土岩结合条件下深基坑支护方式研究

2019-02-16王爱强

山西建筑 2019年17期

郭婧王爱强

(1.核工业二零八大队,内蒙古包头 014010； 2.包头市市政工程管理局排水维护所，内蒙古包头 014010)

深基坑指的是基坑开挖的深度要超过5 m，或者是虽然没有超过5 m，但是基坑周围的地质条件、环境以及地下管线排布复杂的工程。尤其是在土岩结合条件下进行深基坑的施工时，因为土岩结构的不稳定性以及较差的承载力，需要格外注意支护结构的建设，来保证施工的安全性。

1 土岩结合条件下在深基坑建设支护体系的必要性

土岩结合的施工条件是指深基坑的开挖地点的地质构造分为上下两部分，上部是稳固性较差的土层，而下部则是非常稳定的岩层，下部的岩层可以在施工中提供一定的稳定性支持，但是上部的土层开挖却需要支护结构的防护才能更好地保证施工的安全性。

在上部是强度较低的土层而下部是强度非常高的岩层，这样的地质条件下进行深基坑的施工工程时不能采取单一的支护方式进行防护，因为施工条件的复杂性，所以，单一的支护往往没有办法满足施工的需求，防护效果不理想；而且，在土岩结合的条件下进行深基坑施工还可能遇到施工中没有充足的放坡空间，甚至是要进行垂直开挖的情况，这时，单一的支护方式就没有办法调节和平衡两种地层结构的关系，从而出现滑动面，留下安全隐患；此外，如果上部的土层不能达到开挖深度的要求，那就需要对下部的岩层进行开挖，这时就需要进行爆破施工，爆破会对地层产生一股很大的振动力，影响支护结构，尤其是边坡支护的稳定性。

2 土岩结合条件下深基坑支护方式的选择分析

在土岩结合的条件下，其支护体系的设计以及支护方式的选择尤为重要，需要从施工现场的各个方面以及各项条件来进行综合考虑，选择最适合的支护方式。

2.1 桩锚支护方式的选择与分析

在土岩结合的条件下进行深基坑的开挖施工时，因为采用的是垂直的开挖方式，所以，在开挖过程中需要设计桩锚支护方式来进行施工保护。垂直施工中，很容易造成土层沉降，从而使得相对稳定的土层发生变形，而排桩恰好能够很好地控制土层变形现象，所以，在实际施工中工作人员往往会通过利用下部基岩的稳定性来建立相应的支护体系。在这样的施工条件下，一般需要建立分层支护的模式来支持后续的深基坑挖掘工作。具体的施工过程是指施工人员利用桩锚对上部的土层结构进行支护，通过利用微型桩对下部的岩层进行支护。通过建立上下分层的支护结构来有效控制深基坑中土层的变形问题，而且这样的分层式的支护模式可以有效节省施工成本，增加工程的安全性。

2.2 复合土钉墙支护方式的选择与分析

在土岩结合的条件下进行深基坑的支护施工时，许多施工单位会选择用复合土钉墙的支护方式来作为深基坑的支护结构，在这样的支护体系中需要使用钢化管作为土钉的重要主体。这种支护施工需要考虑的一个问题就是钢化管没有办法进行击入施工，所以，在具体的施工中需要结合微型桩来形成复合式的土钉墙。

复合式的土钉墙支护模式也是通过利用下部岩层的稳定性来有效控制土层的变形。复合式的土钉墙包含两个部分，上部是桩锚结构，下部是锚喷结构。如果在施工过程中遇到了风化花岗岩界面，那么就需要利用预应力较高的锚拉构件来取代原本的排桩，只有这样才能稳定吊脚桩的边坡，增加支护结构的稳定性和施工的安全性。

2.3 预应力锚板墙支护方式的选择与分析

深基坑的支护方式有许多，在施工过程中需要根据具体的施工条件进行针对性地选择，其中有一种非常有效的支护方式就是利用预应力锚板墙来进行基坑的支护。这些支护结构的存在可以最大限度地保证基坑工程的施工安全以及施工质量，保证施工现场工作人员的人身安全，尽量降低施工对周边建筑物以及地下管线的影响。

利用预应力锚板墙作为深基坑的支护结构，需要利用下部岩层本身或者是经过预处理的具有较强稳定性的基坑局部机构的稳定性，并以此为基础，通过分层挂装钢筋网并进行混凝土喷射的处理，形成预应力支护墙，对于深基坑的施工进行防护。采用这种支护方式，不仅可以保证岩石层边坡的施工质量，减少上部土层碎片的滑塌；还能更快地将土层的压力传递给锚板，保证土层的稳定性；而且因为锚杆是本结构中的集中受力点，通过利用锚杆的锚固力更好地平衡土层的压力，保证现场的施工安全。

2.4 预应力锚杆肋梁支护方式的选择与分析

预应力锚杆肋梁支护方式是由钢筋网和混凝土构成的，以这两者作为依托，形成一种预应力锚杆肋梁盖结构，因为锚杆具有一定的倾斜角度，所以，可以保证锚杆从下部的岩层中获取更多的锚固力，增加结构的稳固性。

3 土岩结合条件下深基坑支护的设计及施工研究

3.1 深层搅拌桩支护设计分析与施工

随着现代建筑业的发展，许多新型的建筑材料出现并快速普及，成为了建筑施工中重要的材料，水泥就是其中之一，水泥这种施工材料的适用度非常高，施工效果也好，在深基坑的施工中应用也非常广泛。在深基坑的施工过程中，进行深层搅拌时往往需要利用水泥石灰等材料来进行，通过把软土和需要用到的固化剂混合在一起，进行强制搅拌，利用固化剂与软土之间产生的化学反应以及产生的衍生物来强化软土的强度，使软土与水泥石灰等强性材料融合硬结，最终形成了贯通基坑上下的桩体，然后将这个通过深层搅拌而产生的桩体作为深基坑的支护结构，来保证深基坑工程的安全。

3.2 排桩支护设计分析与施工

排桩，顾名思义，就是利用较多数量的桩体按照一定的排列形式组成排桩支护的工程。一般用作排桩的桩体可以是钢板桩、钢筋混凝土板桩之类的高强度的桩体，也可以是钻孔灌注桩或者人工挖孔桩等形式形成的桩体。在施工中要根据具体的施工条件来选择合适的桩体，而且还要根据施工现场的状况灵活选择排桩的支护形式，比如连续排桩、组合式排桩或者柱列式排桩等，通过选择合适的桩体和排桩方式来达到有效的支护作用。

3.3 地下连续墙支护设计分析与施工

深基坑一般是深度超过5 m的基坑施工工程，而在现实施工中开挖深度往往会远超5 m，当深度超过10 m时，深基坑的施工就会对周围的环境产生非常大的影响，如果此时周围存在的建筑物或者是地下排布的管线很容易受到地面沉降的影响时，就需要设计连续的墙基坑作为这一部分深基坑的支护结构，通过连续的墙体来减小基坑开挖对于地面沉降的影响，降低其连锁影响。

3.4 土钉墙支护设计分析与施工

土钉墙支护，顾名思义，就是通过土钉等形式在深基坑的地下形成一个复合式的土体墙，以此，作为深基坑的支护结构。具体的实施过程就是在深基坑开挖的时候，将细长的杆件密集排布在原位土体之中，在开挖的坡面上喷射钢筋网混凝土面层，然后以这两者作为支护结构的基础，在辅以土钉、土体等材料，再在其上喷射混凝土面层，形成稳固的复合土体墙的支护体系。