浅析基坑支护技术

王琳

【摘要】随着国民经济和城市建设的快速发展，我国基坑工程的技术水平也有了很大的提高，同时在基坑设计与施工中也涌现了许多问题。本文对基坑工程的设计和常用的支护结构类型进行了阐述和对比。希望对基坑工程设计施工中如何选择合理的支护结构型式、控制基坑变形、有效防止支护结构失效、减少基坑工程事故的发生有一定的参考价值。

【关键词】基坑支护；结构设计

建筑基础是建筑结构的重要组成部分，它影响着整个建筑的经济和安全。由于工程具有工程量大、技术难度高、不可预见的因素多得特点，所以对其安全可靠性严格要求，否则不但会影响基础和基坑本身，而且会影响周边环境。因此要求设计时要全面考虑、仔细、认真。

1、基坑支护结构设计基本要求

基坑支护工程是一门系统的工程，又是一门风险工程，技术人员应该充分认识各类支护结构的优、缺点及适用范围。支护结构设计的基本要求是：不仅要保证支护结构本身的安全，还要保证周围建筑和地下管线的安全。所以，在设计和施工时，要严格控制围护结构和周围土体的变形。确保在安全的前提下，合理设计，节省造价，方便施工，缩短周期。

1.1 设计原则

为保证支护结构安全正常使用，必须满足以下要求：（1）支护结构不能滑动；⑵支护结构不能倾覆；⑶支护结构不能有过大的水平位移；⑷支护结构不能有过大的沉陷；⑸保证支护结构本身的强度足够；⑹保证地基的强度足够；⑺保证周围建筑物安全，位移及沉降控制在允许范围内；⑻保证基坑底部的隆起、回弹在允许范围内.不发生渗流及管涌等；⑼支护方案安全可靠，而且是经济的优化方案。

1.2 设计内容

基坑工程围护体系设计一般包括下述内容：（1）围护体系的选型，包括围护结构型式和止水体系；（2）围护结构的强度和变形计算（对锚撑结构，包括锚固体系或支撑体系）；（3）止水体系的设计计算；（4）基坑内外土体稳定性验算；（5）基坑挖土施工组织设计；（6）监测设计及应急措施的制定。

2、基坑支护结构设计理论

2.1 常用基坑支护结构型式及合理选型

基坑围护方案设计的首要任务就是选择合适的支护型式，每种支护型式的适用范围和特点也很不一样，造价相差可能相当巨大。因此，合理的选择基坑支护型式不仅可以保证施工的安全，还可以节约大量的人力、物力、财力。

2.1.1 基坑支护选型的原则

选用围护体系的基本原则是安全、经济、方便施工和因地制宜。

（1）安全不仅是指支护结构本身要安全，还应当保证基坑开挖以及地下结构的顺利施工，保证邻近的建筑物、构筑物以及市政公用设施的安全和正常使用。

（2）经济不仅是指设计和施工围护体系所需的工程费用，而且还要考虑以下几个方面：①挖土是否方便；②安全储备是否足够；③工期是否合理；综合考虑以上几个方面，确定该方案是否经济合理。

（3）方便施工也是围护体系的选用原则之一。方便施工不仅可以降低挖土费用，而且可以节省工期，提高支护结构的可靠性

（4）围护体系的设计还应做到因地制宜，不同地区的地质条件差别很大，我们应当根据现场的工程地质条件和水文地质条件，选用合适的支护形式，进行围护方案的设计。

2.1.2 常用基坑支护类型分类及其特点和适用范围

随着基坑工程技术的不断发展，在实际工程采用的支护型式越来越多，按照支护结构受力特点划分可归并为桩墙结构（排桩或地下连续墙）、土钉墙结构，重力式结构（水泥土墙）、拱墙结构几种基本类型。下面仅介绍几种常见的支护结构的特点及适用范围。

（1）放坡开挖

当施工现场有足够大的放坡场地，开挖深度不深（一般小于5M）并且地基土质较好时可以考虑采用放坡开挖。放坡开挖一般费用较低，能节约施工成本。在放坡开挖的过程中，为了增加基坑边坡稳定性，减少挖土土方量，放坡开挖常结合简易围护。

（2）土钉支护

在基坑开挖坡面，用洛阳铲成孔或机械钻孔，孔内放钢筋，并注浆，在坡面安装钢筋网并喷射混凝土，使土体、钢筋与喷射混凝土面板结合，成为深基坑土钉支护。土钉支护施工设备较简单；施工速度较快，节省工期，造价较低。

土钉支护适用于地下水位较低的黏土、砂土、粉土地基，基坑深度一般在15m以内。不足之处是土钉在基坑外，一般会侵占红线外的地下空间，对以后的地下空间开发应用会造成一定的影响

（3）水泥土重力式挡墙

水泥土重力式挡土结构一般适用于软土地基，支护的深度不宜超过7M，基坑周边需有一定的施工场地。平面布置有格构式和密排式。

（4）排桩支护

当基坑的开挖深度在6～10m，开挖场地有限，而不能使用放坡开挖或者搅拌桩支护时，可以考虑使用排桩支护。排桩是采用密排或者具有一定间距排列的桩组成的挡土结构。当基坑不大深时，可以采用无支撑式（悬臂式）；当基坑较深时，可以结合钳杆、支撑等配合组成挡土结构。

排桩的桩型通常有人工挖孔桩和钻孔桩两类，一般人工挖孔桩的桩径不宜小于800mm，钻孔桩的桩径不宜小于600mm，排桩的桩型和桩径应根据项目的工程地质条件、水文地质条件再结合施工条件确定。

（5）地下连续墙

地下连续墙主要有现浇钢筋混凝土连续墙和预制钢筋混凝土连续墙两种，通常地下连续墙一般指前者。地下连续墙有如下优点：施工震动小、噪声低，墙体刚度大，对周边地层扰动小。

（6）复合型

为了节省工程造价，根据工程地质条件的好坏，同一个基坑的不同地段可以采用不同的支护结构。例如很多深基坑工程在开挖时先放坡开挖1～2米，然后再采用别的围护结构。

（7）钢板桩

钢板桩支护一般适用于土质较松软的或对变形要求较低小规模的基坑工程项目中，钢板桩的抗弯刚度小，变形大.施工快，一般需要加支撑。根据其加工制作工艺的不同可以分为：热轧/拉森钢板桩、冷弯薄壁钢板桩。

（8）支撑体系

支撑形式一般有混凝土支撑、钢支撑和锚杆等。支撑体系的选择不同的地区很不一样，视各地的工程地质条件而定，例如上海地区软土比较多，主要以撑为主，而在广东等一些地质条件较好的地区，则常常采用锚杆。撑和锚各有其优、缺点。

结语：

综上所述，要想合理的选择基坑的支护型式，我们必须深刻地了解各种支护型式的优、缺点以及合理性，只有这样，当我们在进行围护结构的设计时才能做到有的放矢。

參考文献：

[1]杨海林.建筑深基坑支护优化设计研究及应用[D].中国地质大学（北京），2013.

[2]白洪潮.深基坑支护技术方案的选择及其优化设计[D].长江大学，2012.