基坑中支護樁的設(shè)計與施工處理措施

摘要：隨著我國社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展進步，我國城市發(fā)展的腳步也逐漸加快，高層建筑物普及的同時必然會導(dǎo)致地下施工的不斷進行。當(dāng)對基坑深度較大的基坑進行支護時，一般采用支護樁的方式，但是如果支護樁的實際埋置深度無法達到設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)時，就會使圍護樁發(fā)生傾覆以及土坡失穩(wěn)的狀況。本文以廣東省廉江市第三建筑工程公司承建的大正-峰景園為例介紹了基坑中支護樁在工程施工中的作用以及存在的問題，并提出相關(guān)的解決措施進行解決。

關(guān)鍵詞：基坑支護;支護樁;設(shè)計;施工措施

一、引言

隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展以及城市化水平的顯著提高，高層建筑物以及地下空間更是得到了廣泛的利用。由于我國土地資源逐漸緊張的現(xiàn)狀，如何更好的利用空中和地下空間已經(jīng)成為當(dāng)前城市發(fā)展需要面對的主要問題。由于高層建筑以及地下空間的廣泛開發(fā)與利用，極大地促進了基坑支護技術(shù)的發(fā)展與推廣，只有合理利用基坑支護的自身特點才能保證深基坑支護技術(shù)能夠城市的發(fā)展中發(fā)揮最大的作用。

二、特點

基坑工程是一項十分復(fù)雜的綜合性的技術(shù)。基坑的開挖、支護主要具有以下三個特點：第一，施工條件較差，周圍環(huán)境的變化會對基坑的施工造成不可估計的影響;第二，高層建筑通常建在鬧市區(qū)和主要街道的兩側(cè)，由于施工場地的限制，約束了深基坑支護作用的正常發(fā)揮;第三，地下基坑逐漸加深的深基礎(chǔ)施工會對周圍環(huán)境造成不小的影響。因此，在進行基坑的設(shè)計與施工時必須借助安全可靠的支護結(jié)構(gòu)來保證施工的安全。選擇科學(xué)合理地支護結(jié)構(gòu)與施工方案，可以有效保證工程施工的安全性的同時，能夠為基坑工程安全順利地按計劃施工提供有效的保障。

三、工程設(shè)計

工程建筑物是18.5層框架結(jié)構(gòu)樓體，建筑物總建筑面積約為9293.94m²，工期為500天，地下室基坑的寬度為44.8m，長度為89m，地面的凈深度為6.8m，最大開挖深度為8.6m，承臺深2.1m。建筑物周邊環(huán)境如下：東面距離市區(qū)4.0m，南方距12m處有一幢辦公樓，西方18m處有一大廈正在施工，北方與城市主干道相距8m。

3.1、圍護樁的設(shè)計

本工程采用懸臂樁式的圍護結(jié)構(gòu)，基坑懸臂式的圍護樁是現(xiàn)階段比較常用的支護形式。土的重度γ=18.2kN/m³，內(nèi)粘聚力c=19.2kPa，內(nèi)摩擦φ=11.2°，地面超載q=γh₁=36.4kN/m³;據(jù)此來選擇懸臂樁的入土深度，進而計算出此懸臂樁的嵌入深度，計算簡圖見圖1。

圖1" 懸臂樁計算簡圖

計算如下：

被動土壓力系數(shù)：

則沿墻體的深度方向，主動土壓力的應(yīng)力為：

代入公式，求得：

經(jīng)計算可以得出：x = 10.45 m

因此懸臂樁的埋置深度為：t = 1.2x + μ = 16 m

根據(jù)公式可以求出最大彎矩：

=1532.4kNm

因為樁的中間距為1.1～1.3 m，所以該懸臂樁的最大彎矩是1532.5～1838.8kPa.

由于受到現(xiàn)場條件的限制，且懸臂式的支護結(jié)構(gòu)很容易受到開挖深度的影響，很容易出現(xiàn)變形的現(xiàn)象，這樣就給相鄰的建筑物造成不利的影響和安全隱患。因此，此項工程無法根據(jù)計算結(jié)果采用最小埋置深度16m的標(biāo)準(zhǔn)，這樣的做法不僅會對施工造成很大的困難，且在施工上并不經(jīng)濟。所以，此次設(shè)計選擇采用打入式預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土圓管樁（Ф=500mm）支護的辦法，設(shè)計共使用387根11m長的樁，89根9m長的樁，實際入土深度是6.3m;短樁懸臂為3.6m，埋深5.4m，凈挖深6.7m，最大挖深8.7m的設(shè)計方案

3.2、設(shè)計施工方案與相關(guān)措施

可以看出，真實的入土深度只有6.3m，遠遠沒有達到最小埋置深度16m的要求，這樣就很容易導(dǎo)致樁的傾覆以及邊坡滑動的現(xiàn)象，所以通常會采取以下幾種措施以保證樁的支護達到標(biāo)準(zhǔn)。

