谈建筑工程中的基坑支护技术

张 再 根

(山西冶金岩土工程勘察总公司，山西 太原 030002)

谈建筑工程中的基坑支护技术

张 再 根

(山西冶金岩土工程勘察总公司，山西 太原 030002)

对基坑支护技术进行了简述，介绍了基坑工程的内容及特点，主要对重力式水泥土墙、土钉墙、排桩、地下连续墙、锚杆五种基坑支护方法进行了阐述，并给出了基坑开挖及监测的措施，以保证基坑施工的安全性。

基坑，开挖，支护，监测

0 引言

随着国民经济的不断发展，城市建设规模逐渐扩大，地下的建筑结构也有了很大的发展，许多地下建筑如地下停车场、地下商场等都已经成为城市建设过程中必不可少的一部分。地下的建筑结构有一定的特殊性，受周边环境、地质条件的影响较大，这就使得在基坑施工中必须根据工程的具体情况应用合理的基坑支护技术，保证基坑及建筑物的安全使用。

1 基坑支护简介

基坑支护，就是在基坑开挖过程中，为了保护基坑周边建筑物、道路，以及地下主体结构施工的安全而采取的支挡措施。基坑支护是一个系统工程，它主要包括土方的开挖、支护结构的选型、机械的选用、工程降水以及止水帷幕等方面内容。

由于地下建筑工程的规模不断扩大，深大基坑越来越多，在城市建筑物、道路密集的复杂环境下，基坑支护的难度和造价不断增加。建筑基坑工程是一个复杂的系统工程，涉及多学科的内容：岩土工程、结构工程、地下水环境、周边建筑荷载影响等，这就要求我们根据不同的工程需要，精心设计和施工，不断总结经验，完善理论研究，不断加强基坑支护新方法、新工艺的探讨，使基坑支护技术不断发展，以满足不同的工程需要。

2 基坑工程内容及特点

基坑工程内容包括：基坑勘察与环境调查、周边建筑物资料的收集，支护结构的选型、设计，设计方案的论证、经济技术比较，支护结构施工与土方开挖，工程降水，变形监测等。现阶段，基坑工程的特点如下。

2.1 基坑规模不断增大

随着城镇化的快速发展，城市土地的使用成本越来越高，建筑物在向空中发展的同时，也逐渐加大对地下空间的利用，大型的地下商场、停车场不断兴建。基坑的深度和面积不断增大，深度10 m以上、面积数万平方米的深大基坑在城市建筑中已经越来越普遍。

2.2 基坑周边环境的复杂多样化

深基坑一般在高层、超高层建筑中居多，而高层建筑、地下商场一般在城市人口稠密、商业发达的地段，建筑物密集，周边道路、地下管网分布复杂。这就要求我们在基坑支护结构的选型、施工中，慎之又慎，不仅要保证基坑本身的稳定，还要保证周边道路、地下管网和建筑物的安全使用。

2.3 基坑支护形式多元化

为了满足不同基坑工程的需要，同时兼顾造价的要求，现阶段常用的基坑支护形式有：

单一支护结构：重力式挡土墙、土钉墙、排桩、地下连续墙等；联合支护结构：排桩、挡墙、连续墙与内支撑、梁、锚杆、锚索等共同作用的联合支护；地下支护结构与地下主体结构相结合的逆作法；多元支护结构：同一基坑，由于周边环境复杂，不能采用同一种支护结构，可分段采取不同的支护形式，满足工程需要。

2.4 基坑工程事故频发

引发基坑工程事故的原因复杂多样，在勘察设计方面，参数的选取、支护结构形式的选择，计算模型的确定尤为重要，选择不当，就给事故的发生埋下了隐患；施工方面，管理不到位，不能严格按设计要求施工，偷工减料等原因是导致基坑施工的直接原因；业主一味的强调降低造价，安全系数偏低、安全储备不够，在周边环境发生变化时，引发工程事故，也是导致基坑事故频发的重要原因。减少事故的发生，需要我们参建各方的共同努力，科学的设计、精心的施工、精细的管理，才是保证工程的安全前提，才能杜绝事故的发生。

3 现阶段的基坑支护方法

常用的支护方法有：重力式挡土墙支护、排桩支护(桩顶加冠梁)、土钉墙(复合土钉墙)支护、地下连续墙支护、桩锚支护、锚杆支护等。以下简单介绍几种常见的基坑支护方法。

3.1 重力式水泥土墙

重力式水泥土墙是利用水泥作为固化剂，采用深层搅拌机械将水泥浆液和土层浆进行搅拌，使水泥和土发生化学反应，硬结成具有水稳定性、一定强度和整体性较好的水泥加固土。由深层搅拌桩相互搭接形成的水泥土挡墙，可以是格栅式的，也可以是相互搭接形成的实体墙。该工艺具有挡土、止水的双重功能。在基坑深度较浅，场地条件允许的情况下，采用重力式挡土墙可做支护兼止水帷幕使用，当需要增强墙体的抗拉性能时，可在水泥土桩内插入钢筋、钢管、槽钢等。

