探讨复杂地质下深基础基坑边坡支护及其施工方法

■李智

（四川省冶金地质勘查局605大队 四川眉山 620860）

探讨复杂地质下深基础基坑边坡支护及其施工方法

■李智

（四川省冶金地质勘查局605大队 四川眉山 620860）

复杂地质背景下在深基础基坑边坡支护过程中，要充分考虑深基础基坑边坡支护施工场地周边的环境，保证施工环境周边的设施及其他建筑的安全，满足施工所使用的原材料的运输需求，并满足深基础基坑边坡支护结构的强度需求。本文以几种典型支护结构为例，介绍了其特点及施工方法、施工流程等，最后提出了几点关于深基坑施工的注意事项。

深基础边坡支护施工

1 前言

深基础支护结构主要应用于高层、超高层建筑物的地下部分，包括排桩、地下连续墙等多种结构形式，目前支护工艺已有20余种。基坑边坡坡度及边坡施工质量都是基坑边坡稳定的影响因素，而基坑的稳定性直接关乎着施工者的安全与建筑基础的质量，因此做好深基坑边坡防护工作具有重要的意义。

2 深基础及支护结构

为了增加土地利用率，高层、超高层建筑应用越来越广泛。随着建筑高度的逐渐增加，建筑物基础的埋深也需要不断增加，因此适于高层建筑的深基础支护结构也越来越受到重视。深基础支护结构是指基坑开挖时的一种支挡结构，主要承受基坑开挖所产生的土压力和水压力，并将此压力传递到支撑。基坑支护包括两个方面的工作：一是开挖支护；二是变性控制。本文讨论的主要是开挖支护及其施工方法。深基础支护结构有支护型和加固型两种，其中支护型结构主要包括排桩、板桩墙、地下连续墙等，加固型则主要包括灌注浆、水泥搅拌桩等[1]。

3 深基础边坡支护类型及施工方法

深基础支护结构多种多样，目前已发展到了20多种，在实际应用中需要将各种因素进行综合考虑，经过科学论证之后，确定出最佳的支护方案。深基础支护部分是建筑基础施工过程中的重点和难点，直接影响整个建筑工程的质量安全。随着技术的发展，深基础支护技术已经渐趋成熟。本文将选取几种常见支护类型，主要在施工发面作简单探讨。

