基坑支護(hù)新技術(shù)綜述

吳景文 王 飛

(1.中鐵十四局集團(tuán)有限公司,山東 濟(jì)南 250014； 2.中交公路規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司，北京 100088)

基坑支護(hù)新技術(shù)綜述

吳景文1王 飛2

(1.中鐵十四局集團(tuán)有限公司,山東 濟(jì)南 250014； 2.中交公路規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司，北京 100088)

結(jié)合工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)預(yù)應(yīng)力樁墻支護(hù)、拱形水泥土加剛架式鉆孔樁空間組合支護(hù)、錨管樁支護(hù)、復(fù)合型重力式擋墻深基坑支護(hù)等基坑支護(hù)新技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)介紹，分別研究了各方法的優(yōu)缺點(diǎn)，為工程設(shè)計(jì)和施工提供了更多的選擇。

基坑，支護(hù)，錨管樁，施工

0 引言

隨著城市建設(shè)的不斷發(fā)展，基坑支護(hù)技術(shù)也要不斷的豐富和完善，以確保基坑以及周邊的建(構(gòu))筑物、管線、道路等的安全。嚴(yán)苛的施工環(huán)境對(duì)基坑支護(hù)技術(shù)提出了挑戰(zhàn)，但同時(shí)也促進(jìn)了基坑支護(hù)技術(shù)不斷豐富和完善。在傳統(tǒng)的基坑支護(hù)技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合工程的實(shí)際，涌現(xiàn)出了一些新的基坑支護(hù)技術(shù)，主要有：預(yù)應(yīng)力樁墻(PPW)支護(hù)[2]；拱形水泥土加剛架式鉆孔樁空間組合支護(hù)[3，4]；錨管樁支護(hù)[5，6]；復(fù)合型重力式擋墻深基坑支護(hù)[7-9]；豎向分條雙壁鋼圍堰支護(hù)[10]；LXK工法支護(hù)[11，12]等。當(dāng)然我國(guó)地區(qū)差異比較大，須與當(dāng)?shù)毓こ虒?shí)際相結(jié)合，選擇適合本地的基坑支護(hù)技術(shù)。

1 預(yù)應(yīng)力樁墻(PPW)支護(hù)

預(yù)應(yīng)力樁墻(PPW)支護(hù)技術(shù)是將預(yù)應(yīng)力技術(shù)運(yùn)用于基坑的擋土樁或地下連續(xù)墻中，使擋土結(jié)構(gòu)形式變得體小而高強(qiáng)，滿(mǎn)足工程要求。近年來(lái)由于基坑不斷向深、大方向發(fā)展，使得擋土結(jié)構(gòu)越做越大，同時(shí)周邊環(huán)境的要求又可能會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)尺寸產(chǎn)生較大的限制。目前預(yù)應(yīng)力技術(shù)已經(jīng)比較成熟和完善，將預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)鋼絞線使用在支護(hù)樁/墻上，同時(shí)支護(hù)樁/墻灌注采用高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土，能有效地提高支護(hù)樁墻的剛度，減少配筋數(shù)量，減小樁墻結(jié)構(gòu)尺寸，從而節(jié)省投資。支護(hù)基坑的擋土樁墻上用高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土代替常規(guī)鋼筋混凝土的關(guān)鍵在于：1)解決現(xiàn)澆混凝土樁墻底錨固問(wèn)題；2)解決樁墻的預(yù)應(yīng)力問(wèn)題。預(yù)應(yīng)力樁墻(PPW)支護(hù)技術(shù)適用于地質(zhì)條件較差，周?chē)h(huán)境保護(hù)要求嚴(yán)格的深基坑支護(hù)工程中。目前該項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)在東深供水改造工程中進(jìn)行了小規(guī)模的應(yīng)用，取得了不錯(cuò)的效果。

2 拱形水泥土加剛架式鉆孔樁空間組合支護(hù)

