市政工程常用基坑支护结构的类型及设计原则

李刚+王霞

摘 要：最近几年我国城镇化发展的速度不断加快，城市立交桥等工程的发展速度也随之提高，而这对于市政工程的最大影响就是基坑开挖的情况越来越多，而支护结构的选型以及设计原则成为了人们普遍关注的重点。本文在研究的过程中就对以上两个方面的内容进行了简单的叙述，并结合相关实例对其具体应用进行了介绍，希望对相关单位能够起到一定的帮助作用。

关键词：基坑支护；结构类型；设计原则

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.19.083

0 引言

在上个世纪80年代，随着我国改革开放程度的不断深入，城市建设的脚步也在逐年加快。尤其是在最近几年，城市立交桥的数量急剧增多，很多市政工程的相关设施在下穿立交桥的过程中都存在着基坑开挖的问题。市政工程基坑周围也经常会存在着交通要到或者其他的建筑物，这就使得在基坑开挖的过程中不得不面对一个十分现实的问题那就是应当采取怎样的措施对其进行保护。对基坑周边进行支护是一个比较可取的方法，但是其属于临时结构，过多的投资肯定造成资源的浪费，而其如果不安全又可能会产生安全事故。所以如何在保证安全性的前提下对支护结构的类型进行选择，在设计的过程中应当遵循怎样的设计原则成为了很多人关注的焦点。

1 市政工程常用基坑支护结构的类型、特点及其适用范围

从目前实际情况来看，支护结构的种类还是比较多的，在对类型选择的过程中应当结合基坑开挖的深度、当地水文与地质条件以及施工的季节等多方面因素来选择一种真正适合的基坑支护结构的类型。

（1）放坡开挖。这种支护类型对施工场地周围的环境有这般比较高的要求，当施工场地周围没有十分重要的建筑物的时候，就可以采取这种方式。而这种方式的主要缺点就是土方回填量相对来说比较大。在开挖深度方面不应当超过7m，当超过4m的时候可以选择多级放坡的方式降低危险情况发生的概率。放坡的坡度大小应当根据土层的性质进行确定，坡度以小于1：1.5为宜，在土质较差的土层中要小于1：2.0。

（2）钢板桩。其是异型型材的一种，从笔者的工作经验上来看使用的范围十分的广。尤其是锁扣密封剂等多种多样的止水工具的使用，其使用的范围得到进一步的扩大，例如在一些较为柔软或者地下水位比较高的深基坑支护方面都有着良好的运用。其主要的优点就是隔水性以及耐久性比较好，对周围环境的要求也不是十分的高。但是其最大的缺点就是抗弯能力比较弱，经常被使用在一些基坑深度较浅的沟槽中。而且刚度也比较小，开挖之后的变形比较大，所以会在其上设置几道支撑对其进行加固。

（3）人工挖孔灌注桩。这种基坑支护方式在目前的应用还是比较广泛，当基坑的深度在7m～10m之间的时候经常被使用。其主要的优点就是在实际操作的过程中不会产生比较大的噪音，对周围环境的影响也比较小，自身强度也比较好。但是其一个缺点就是所需要的劳动强度比较大，桩与桩之间存在的间隙也比较大容易造成水土流失，比较容易发生质量安全事故。同时其也比较适用于黏土质的地区，并不适用于软土或者一些地下水位较高的地区，如果在这些地区一定要使用这种方法，首先要对其进行降水操作。

（4）预制钢筋混凝土板桩。这种基坑支护方式的最大特点就是操作较为简单，施工的周期也比较短，在过去的很多施工现场都得到了广泛的使用，但是在实际操作的过程中，往往需要靠锤击的方法对预制钢筋混凝土板桩进行施打，所以将会产生比较大的噪音，同时在操作的过程中对周围的土层也会产生扰动，目前使用已经十分少了。

