深基坑工程的支護

李蘭玲

（海南交通工程監理公司，海南 海口 570206）

1 工程概況

基坑支護工程的內容一般包括以下幾點。

1.1 巖土工程勘察與工程調查。確定巖土參數與地下水參數；測定臨近建筑物、周圍地下埋設物（管道、電纜、光纜等）、城市道路等工程設施的工作現狀并對其隨地層位移的限值作出分析。

1.2 支護結構設計。包括擋土墻圍護結構（如連續墻、柱列式灌注樁擋墻）、支撐體系（入內支撐、錨桿）以及土體加固等；支護結構的設計必須與施工基坑工程的施工方案緊密結合，需要考慮的主要依據有；當地經驗，土體和地下水狀況，四周環境安全允許的地層變形限值，可提供的設施與施工場地，工期與造價等。

1.3 基坑開挖與支護的施工。包括土方工程、工程降水和工程的施工組織設計與實施。

1.4 地層位移預測與周邊工程保護。地層位移既取決與土體和支護結構的性能與地下水的變化，也取決于施工工序和施工過程。如預測的變形超過允許值，應修改支護結構設計與施工方案，必須要對周邊的重要工程設施采取保護或加固措施。

1.5 施工現場量測與監控。根據監測的數據和信息，必要時進行反饋設計，信息化指導下一步的施工。

2 深坑支護的技術

現代大城市的高層建筑具有深、打的特點，挖深一般在15～20m之間，寬度與長度達100m。基坑臨近多有建筑物、道路和管線，施工場地擁擠，在環境安全上又有很高的要求，所以過去對基坑支護的選型比較單一，基本上均采用柱列式灌注樁擋墻或連續墻作為維護結構，當用明挖法施工時照采用多道支撐（多道內支撐或多道背拉錨桿）。其他的支護形式如國內外廣為應用的鋼板擋土墻或樁板（分離式工字鋼加襯板）擋墻由于剛度較弱、易透水以及打樁震動和擠土效應對城市環境的危害，已很少用于建筑深基坑這類很深的基坑中。但是近年來興起的土頂支護尤其是復合土釘支護，在適合的地質條件下有望成為建筑深基坑的選型，而逆作法施工在國內已日益趨成熟。

2.1 鋼板樁支護

鋼板樁支護是一種施工簡單、投資經濟的支護方法。它由鋼板樁、錨拉桿（或內支撐、錨碇結構、腰梁等）組成。由于鋼板樁本身柔性較大，如支撐或錨拉系統設置不當，其變形會很大。基坑深度達7m 以上的軟土地層，基坑不宜采用鋼板樁支護除非設置多層支撐或錨拉桿。

2.2 地下連續墻支護

地下連續墻支護是用特制的挖槽機械，在泥漿護壁的情況下開挖一定的深度溝槽，然后吊放鋼筋籠，澆筑混凝土。地下連續墻的形式多種多樣，一般集檔土、承重、截水和防身于一體，并兼做地下室外墻。其不足之外是要用專用設備施工，單體施工造價高。對各種地質條件及復雜的施工環境適應能力較強。施工不必放坡，不用支撐，國內地下連續墻的深度達36m，壁厚1m。

2.3 排樁支護

排樁支護是指列隊式間隔布置鋼筋混凝土挖孔、鉆（沖）孔灌注樁，作為主要的擋土結構，其結構形式可分為懸臂式支護或單錨桿、多錨桿結構，布樁形式可分為單排或雙排布置。懸臂式支護適用于開挖深度不超過10m粘土層不超過8m 砂性土層，以及不超過5m的淤泥質土層。

2.4 深層攪拌支護

深層攪拌支護是利用水泥作為固化劑，采用機械攪拌，將固化劑和軟土劑強制拌合，是固化劑是軟土劑之間產生一系列物理化學反應而逐步硬化，形成具有整體性、水穩定性和一定強度的水泥土擋墻，作為支護結構，適用于淤泥、淤泥質土、粘土、粉質粘土、粉土、素填土等土層，基坑開挖深度不宜大于6m。對有機質土、泥炭質土。宜通過試驗確定。

2.5 土釘支護

土釘支護使用于土體開挖和邊坡穩定的一種新的檔土技術，由于經濟、可靠且施工快速簡便，已在我國得到迅速推廣和應用。土釘是用來加固現場原位土體的細長桿件。通常采用鉆孔，放入變形鋼筋并沿孔全長注漿的方法做成。他依靠與土體之間的粘結力或摩擦力，在土體發生變形時被動承受拉力作用。它由密集的土釘群、被加固的土體、噴射混凝土面層形成支護體系。由于隨挖隨支，能有效地保持土體強度，減少土體的擾動和弱膠結砂土，開挖深度為5～10m的基坑支護。土體墻不適用于含水豐富的粉細砂層、沙礫卵石層、飽和軟弱土層。不適用于變形有嚴格要求的基坑支護。

2.6 錨桿或噴錨支護

錨桿與土釘墻支護很相似，將錨桿錨入穩定土中，外端與支護結構連接用以圍護基坑穩定的受拉桿件，并施加預應力。支護體噴射混凝土稱噴錨支護。錨桿可與排樁、地下連續墻、土釘墻或其他支護結構聯合使用，不宜用于有機質土，液限大于50%的粘土層及相對密度小于0.3的砂土。

2.7 拱圈支護結構

拱圈分閉合拱和非閉合拱，拱圈形式包括圓拱、橢拱和二次曲線拱。這種拱圈檔土能承受水平方向的土壓力，因拱的內力以受壓為主，彎矩很小，能充分發揮混凝土抗壓強度高的特性，施工方便，節省工期。施工場地要適合拱圈布置，構造應符合圓環受力的特點，拱腳的穩定性應予以足夠重視，并有可靠的保證措施。

2.8 逆作法

逆作法按施工不同程序可分為全逆作法、半逆作法或部分逆作法，它以地下各層的梁板作支撐，自上而下施工，使擋土結構變形較小，節省臨時支護結構。適用于較深基坑，對周邊變形有嚴格要求的基坑，要預先做好施工組織方案，及各結構節點的處理。

3 深基坑支護結構方案優選

深基坑支護結構的設計與施工不同與上部結構，除地基土類別不同外，地下水位的高低、土的物理力學性質指標以及周邊環境條件等，都直接與支護結構的選型有關。支護結構型式選擇的合理，就能做到安全可靠、施工順利、縮短工期，帶來可觀的經濟與社會效益，可見支護結構形式的優化選擇是基坑支護發展的必然趨勢。一般而言，深基坑支護設計方案的優選宜遵從下圖流程進行。放坡無支護開挖——復合支護方案（上部放坡下部土釘）——土釘——復合支護方案（上部土釘下部樁）。

此外為達到方案的最優化，有事根據地層土質的變化、基坑周圍環境，也可采用更靈活的組合支護方案，入內支撐+錨桿、單排樁+雙排樁。

4 結論

基坑開挖時基礎和地下工程施工中一個古老的傳統課題，同時又是一個綜合性的巖土工程難題，既涉及土力學中的典型強度問題，又包含了變形問題，同時還涉及到土與支護結構與共同作用，基坑工程還是實用性、經驗性極強的學科，是隨著土力學理論、計算技術、測試儀器及施工機械、施工工藝的進步與工程實踐增加而逐步完善的學科。筆者相信，隨著我國經濟建設的持續高速發展，依靠工程界、學術界的共同努力，我國的深基坑工程設計和施工水平必將日益提高，“深基坑工程學”必將日益完善。

[1]余志成，施文華著.深基坑支護設計與施工.中國建筑工業出版社.1997.