深基坑支护技术的现状及发展

荆丽梅 孙林娜 信校阳 王世通

(青岛理工大学 山东 青岛 266000)

深基坑支护技术的现状及发展

荆丽梅 孙林娜 信校阳 王世通

(青岛理工大学 山东 青岛 266000)

随着我国经济的发展，深基坑支护技术广泛运用在不同区域的施工建设中。经过多年的施工建设，已取得了很多成功的经验。本文阐述了深基坑工程的主要特点，并对我国常用的深基坑支护类型进行了简单介绍与总结，对支护技术的发展趋势进行了展望。

深基坑;支护类型;发展趋势

一、我国深基坑工程的主要特点

90年代以来，基坑工程数量、规模急剧增加，基坑开挖与支护间题已经成为我国建筑工程界的热点间题之一。目前我国深基坑工程具有以下特点［1］:

1.建筑趋向高层化;2.基坑开挖面积大;3.在软弱的土层中，基坑开挖会产生较大的位移和沉降;4.施工工期长、场地狭窄，降雨、重物堆放等对基坑稳定性不利;5.在相邻场地的施工中，打桩、降水、挖土及基础浇注混凝土等工序会相互制约与影响，增加协调工作的难度。

二、深基坑支护类型

经过多年的发展，支护类型已发展到数十种，这里仅介绍目前我国常用的几种支护类型［2］。

(一)土钉墙。土钉墙要求土体具有临时自稳能力，以便给出一定施工时间。土钉墙支护施工速度快、用料省、造价低，与其他桩墙支护相比，工期可缩短50%以上，节约造价60%左右，而且土钉支护可以紧贴已有建筑物施工，从而省出桩体或墙体所占用的地面。但从许多工程经验看，土钉墙的破坏几乎均是由于水的作用，水使土钉墙产生软化，引起整体或局部破坏，因此采用土钉墙工程必须做好降水。

(二)锚杆支护。锚杆支护是一种岩土主动加固的稳定技术。锚杆一端锚入稳定的土 (岩)体中，另一端与各种形式的支护结构连接，并施加预应力，通过杆体的受拉作用，调动深部地层的潜能，达到维护基坑稳定的目的。锚杆支护适用性强，基本不受基坑深度的限制，可与多种支护结构形式联合使用，如排桩、地下连续墙、土钉墙等。但不宜用于有机质土，液限大于50%的粘土层及相对密度小于0.3的砂土。由于锚杆技术具有显著的技术经济效益，目前在我国基坑工程中应用较多，积累了丰富的工程实践经验。

(三)地下连续墙。地下连续墙具有整体刚度大、止水防渗效果好的特点，适用于地下水位以下的软粘土和砂土等多种地层条件，尤其是基坑底面以下有深层软土需将墙体插入很深的情况。因此在国内外的地下工程中得到广泛的应用。随着技术的发展和施工方法及机械的改进，地下连续墙发展到既是基坑施工时的挡土围护结构，又是拟建主体结构的侧墙，可较好地控制软土地层的变形。除现场浇筑的地下连续墙外，我国还进行了预制装配式地下连续墙和预应力地下连续墙的研究和试用。预制装配式地下连续墙墙面光滑，由于配筋合理可使墙厚减薄并加快施工速度。

(四)深层搅拌桩支护。深层搅拌桩 (水泥土墙)是利用水泥 (或石灰)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 (块体或墙体)。这种支护结构多采用格栅形式，即重力坝式挡墙。当基坑属于二、三级基坑，基坑深≤7m，当坑边至红线间有足够的距离时，往往优先采用。由于水泥属不透水结构，因此既能挡土又能挡水，具有良好的防渗效果。深层搅拌桩属重力式结构，靠本身重量即可抵抗侧向力保持稳定，一般内部无支撑，便于基坑内机械挖土和地下结构施工，施工简便、费用较低，而且使用的材料仅是水泥，所以具有较好的社会经济效益。

(五)钢板桩支护。目前钢板桩常用的截面形式有U形、Z形和直腹板型。钢板桩由于施工简单而应用较广。但是钢板桩的施工可能会引起相邻地基的变形和产生噪声振动，对周围环境影响很大，因此在人口密集、建筑密度很大的地区，其使用常常会受到限制。

三、深基坑支护技术的发展趋势

(一)建立变形控制的新的工程设计方法。按变形控制设计中变形控制量应根据基坑周围环境条件因地制宜确定，不是要求基坑围护变形愈小愈好，也不宜简单地规定一个变形允许值，应以基坑变形对周围市政道路、地下管线、建 (构)筑物不会产生不良影响，不会影响其正常使用为标准。鉴于此，应建立新的变形控制设计方法，着重研究以下问题［3］:(1)支护结构变形控制的标准。这是关系支护结构成败的决定性数据，但至今仍未有一个具体标准。(2)空间应变简化为平面应变。这是如何将开挖过程中的空间效应转化为设计中的平面应变问题。(3)地面超载的确定及其对支护结构变形的影响。

(二)探讨新型支护结构的计算方法。随着大量高层、超高层建筑以及地下工程的不断涌现，对基坑工程的要求越来越高，随之出现的问题也越来越多，导致许多新的支护结构型式相继问世，如:双排桩、土钉、组合拱帷幕、旋喷土锚、预应力钢筋混凝土多孔板等。但是，这些支护结构型式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。目前，深基坑支护结构正在向着综合性方向发展，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型式相结合［4］。

(三)开展支护结构的试验研究。理论来自于实践，我国至今在深基坑支护结构方而尚未进行系统的试验研究。在支护工程施工的过程中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。通过实验室模拟试验和工程现场试验，发现问题、总结规律，寻找解决的问题的最佳途径，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了可靠的第一手资料。

(四)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。一个不合理的方案即使造价很高，也不一定能保证安全。

(五)发展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监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给基坑开挖组织者，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，实现所谓信息化施工。

四、结束语

深基坑工程中，设计是核心，监测是手段，施工是保证。一个支护方案是否合理，决定着基坑工程的成败。怎样判断设计方案的合理性，就看它是否安全可靠、经济合理，是否采用先进的施工工艺，是否有利于工程施工。只要我们积极推进动态设计和信息化施工技术，加强监测力度，促进实测工作，就可以避免基坑工程事故的发生或降低事故所带来的损失。同时，通过计算理论的不断改进，施工工艺的不断完善，进一步推动我国深基坑支护技术的发展。

［1］夏胜先，王云飞，夏树威.深基坑支护技术现状及发展 ［J］.山西建筑，2008，34(26):115－117.

［2］张贵然.深基坑技术的发展及展望 ［J］.洛阳大学学报.2004，19(2):100－103.

［3］陈建国，胡文发.深基坑支护技术的现状及其应用前景 ［J］.城市道桥与防洪，2011(1):91－94.

［4］徐希萍，杨永卿.深基坑支护技术的现状及发展趋势 ［J］.福建建筑，2008(116):34－35.

荆丽梅 (1992.02－)，女，汉族，山东青岛人，硕士研究生在读，青岛理工大学，土木工程专业。