深基坑支护技术现状及展望

王振军

广东新华文化广场建设开发有限公司

摘要：深基坑支护技术是岩土工程领域一项古老而有使用价值的技术，在整个建筑中发挥着重要的作用，随着我国城市化的进程加快，深基坑工程会越来越多，深基坑开挖与支护会越来越受到重视！本文分析了深基坑支护技术的现状，在此基础上进行了展望。

关键词：深基坑支护技术；现状；应用展望

目前，整个的建筑工程已经向高层化方向发展。为了保证高层建筑的稳定性，防止地基下沉，就需要利用到深基坑支护技术。这是因为深基坑在开挖的过程中必定会受到各种因素的影响，从而导致建筑物受到影响，针对这种情况就需要才深基坑开挖过程中采用支护技术。

一、概述

深基坑支护技术是岩土工程领域一项古老而有使用价值的技术。打地基建造房屋以及其他工程建造最早可以追溯到远古时期，在那时人类就懂得了深基坑支护简单的操作。特别是进入 20 世纪以来，随着社会经济的发展，人们知识的增长，科学技术的发展，深基坑支护技术越来越得到了重视。深基坑支护技术在我国的广泛研究开始于20世纪80年代初期，是伴随着我国改革开放的步伐不断发展的。特别是在20世纪90年代，随着城市化的建设，深基坑支护技术得到了更深入的研究与发展，在此基础上也产生了一些先进的设计方法、设计思路计算方式以及施工工艺等。然而，受一些自然条件和人为因素的影响，加上深基坑支护的复杂性等方面的原因，基坑工程发生事故的概率还是比较高的。基坑工程的发展方向常常是基于一种新的支护型式的出现带动新的设计方法、计算方式和分析方法的产生，在遵循实践、认识、再实践、再认识规律的基础上，不断地发展完善，走向成熟。

二、深基坑支护技术的现状

1、深基坑支护技术的类型

传统的深基坑支护技术就是将钢板桩加井点降水，但是随着建筑物建设过程中基坑的深度不断加大以及体量也在不断增大，支护技术也逐渐丰富起来。目前主要的深基坑支护类型有钢板桩支护、深层搅拌支护、排桩支护、地下连续墙、土钉支护5种。将其按照功能进行划分的话，可以分为挡土系统（包含钢板桩、钢筋混凝土板桩、深层水泥搅拌桩、钻孔灌注桩、地下连续墙）、挡水系统（包含深层水泥搅拌桩、旋喷桩、压密注浆、地下连续墙、锁口钢板桩）、支撑系统（包含钢管与型钢内支撑、钢筋混凝土内支撑、钢与钢筋混凝土组合支撑）三种。

2、深基坑支护技术的应用现状

（1）设计与实际施工情况存在差异。由于深基坑支护技术与挡土墙土压力有一定差距，特别是目前关于挡土墙土压力理论不够完善的情况下，依旧采用传统的计算方式进行计算，导致误差出现。出现理论不完善的情况是因为实际施工中需要考虑到图纸设计、地质条件、地面荷载的差异等等，研究难度较高。

（2）施工监理存在漏洞。目前普遍的建筑工程都需要监理。但是由于存在人员素质问题等多个问题的影响部分监理人员注重场内，不注重场外，更別提全程监理。加上深基坑工程更加需要高素质、高水平的监理人员。

（3）强度与设计要求存在距离。通过对实际的施工过程进行研究观察目前针对深基坑支护喷射砼最常用的是喷射砼设备，这类设备能够连续进行喷射施工，对工期较紧的建筑工程比较适用。但是由于操作水平不稳定等因素的影响导致混凝土回弹严重，从而出现砼厚度与强度达不到最初设计要求的现象。

（4）成孔注浆与设计要求存在差距。当深基坑支护中采用土钉支护技术时其一般采用直径在100-150mm的钻杆成孔，由于土层质量的不同，在未研究土体情况的基础上进行钻孔就会出现出渣不尽的现象，其中的残渣导致下一步的注浆工作存在问题，严重出现无法插筋与注浆的现象。或者是在注浆的过程中由于注浆未插到位等问题导致注浆长度不够，不仅影响工程工期还会影响工程质量。

