影响，但是造价高、对废浆液难于处理。（4）土钉墙支护。土钉墙支护是在基坑开挖过程中将较密的细长杆件钉置于原位土体中，并在坡面上喷射钢筋网混凝土面层。通过土钉、土体和喷射混凝土面层的共同工作，形成复合土体，利用复合土体的自稳达到支护目的。

2深基坑支护技术发展

2.1采用动态设计方法

对于深基坑支护结构的设计，目前没有统一的支护结构设计规范。深基坑支护结构的设计仍采用传统的“结构荷载法”，计算结果与深基坑支护结构的实际受力有较大的差距，既不安全也不经济。目前，岩土工作者对探讨和建立动态设计体系已开始形成共识，并开始从事这方面的研究。近十几年来，我国在深基坑支护技术上已经积累很多实践经验，收集了施工过程中的一些技术数据，已初步摸索出岩土变化支护结构实际受力的规律，为建立深基坑支护结构设计的新理论打下了良好的基础。

2.2新型支护结构的计算方法

随着各种类型的支护结构形式的出现，深基坑支护结构正在向综合性方向发展，即受力结构与止水结构相结合，临时支护结构与永久支护结构相结合，基坑开挖方式与支护结构形式互相结合。这些结合必然导致支护结构受力复杂。对这些支护结构的计算模型如何建立、计算简图怎样选取、设计方法如何趋于正确，仍是当前新型支护结构设计中急需解决的问题。

2.3支护结构的试验研究

在支护工程施工的过程中我们积累的技术资料很丰富，但缺少科学的测试数据，无法进行科学分析。一些支护结构工程成功了，也讲不出具体成功之处；一些支护结构工程失败了，也说不清失败的真实原因。因此，开展支护结构的实验研究是非常有必要的。通过实验室模拟实验和工程现场实验，发现问题、总结规律，寻找解决问题的最佳途径，为其他工程提供经验和方法，减少工程事故的发生，为深基坑支护结构计算方法提供可靠的第一手资料。

2.4建立信息监测与信息化施工技术

基坑工程力学参数的不确定性及施工过程的不可预见性，使基坑工程设计和施工中难免出现与实际地层条件不符合的情况，需要在施工过程中通过检测信息的反馈来修正设计，指导施工。因此，基坑工程监测是基坑工程施工中的一个重要的环节，组织良好的监测能够将施工中各方面信息及时反馈基坑开挖组织者，根据预测判定施工对周围环境造成影响的程度，对基坑工程围护体系变形及稳定状态加以评价，并预测进一步挖土施工后将导致的变形及稳定状态的发展， 制定进一步施工策略，实现信息化施工。

2.5优化深基坑支护结构方案

深基坑支护结构的设计与施工不同于上部结构，除地基土类别的不同外，地下水位的高低、土的物理力学性质指标以及周围环境条件等，都直接与支护结构的选型有关。在深基坑工程中，支护结构方案的选择至关重要，支护结构形式选择的合理，就能做到安全可靠、施工顺利、缩短工期，带来可观的经济效益和社会效益。反之，一个不合理的方案即使造价很高，也不一定能保证安全。可见支护结构型式的优化选择是深基坑支护技术发展的必然趋势。

3结束语

实践证明，该工程深基坑支护采用排桩和钢筋混凝土内支撑体系，安全经济地控制了基坑变形；地下水控制采用联合处理方式，即侧壁采用水泥土搅拌桩非落地式帷幕和中深井降水的联合处理方式，降低了地下水位，同时减少了降水对周边建筑物的沉降影响。

参考文献

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