（1）設(shè)計科學(xué)有效的土方開挖方案。具體施工時土方開挖一般是以機械為主，首先從西北角開挖，將圍護樁外圍3.1m范圍內(nèi)的土方挖到-4.2m，并以1∶2的比例將其放坡到邊緣;在挖到-6.8m時樁的高差就會達到2.6m，為了防止施工過程中出現(xiàn)有些支護樁向坑內(nèi)逐漸傾覆的現(xiàn)象，因此最常采用鋼纜拉錨的形式來起到穩(wěn)定的作用。

（2）在樁的頂部設(shè)置一個壓頂梁鎖口。采用在坑的頂部順著基坑的頂部設(shè)置一個500mm×600mm的壓頂梁鎖口的方法，可以將管樁連接成一個整體，進而起到加強支護樁穩(wěn)定性的作用，這樣可以極大程度的提高基坑周圍地面的承載能力。另外，還可以在基坑的四個角土壓力相對較大的部位做一些對角支撐，或者設(shè)置一些坑內(nèi)支撐，設(shè)置這些有效的支撐可以使支護樁保持在一個平衡狀態(tài)，進而保證土體的穩(wěn)定性。除此之外，應(yīng)用這種方法還可以有效減少由于維護結(jié)構(gòu)出現(xiàn)問題而導(dǎo)致傾覆的情況發(fā)生。

（3）在維護樁的外部設(shè)置一些必要的輔助樁。在一些外軟土很厚的區(qū)域進行支護工作時，通常選擇在支護樁的外部設(shè)置很多深層的攪拌樁，這些攪拌樁不僅可以起到擋水的作用，同時還可以有效改善基坑周圍土層的性能，可以進一步提高維護樁的支護作用和邊坡的穩(wěn)定程度等。

（4）使用沉井法和中心島法進行施工。使用沉井法進行施工可以有效保證邊軸線的承臺土方的安全性，有效減少坑底出現(xiàn)隆起的現(xiàn)象;而中心島法的施工方法的具體做法就是先留一個沒有開挖的開間的土方，使其形成一個東西方向的支撐島，等那些已經(jīng)開挖完成的開間承臺全部完成后，在將其作為支撐點然后設(shè)置一個鋼支撐，將圍護樁上端的土體全部撐起，在土體撐起的同時在圍護樁的外側(cè)增加鋼纜錨位，這些工作完成后再開挖剩下還未開挖的土方。

四、制定合理的支護方法

科學(xué)合理的施工方案不僅可以保證工程的質(zhì)量，還可以有效加快工程的施工進度以及獲得最大的經(jīng)濟效益。在設(shè)計與實施基坑工程時，必須依據(jù)科學(xué)合理的施工方法，施工標(biāo)準(zhǔn)完全符合相關(guān)規(guī)定，并可以熟練掌握先進的施工技術(shù)。另外，還要事先制定出一個科學(xué)合理的支護方法。

（1）如果施工場地不大且充足的空間進行放坡的條件下，施工單位應(yīng)該充分利用有限的放坡進行開挖工作，在對地梁進行施工時要采用地板加

內(nèi)支撐的方法，還要注意合理應(yīng)用沉井法以及中心島法進行施工，以保證施工的質(zhì)量以及安全性。

（2）如果處在軟弱地基且場地允許以及坑底在4.1m左右的深度的條件下，如果使用開挖較為經(jīng)濟的放坡，承臺相對較深、沒有對放坡進行開挖的條件下，一般采用沉井的方法，地梁的部分則可以采用沉板法;如果坑底不深，一般的做法是采用磚胎膜來做支護，可以達到十分明顯的效果。

（3）在對深基坑進行開挖的過程中，必須要對基坑的支護結(jié)構(gòu)、周邊土體和臨近的構(gòu)筑物進行整體的監(jiān)測。在進行施工時，要根據(jù)施工的實際情況對施工方案進行不斷修改與優(yōu)化，以保證工程能夠安全、順利地進行。

五、結(jié)束語

隨著我國社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展進步，我國城市發(fā)展的腳步也逐漸加快，高樓林立的現(xiàn)象普遍的同時必然會導(dǎo)致地下施工的不斷進行。在進行地下施工時，要想保證施工工程的質(zhì)量，有效縮短施工的工期，相關(guān)施工人員必須不斷提高深基坑支護技術(shù)的水平。由于深基坑支護技術(shù)具有多樣性的特點，所以在使用時要結(jié)合施工工程的具體情況合理的使用，這樣才能保證深基坑支護技術(shù)能夠城市的發(fā)展中發(fā)揮最大的作用。

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