（5）深基坑在开完的过程中一般都是采用机械开挖，由于其中机械操作手技术问题导致深基坑边坡平整度、顺直度不够，在进行砼初喷时就容易出现超挖或者欠挖问题。

三、几种先进支护技术的应用

目前，我国在深基坑开挖所使用的上述方法中，有95%工程中发现弊端较多：一是造价高、二是空间小、三是工期长、四是高耗能并污染环境。

为避免施工弊端的出现，则有5%的深基工程采用了SMW工法、加劲桩法、预应力装配式支撑等新技术。

1、水泥土搅拌桩

用一种特制的搅拌钻头，在地基中钻至设计深度后，开始喷出固化剂（水泥或石灰浆体），将钻头深度内的地基土强行拌合，凝固成固体土桩。

2、SMW工法

即型钢水泥土搅拌墙，是一种在连续套接的三轴水泥搅拌桩内插入H型钢，形成复合式挡土隔水结构。这种结构充分发挥了水泥土和型钢的力学特性，具有经济、工期短、隔水性强、噪声小等优点。并且待完工后，H型钢可从桩中拔出，达到回收再利用的目的，也避免了遗留地下成垃圾障碍的弊端。

1998年后，SMW工法在上海地区得到推广应用。考虑稳妥起见，目前该法仅在30m以内深基坑使用。可是由于基坑有越发加深的趋势，工程建设者们正在潜心研究，可望不久将会突破到30m以下。

3、旋喷搅拌加劲桩

利用旋喷钻机，按一定角度（即与水平夹角-450），在土体中成孔（孔径一般为300-1000 mm）。同时，通过旋喷机向土体内喷射高压水泥浆（按设计比例配制），使水泥浆与土体充分搅拌混合，形成水泥土锚固体。

在成孔搅拌过程中，将加劲筋（一般用小于15.2钢绞线束）通过钻机的钻头带入桩体内。当成桩体达到设计长度后，将螺旋钻杆退出，从而形成水泥土凝固体——旋喷搅拌加劲桩。

利用该桩支护的办法：将桩的一端与支护结构（地下连续墙、排桩和围擦构件）相连接，另一端锚固在深层上体中。

这样，可使支护结构所承受的侧向荷载通过加劲桩锚固体传递到稳固土体中，利用土体自身的抗剪强度来平衡外力荷载，以此确保支护结构的稳定。

该方法打破了在软弱土层中不能使用锚杆禁区，解决了锚杆在软弱土层施工中所遇到管涌、颈缩和渗流等障碍物的干扰，能用当地土做原料，就地取材、降低工程造价，施工简便不扰民，加劲筋可以回收，不会造成地下垃圾。

目前，该法主要用于深基坑边坡支护工程。由于此法解决了软弱土层中可用锚杆支護的难题，因此，国家一些大城市在深基坑支护工程中均有采用，并取得了经济和社会效益。

四、深基坑开挖支护技术发展前景

当今世界，信息化网络技术迅速发展，促使城镇化智慧城市试点的形成。我国住房和城乡建设部于2013年1月启动90个试点，到8月剧增至193个。显而易见，伴随智慧城市的激增，城建总体规划中，向地下构筑深层民生工程指日可待。那么，相应的支护技术势必将普遍应用并不断创新，使其与深层地下工程建设相辅相成。支护体系受力计算问题的研究如下。

1、地下支撑及连续墙体的受力与变形都比较复杂，计算要考虑到周围结构、周边土体、支撑体系3种因素均处受力状态，应予以综合分析。近期的计算方式是简化为平面分析，而平面难反映出空间状况，因而计算出的数据不足以符合实际受力情形。

2、在软土、淤泥等不利地质条件下开挖基坑，应考虑土体的变动特点进行设计计算。因为土体变动，导致支撑延期受力，支护构件会发生变形，影响支护效果。

3、当深基坑开挖面积较大，采用较复杂支护方法时，支护结构会随气温高低变化而收缩或伸张。对于这种情况，目前只能作粗略的估算，对支护安全存在隐患。

4、当前计算深基坑支护排桩、连续墙受力作用而发生变形时，十分纠结：当对此采用弹性支点计算时，会涉及到对地基土水平抗力系数取值的困惑，若用竖向弹性地基梁法计算时，被动区的弹性抗力又与土的基床系数有关。

由于我国地域辽阔，土壤类型较多，各类土性质不尽相同，因而，须分别治理，选择出适用土特性参数，显得十分重要。

结语：总而言之，深基坑支护技术作为岩土工程中一个重点内容，其存在的复杂性、受力状态以及结构选型的多样性，都会影响到整个岩土工程的质量。随着科技的进步，科学技术与工程技术的融合必定会引发深基坑支护技术的广泛应用。

参考文献：

[1]封骥.建筑工程中深基坑支护技术的施工关键性问题研究[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2009，19（11）：152.

[2]蔡超.深基坑施工技术研究——基于武汉积玉桥万达广场深基坑项目的工程实践[J].湖北工程学院学报，2014，19（06）：266-267.