常见深基坑支护施工工艺选用分析与研究

刘文斌

摘要：结合工程实际，介绍了深基坑支护工程设计过程中几种常见的施工工艺和适用条件，总结了影响深基坑支护设计和施工中工艺选择问题的各项因素，从工程背景、经济效益、安全性和适用条件四方面分析深基坑支护工艺的优化选择，工艺选择对深基坑支护工程施工方案优化与施工质量控制的研究具有重要的应用价值和经济效益。

关键词：深基坑支护工程；施工工艺选择；影响因素

0前言：随着我国城市建设的飞速发展，出现地下停车场、高层建筑埋深、人防等各种需要，无论是高层建筑还是地铁的深基坑工程，由于在城市中进行开挖，基坑周围通常存在交通要道、已建建筑或管线等各种构筑物，而一般的基坑支护大多又是临时结构、投资太大也易造成浪费，但支护结构不安全又势必会造成工程事故。因此，如何安全、合理地选择合适的支护结构和施工工艺的选择是基坑工程考虑的主要内容之一。以下为笔者结合实例分析当前深基坑工程中常见的支护施工工艺的选用。

1、常见的深基坑施工工艺

1.1、放坡开挖：不设围护，仅在基坑四周放坡的坑内土体开挖方法。可在无任何障碍的情况下建造地下结构物。放坡开挖技术施工难度小、造价低，所以在基坑工程中应用广泛。

1.2、土钉墙支护：土钉墙是指在开挖的土坡土体中打入土钉，使土钉和坡面喷射的混凝土与土体构成一个承受土钉墙后面土压力的类似重力挡墙，约束墙后土体的变形，保持土坡的稳定。土钉墙的施工一般包括钻孔、插筋、注浆等过程。

1.3、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：柱列式排桩支护、连续排桩支护和组合式排桩支护 。结构形式采用较为普遍的是悬臂式、内撑式，也可选用拉锚式及锚杆式等形式。

1.4、地下连续墙：地下连续墙刚度大，止水效果好，是支护结构中最强的支护型式，适用于地质条件差和复杂，基坑深度大，周边环境要求较高的基坑，但是造价较高，施工要求专用设备。

2、选择施工工艺的影响因素

在进行深基坑支护设计和施工工艺选择时，必须从工程背景、适用条件、安全可靠和经济效益四个方面进行考量：

首先要深入了解的是工程背景和施工工艺的适用条件，即对工程和周围环境的要求。一般当工程地质条件较好，地下水位较低、基坑排水设施完善并满足放坡角度要求时，可采用柔性支护，如自然放坡、土钉墙等；当周边环境要求较高时，应采用较刚性的支护型式，以控制水平位移，可有效解决毗邻既有建筑物开挖基坑的安全与施工需求的问题。对既有建筑物的影响较小，不易引起相邻地下管线产生不均匀沉降，排桩支护结构体系由支撑或锚杆排桩、连续墙结构共同组成，可有效承担侧向土压力及水压力等荷载作用。同样，对于支撑的型式，当周边环境要求较高地质条件较差时，采用锚杆容易造成周边土体的扰动并影响周边环境的安全，应采用内支撑型式较好；当地质条件特别差，基坑深度较深，周边环境要求较高时，可采用地下连续墙加逆作法这种最强的支护形式。

在深入了解工程背景和施工工艺适用条件的基础上，深基坑支护作为一个结构体系，应满足安全性要求，即要满足稳定和变形的要求，也就是通常规范所说的两种极限状态的要求，即承载能力极限状态和正常使用极限状态。所谓承载能力极限状态，对基坑支护来说就是支护结构破坏、倾倒、滑动或周边环境的破坏，出现较大范围的失稳。一般的设计要求是不允许支护结构出现这种极限状态的。而正常使用极限状态则是指支护结构的变形或是由于开挖引起周边土体产生的变形过大，影响正常使用，但未造成结构的失稳。

因此，基坑支护设计相对于承载力极限状态要有足够的安全系数，不致使支护产生失稳，而在保证不出现失稳的条件下，还要控制位移量，不致影响周边建筑物的安全使用。因而，作为设计的计算理论，不但要能计算支护结构的稳定问题，还应计算其变形，并根据周边环境条件，控制变形在一定的范围内。

在全面了解了工程背景和各项施工工艺的使用条件后，在确保安全可靠的基础上，选择合适的深基坑支护结构和施工工艺，保证深基坑工程的经济效益最大化。

3、實例：以某小区深基坑为例，阐述以工程背景、适用条件、安全可靠和经济效益为基础的深基坑支护设计和工艺选择在实际中的应用。

3.1工程概况：拟建6栋住宅楼，为地上33层，地下两层，基础形式为筏板基础，框（剪）架结构。基坑开挖深度约6.5～9.0m。

3.2、水文地质简况：场地稳定水位埋深0.4～2.3m，水位标高为1.46～5.92m。主要含水层为①杂填土、③中粗砂、⑤细砂、⑥中粗砂层。按埋藏条件属弱承压性潜水。地下水流向受地形控制自东北向西南，渗入河流。地下水主要来源于大气降水和侧向渗流的补给，排泄方式主要为渗流，受季节性降水的影响，年水位变化幅度约1.5m。

3.3、岩土工程设计参数

3.4支护形式和施工工艺选择：1、考虑拟建车库北侧外墙皮距离距离红线2.5m，距离电缆沟4.0-6.0m，距离污水管道约9.7m（该管道直径1.9m，底部最深埋深约3.4m）；东侧北部车库外墙皮距离红线2.5m，距离自来水管道7.3m；南侧两个车库出入口外侧墙皮距离红线约2.7m。南侧现有配电箱亦距离基坑较近，约4.4m。以上均采用排桩加锚杆对边坡进行支护。2、西侧为建筑时间较长，3层砖混结构，条形基础，基础埋深1.2m，对差异沉降敏感，最近距离4.0m。采用排桩对边坡进行支护，并于排桩外侧加设阻水帷幕一道，防止建筑出现过大差异沉降；3、东侧南部距离红线最近14.6m；南侧距离用地红线10.0m（红线外10.0m为河）；采用1：0.5放坡加土钉墙支护。

在充分考虑工程实际周围环境复杂，基坑开挖较深、场地狭小等影响，在深基坑支护设计和施工工艺选择上，既考虑了基坑周围建筑物、管道等地下设施的保护，又从设备、人工和材料等多方面实际出发，还考虑到支护结构的经济效益问题，最终实现了排桩加锚杆支护、阻水帷幕、自然放坡加土钉墙多种施工工艺相结合的支护结构。

4、结束语：深基坑支护设计和施工工艺选择是一项系统工程，不仅不同的支护结构适应于不同的地质条件，并且要根据具体问题，具体分析，从而选择经济适用的支护结构和施工工艺。

参考文献：

（1）GB50330-2013，建筑边坡工程技术规范

（2） JGJ120-2012，建筑基坑支护技术规程

（3）岩土工程手册编写委员会 岩土工程手册[M] 北京 中国建筑工业出版社，1994

（4）刘建航，侯学渊 基坑工程手册[M] 北京 中国建筑工业出版社，1997