（5）地下连续墙。这种支护结构的主要施工步骤就是沿着基坑周边的轴线，在泥浆护壁条件下，对其开挖出一条比较狭长的深槽，在对其进行清槽处理之后，在其内部防止钢筋笼，然后使用导管法将水下的混凝土浇筑成为一个整体，如此逐段的进行操作，在基坑内部形成一道连续的钢筋混凝土墙壁。这种支护结构的刚度是最大的，止水效果也比较好。但是由于受到施工机械的限制，往往在厚度上有着比较固定模数，灵活性比较差，所以这种结构往往是在基坑深度比较大的时候才被广泛的使用。通常情况下适用于深度大于10m，而且周围有着比较重要的建筑物的环境下才被使用。例如在对超深基坑进行开挖的时候，其他的结构无法满足其根本的需求，所以才被使用。其主要的优点就是在进行的过程中不会产生过大的噪音，非常适合在城市内部使用。而且抗渗性能十分出色，几乎不会出现透水的情况。墙体整体的刚度十分的大，在进行开挖的过程中能够承受比较大的土压力，很少会导致塌方情况的产生。在多种土质情况下都较为适用。而从其缺点上看，主要就是在城市内部进行施工的过程中，无法采取有效的措施对废泥浆进行处理，而且费用相对来说也比较高。

2 市政工程基坑支护结构的选型

在基坑开挖的过程中对其进行支护的主要目的就是为了保证期稳定性，同时还能对周围的结构以及地下管线起到一定的保护，便于之后的工作顺利进行。而对其类型进行合理选择，是进行设计的首先工作。在选择的过程中要结合项目所在地周围的实际情况以及自身的特点等因素综合确定。安全性是其最为核心的部分，不仅仅要保证在开挖阶段不产生事故，也要有效的保证周围其他建筑物的使用安全。而在設计的过程中还应当兼顾其经济方面的因素，不仅仅指的是其造价，好包括对于施工工期以及安全等多个方面的综合经济效益。笔者通过多年的设计经验认为，当周围环境较好又没有比较重要的建筑物时，就可以采用放坡或者放坡结合钢板桩型式支护；而当周围的环境比较恶劣或者项目所在地周围有比较重要的建筑物以及管道设施的时候，就可以使用一些比较刚性的支护形式，从而对其水平位移进行控制。而当周围环境要求特别严格的时候，就可以使用地下连续墙的方式对其进行支护工作。

3 市政工程基坑支护结构的设计要求

在对基坑支护结构进行设计的时候，要按照其破坏可能造成的结果进行良好的分级。可以按照后果十分严重，后果一般以及不严重将其分为一级、二级以及三级。同时其作为一个整体，其不但在强度上要满足要求，在稳定性以及变形方面也同样要满足要求，即规范规定的满足承载力极限状态以及正常使用极限状态的相关要求。对于基坑来说，承载力极限状态指的就是支护整体结构发生破坏，而导致基坑整体出现了失稳的情况，而正常使用极限状态指的就是由于自身或者周边土体的变形过大的时候，影响了其正常的使用。

市政工程所在的地区往往都在城市之中，所以对其变形方便的要求十分的严格。如果支护结构在侧向力的作用下发生了比较大的水平位移的话，那么周围的地势肯定将会出现下沉，严重情况下还会使得周围的其他建筑物表面出现裂缝。而如果变形量超过极限范围之后，就会导致建筑物出现倒塌的情况或者管道断裂。所以笔者建议在日常设计的过程中要采取积极有效的措施对其变形量进行有效的监督，一旦出现超过极限值的情况，就必须对其采取一定的措施进行加固。

4 结语

一般的基坑支护结构都是临时结构，如果对其资金投入量过大的话必将会导致资源的浪费，而如果支护结构安全存在隐患的话还可能会造成工程事故的发生。所以本文在论述的过程中论述在保证其安全性的前提性，应当选用什么类型的支护结构以及设计过程中应当遵循怎样的原则，希望对相关人员能够起到一定的帮助作用。

参考文献：

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