鉆孔灌注樁加拱形水泥土攪拌樁組合拱形支護(hù)結(jié)構(gòu)能充分利用水泥土抗壓強(qiáng)度高的特性，但如果基坑面積大無(wú)法使用內(nèi)支撐時(shí)，拱腳支座鉆孔灌注樁會(huì)產(chǎn)生較大的變形，無(wú)法滿(mǎn)足工程要求，限制了支護(hù)結(jié)構(gòu)的使用范圍。拱形水泥土加剛架式鉆孔樁空間組合支護(hù)結(jié)構(gòu)是指沿基坑周邊每間隔一定距離，在拱腳后加設(shè)后錨鉆孔灌注樁，通過(guò)剛性連梁將后錨鉆孔樁與其相鄰的三支拱腳支座樁連接，形成一個(gè)空間整體單元，并通過(guò)變截面鋼筋混凝土圈梁將拱腳支座樁的樁頂拉結(jié)起來(lái)。拱形水泥土加剛架式鉆孔樁空間組合支護(hù)結(jié)構(gòu)不需要設(shè)內(nèi)支撐或錨桿，通過(guò)充分利用支護(hù)結(jié)構(gòu)的空間組合效應(yīng)，增加其剛度和穩(wěn)定性并減小變形，克服了鉆孔灌注樁加拱形水泥土攪拌樁組合拱形支護(hù)結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)。拱形水泥土加剛架式鉆孔樁空間組合支護(hù)結(jié)構(gòu)具有如下優(yōu)點(diǎn)：1)受力合理；2)使圍護(hù)結(jié)構(gòu)具有足夠的剛度和強(qiáng)度；3)對(duì)施工場(chǎng)地要求不大。拱形水泥土加剛架式鉆孔樁空間組合支護(hù)適用于軟土地區(qū)臨江大面積深基坑工程中，尤其是在狹窄場(chǎng)地?zé)o法采用錨桿和內(nèi)支撐的情況下，本技術(shù)同其他方法相比優(yōu)勢(shì)明顯。目前該項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)在廣州二沙島十五區(qū)地下車(chē)庫(kù)基坑工程進(jìn)行了應(yīng)用，取得了良好的社會(huì)效果和經(jīng)濟(jì)效益。

3 錨管樁

錨管樁是施作基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)后，將管壁穿孔的鋼管插入圍護(hù)結(jié)構(gòu)開(kāi)孔處背后土體的鉆孔中，通過(guò)施壓將鋼管內(nèi)摻有外加劑的水泥砂漿或純水泥漿從鋼管孔洞中擠出，滲入管壁周?chē)馏w中，通過(guò)該方法，鋼管和其周?chē)鷿B入砂漿或水泥漿土體形成粗糙的圓柱體，使得圍護(hù)樁、錨管樁、土體形成一個(gè)有機(jī)的整體，并通過(guò)鋼管樁把土體側(cè)壓力傳遞到土體深處。錨管樁支護(hù)的特點(diǎn)如下：

1)錨管樁施工的速度很快，對(duì)土坡土體擾動(dòng)較少，對(duì)場(chǎng)地臨近建筑物的影響也很小；2)錨管樁在其加強(qiáng)的復(fù)合土中起著箍束骨架的作用，提高了土坡的整體剛度與穩(wěn)定性；3)施工錨管樁的設(shè)備都屬于可移動(dòng)的小型機(jī)械，此類(lèi)機(jī)械的振動(dòng)小、噪聲低，在城區(qū)施工具有較明顯的優(yōu)勢(shì)。錨管樁支護(hù)適用于軟土地基地下水位較高的基坑工程中。目前該項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)在溫州市宏璟大廈基坑工程中進(jìn)行了應(yīng)用，具有明顯的優(yōu)勢(shì)。

4 復(fù)合型重力式擋墻

復(fù)合型重力式擋墻支護(hù)結(jié)構(gòu)是一種新型支護(hù)結(jié)構(gòu)，具有止水和擋土雙重作用，是介于剛性重力式擋墻和柔性懸臂樁墻之間的一種半剛、半柔性的支護(hù)結(jié)構(gòu)。復(fù)合型重力式擋墻支護(hù)由水泥土樁墻止水帷幕與墻后n排豎向小樁組成。水泥土樁墻一般由雙排深層攪拌或高壓旋噴樁組成；小樁可采用鋼筋植入注漿法。復(fù)合型重力式擋墻支護(hù)可以充分發(fā)揮樁的豎向承載能力強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，并且能有效避免樁的水平向承載能力弱的劣勢(shì)，從而達(dá)到合理利用材料性能、降低工程造價(jià)的目的。復(fù)合型重力式擋墻支護(hù)具有較強(qiáng)的變形控制能力，方便設(shè)計(jì)施工，可大大縮短建設(shè)工期，降低工程造價(jià)，具有很好的應(yīng)用前景。

復(fù)合型重力式擋墻應(yīng)用范圍比較廣，全國(guó)大部分地區(qū)均可采用，應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)氐墓こ探?jīng)驗(yàn)。鄭州市天下城某工程基坑采用該項(xiàng)技術(shù)，施工中能保證施工質(zhì)量且對(duì)周邊環(huán)境影響小。