3.2 土钉墙支护

土钉墙是一种原位土体加筋技术。土钉支护是以较密排列的插筋作为土体的补强手段，通过插筋锚固体与喷射混凝土面层共同作用，形成补强复合土体，达到稳定边坡的目的。该方法适用于加固基坑底以上的土体，适用于地下水位以上或降低地下水位以后的粉土、粘性土、砂土、碎石土，不适用于饱和软土和淤泥质土。

土质较好且均匀，周边条件允许，基坑开挖深度在5 m～15 m范围时，可采用土钉加固体进行支护。目前常用的土钉类型为钻孔注浆型土钉，土钉一般采用直径20 mm～35 mm的Ⅱ级以上螺纹钢筋。

土钉墙施工一般是边开挖边施工，按“自上而下，分层开挖，分层施工，及时挂网喷护”的原则组织施工，基坑开挖坡面不得长时间暴露，避免风化失稳。

3.3 排桩

排桩支护可根据工程情况分为悬臂式支护结构、拉锚式支护结构和内撑式支护结构。根据不同地区、不同的工程地质条件、水文地质条件、周边环境因素等要求选择排桩的支护类型，排桩一般采用钢筋混凝土灌注桩、钢管桩等。为增强稳定性，一般在桩顶部设置钢筋混凝土冠梁，冠梁的宽度应大于桩径，冠梁高度一般不宜小于桩径的0.6倍。当桩间土质较差且排桩间距较大时，排桩的桩间土应采取防护措施，一般采用挂网喷射混凝土面层。当基坑深度较大，周边环境复杂时，仅排桩支护变形超过规范要求时，可和锚索、内支撑等结合使用，可有效减小变形，保证基坑安全。

3.4 地下连续墙

地下连续墙自20世纪50年代初开创以来，施工机械和施工技术不断得到了改进和推广。近年来，地下连续墙支护技术在地下工程和基础工程得到了广泛的应用。在城市轨道交通、高层及超高层建筑、各种工业建筑地下工程的挡土防渗结构，以及水利河道治理的防渗墙等，地下连续墙的应用越来越广泛，技术越来越成熟。

地下连续墙是一种安全可靠的支护方式。这种支护方式可以在城市建筑物和道路密集的地区施工，由于地下连续墙的刚度大，能够承受较大的侧压力，所以在基坑开挖时变形较小，对周围环境影响不大。当基坑周边环境复杂，荷载分布较大时，可采用地连墙与锚杆配合拉结或用内支撑、地下结构支撑的方法进行支护。在水位较高的场地，采用地下连续墙支护可同时用于截水帷幕(混凝土抗渗等级不小于P6)，亦可同时作为主体地下结构外墙。

3.5 锚杆支护

锚杆支护，锚杆作为受力的主体，一端锚入稳定的土体或岩体中，另一端与其他支护形式(排桩、挡墙等)相连接，通过锚杆锚固体的受拉作用，调用深层土体的潜能，达到基坑稳定的目的。锚杆根据需要可选用钢绞线锚杆或钢筋锚杆，锚拉结构时宜采用钢绞线锚杆。锚杆的适用性强，在基坑支护中使用极为常见。锚杆不宜设置在淤泥、淤泥质土、泥炭、泥炭质土及松散填土层内。锚杆腰梁可采用型钢组合梁或混凝土梁。

4 基坑开挖与监测

基坑监测是实现深基坑工程信息化施工的重要手段。基坑监测的主要内容主要为三个方面：支护结构的变形监测，土体与周边环境的变形监测，支护结构的应力监测和地下水动态监测。

在基坑开挖前，根据工程的特点、规模、地质条件、支护结构形式，制定可行有效的监测方案和土方开挖方案，指导基坑工程的施工，以保证基坑及周边建筑物、道路的安全。

基坑开挖的基本原则：“开槽支撑，先撑后挖，分层开挖，严禁超挖”。基坑面积较大时，宜分层分段开挖，在基坑开挖时严禁碰撞支护系统，避免基坑失稳。

5 结语

基坑工程是建设工程的一个重要组成部分，基坑的设计与施工是一个复杂的系统工程，兼顾岩土、结构、环境等多学科的内容。严谨的设计、规范的施工、精细的管理、严密的监测是确保基坑工程成功的关键，也是保证主体工程施工顺利进行的一项重要措施。安全可靠、经济合理、科学有效的基坑支护施工技术，是整个工程顺利施工的前提与保证，因此，加强对建筑基坑施工技术的认识与研究意义重大。

[1] JGJ 120—2012，建筑基坑支护技术规程[S].

[2] 黄 强.深基坑支护工程设计技术[M].北京：中国建材工业出版社，2010.

[3] 黄万春.深基坑支护的施工控制[J].科技信息,2010(12)：36.

On foundation pit support technique in architectural projects

Zhang Zaigen

(ShanxiMetallurgicalRock-SoilEngineeringRecinnaissanceGeneralCompany,Taiyuan030002,China)

The paper indicates the foundation support technique, introduces the contents of the foundation pit projects and their features, illustrates five methods, including gravity cement wall, retaining wall, campshed, underground continuous wall, anchor rod, and proves the measures for the excavation and monitoring, so as to ensure the safety of the foundation pit construction.

foundation pit, excavation, support, monitoring

2015-05-23

张再根(1971- )，男，工程师

1009-6825(2015)22-0070-02

TU463

A