（1）工字钢桩。工字钢桩围护结构适于黏性土、砂性土和粒径小于100mm的砂卵石地；施工噪声较大，一般用于远离居民区的基坑施工；适用于基坑范围不大的施工。施工中，一般用冲击式打桩机，对于地层比较松软的地区可采用静力压桩机和振动打桩机沉桩。要随挖随挡木板，到一定深度后，需设置腰梁和横撑。（2）预制混泥土板桩。此支护方法施工简便，但噪声较大，对于城市内部的基坑不实用。止水效果不理想，需辅以止水措施。另外，受起吊设备限制，不适合用于大深度基坑，国内一般为10m以内。（3）灌注桩。这种支护结构主要运用了柱列式灌注桩的刚度优势，适用于深大基坑。利用灌注桩作支护时，施工对周边地层、环境的影响较小，但需要与降水或与能止水的搅拌桩、旋喷桩等配合使用。（4）地下连续墙。地下连续墙属于支护型结构，是在开始挖基坑之前，沿开挖导墙挖开一条基槽，并在槽内铺设钢筋笼，并进行混凝土浇筑，才形成一道连续的地下墙体。该连续墙体刚度大，施工时振动小、噪声低，止水效果与防渗性良好，适用于黏性土和砂土等地层，能较好控制软土地层的变形，尤其适用于基坑较深的深基础支护工程。地下连续墙施工过程中需利用多种专用挖槽机械设备。浇筑材料主要有钢筋混凝土、塑性混凝土、自硬泥浆、固化灰浆、泥浆等，相应可形成混凝土墙、固化灰浆墙、预制墙、泥浆强以及钢制地下连续墙等。从施工工艺上看，地下连续墙施工流程主要为：制作导墙→泥浆护壁→成槽施工→下钢筋笼→灌注混凝土→墙段接头处理。当施工对周边环境不利时，应采用较小的槽段长度，必要时，可采用搅拌桩对槽壁加固。对转角处有特殊要求时，单元槽段的平面形状可采用L形或T形。（5）SMW工法桩。SMW桩挡土墙是利用搅拌设备就地切削土体，然后注入水泥类混合液搅拌形成均匀的挡土墙，最后，在墙中插入型钢，形成一种劲性复合围护结构。这种围护结构的特点主要表现为止水性好、施工速度快，型钢可以部分回收、重复利用。此方法具有较好的发展前景，目前，上海等城市已有工程实际应用。（6）自立式水泥土挡墙/水泥土搅拌桩挡墙。深层水泥搅拌桩是利用水泥或石灰等材料作为固化剂，利用机械方法将软土和固化剂进行强制性的深层搅拌，经过一系列物理化学反应，形成具有良好水稳定性和一定强度的水泥土墙，它属于加固型支护结构。在工程实践中，深层水泥搅拌桩一般采用格栅形式，所形成的水泥土墙被称作重力坝式挡墙，能够同时起到挡土和挡水的双重效果。（7）预应力锚杆支护。预应力锚杆支护具有施工轻便、无污染、低噪音、造价省及工期短等优点，具有较好的安全性和经济性，主要应用于高度为14m以下的高切坡支护。锚杆的施工工序主要包括[2]：钻机定位成孔→锚杆的制作与安装→孔内注浆→锚杆柱制作→张拉与锁定。主要的技术要求包括：①成孔过程中需随时注意钻机速度，避免蹩钻，把土完全倒出后再拔钻杆；②选择合适比例的水泥砂浆灌注，选择合适的胶结材料、水灰比，可掺入适量的混凝土早强剂；③土层锚杆的锚固体截面积和长度会直接影响其承载力，因此必须严格控制，使其达到设计要求；④在施工锚杆柱时应保证柱中预留锚坑底面与锚杆垂直，若有偏差应立即纠偏，否则在施加预应力时会造成断杆和断柱事故；⑤应尽量避免预应力锚杆在张拉锁定时的应力损失问题问题的发生，可在锚杆预应力没有明显衰退时锁住锚杆，一般锁定预应力为设计的70%。（8）钢板桩。钢板桩支护具有强度高、可重复使用、占地空间小等优点。由于此方法对施工专业性要求较高，钢板桩虽可以重复使用，但临时支护投入较大[3]。钢板桩适于地下水位较高的基坑。钢板桩的施工流程[4]：测量放样→实施表层回填素土剥离→根据施工图及高程放设沉桩定位线→根据定位线控设沉桩导向架→整修平整施工机械行走道路→沉设围护桩→将围护桩送至指定高程→焊接围囹支撑→挖土→基坑抽排水→盖板涵施工→回填土→拔除钢板桩。

4 深基坑施工中要注意的问题

（1）超深开挖将影响结构安全以及位移的增加。（2）基坑底由于上层土开挖而作用于其面上的压力会引起土的膨胀，必须注意防止在此作用下土产生软化[5]。（3）深基础基坑的支护，应综合考虑地质条件、基坑周边环境、主体地下结构情况、施工季节变化以及支护结构使用期等因素，因地制宜、合理选型。（4）深基础基坑深入地下较深，在施工开始之前首先对施工地点的水文条件进行检查是必要的工作，保证在进行支柱桩的施工过程之中，有效地完成成孔操作等步骤，高效地完成施工工作[6]。（5）基坑可分级放坡，并设置分级过渡平台，利于边坡的支护工作。

[1]张命贵，孔红，张海波.深基础支护结构的设计与施工方法 [J].中国科技信息，2013(18)：59.

[2]田家琳.预应力锚杆支护在边坡工程的应用 [J].交通世界，2009(7)：124-125.

[3]JGJ120-2012，建筑基坑支护技术规程 [S]，2012.

[4]段宝德，深基础土方开挖支护方案比选 [J]，福建建筑，2014(5)：97-99.

[5]陆培炎，深基坑开挖工程中设计与施工的若干问题 [C]，陆培炎科技著作及论文选集，2006：459-472.

[6]兰照兴，深基础基坑边坡支护设计及施工方案 [J]，2015(1)：44-46.

U418.5+2[文献码]B

1000-405X（2015）-10-371-1