5 豎向分條雙壁鋼圍堰

豎向分條雙壁鋼圍堰與傳統(tǒng)的雙壁鋼圍堰不同，其鋼圍堰采用豎向分條，各分條在施工場(chǎng)地外加工，并獨(dú)立下沉到位后，對(duì)各分條的接縫處進(jìn)行止水處理，通過(guò)安裝內(nèi)部支撐保證鋼圍堰的安全穩(wěn)定，其結(jié)構(gòu)受力以豎向?yàn)橹鳎m然結(jié)構(gòu)整體性和止水效果不及傳統(tǒng)的雙壁鋼圍堰，但豎向分條雙壁鋼圍堰減小了圍堰下沉的難度，時(shí)間效率高，且受施工場(chǎng)地制約較小。豎向分條雙壁鋼圍堰技術(shù)具有制作簡(jiǎn)單、施工方便、受力明確等特點(diǎn)，擴(kuò)大了雙壁鋼圍堰工法的應(yīng)用范圍。

豎向分條雙壁鋼圍堰適用于深水基礎(chǔ)施工。在哈大客運(yùn)專(zhuān)線第二松花江特大橋水中橋墩施工中創(chuàng)新采用了豎向分條雙壁鋼圍堰支護(hù)技術(shù)，取得了較大的經(jīng)濟(jì)效益。

6 LXK工法

LXK工法是以水泥攪拌樁墻和土釘、土錨聯(lián)合為主的基坑支護(hù)方法。LXK工法基本過(guò)程是：用深層攪拌或旋噴樁形成水泥土墻作為支護(hù)和擋水的主體。用插筋機(jī)、加筋機(jī)將鋼筋或其他材料快速插入水泥土連墻內(nèi)，以增加水泥土連墻的剛度、強(qiáng)度和抗彎能力。如果需要增加地錨的抗拔力，可以采用將護(hù)孔器作為地錨的擴(kuò)大頭。另外，對(duì)于臨時(shí)擋土支護(hù)，可以將插入水泥土連墻的鋼筋或其他材料拔出，重復(fù)利用。并且，該工法還可根據(jù)具體情況與鋼板樁、內(nèi)支撐等支護(hù)結(jié)構(gòu)相結(jié)合，共同發(fā)揮作用。

LXK工法的特點(diǎn)如下：

1)此工法的支護(hù)體系同時(shí)具有擋土和止水的雙重作用；2)水泥土加筋解決了攪拌樁抗彎，抗剪能力差的缺點(diǎn)，提高了圍護(hù)墻的強(qiáng)度和剛度；3)地錨不同于錨桿，是用攪拌法形成水平或傾斜的水泥土加固體，并向加固體內(nèi)插筋或其他材料，還可通過(guò)護(hù)孔器作擴(kuò)大頭，增加其抗拔能力；4)適應(yīng)的地層廣泛，基坑支護(hù)的深度最深可達(dá)20 m；5)水泥土內(nèi)插入的材料可以拔出并重復(fù)使用，經(jīng)濟(jì)效益較好。同時(shí)減少污染，不會(huì)殘留地下障礙和錨桿、鋼筋等；6)面層采用橫、豎加固帶進(jìn)行加固與地錨共同作用，有利于面層的基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。LXK工法是一項(xiàng)適用廣泛的建筑基坑支護(hù)新技術(shù)，主要適用于松散軟弱的江堤、海堤、公路鐵路路基、山體邊坡、地鐵、水庫(kù)大堤、地下人防工程、建筑物深基坑。LXK工法在廣州地鐵新港東站、磨碟沙站等基坑工程中得到了應(yīng)用，取得了良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

7 結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)，我國(guó)城市建設(shè)方興未艾，為基坑支護(hù)技術(shù)的創(chuàng)新提供了條件，而且新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，也為工程設(shè)計(jì)和施工提供了更多的選擇。隨著城市基本建設(shè)的發(fā)展，在工程領(lǐng)域同仁的共同努力下，基坑支護(hù)技術(shù)必將會(huì)更加豐富和完善。

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On survey of new techniques for foundation pit support

WU Jing-wen1WANG Fei2

(1.ChinaRailway14thBureauGroupCo.,Ltd,Jinan250014,China;2.CCCCRoadPlanningandDesignInstituteCo.,Ltd,Beijing100088,China)

Combining with work experience, the paper introduces some new techniques of the foundation pit support, including the prestressed pile wall support, support of arch cement with rigid frame drilling pile space, anchor pipe pile support, and composite gravity retaining wall deep foundation pit, researches the advantages and disadvantages of all kinds of methods, provide some selections for engineering design and construction.

foundation pit, support, anchor pipe pile, construction

1009-6825(2014)30-0074-02

2014-08-18

吳景文(1970- )，男，工程師； 王 飛(1982- )，男，工程師

TU463

A