市政工程常用基坑支護結構的類型及設計原則

李剛+王霞

摘 要：最近幾年我國城鎮化發展的速度不斷加快，城市立交橋等工程的發展速度也隨之提高，而這對于市政工程的最大影響就是基坑開挖的情況越來越多，而支護結構的選型以及設計原則成為了人們普遍關注的重點。本文在研究的過程中就對以上兩個方面的內容進行了簡單的敘述，并結合相關實例對其具體應用進行了介紹，希望對相關單位能夠起到一定的幫助作用。

關鍵詞：基坑支護；結構類型；設計原則

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.19.083

0 引言

在上個世紀80年代，隨著我國改革開放程度的不斷深入，城市建設的腳步也在逐年加快。尤其是在最近幾年，城市立交橋的數量急劇增多，很多市政工程的相關設施在下穿立交橋的過程中都存在著基坑開挖的問題。市政工程基坑周圍也經常會存在著交通要到或者其他的建筑物，這就使得在基坑開挖的過程中不得不面對一個十分現實的問題那就是應當采取怎樣的措施對其進行保護。對基坑周邊進行支護是一個比較可取的方法，但是其屬于臨時結構，過多的投資肯定造成資源的浪費，而其如果不安全又可能會產生安全事故。所以如何在保證安全性的前提下對支護結構的類型進行選擇，在設計的過程中應當遵循怎樣的設計原則成為了很多人關注的焦點。

1 市政工程常用基坑支護結構的類型、特點及其適用范圍

從目前實際情況來看，支護結構的種類還是比較多的，在對類型選擇的過程中應當結合基坑開挖的深度、當地水文與地質條件以及施工的季節等多方面因素來選擇一種真正適合的基坑支護結構的類型。

（1）放坡開挖。這種支護類型對施工場地周圍的環境有這般比較高的要求，當施工場地周圍沒有十分重要的建筑物的時候，就可以采取這種方式。而這種方式的主要缺點就是土方回填量相對來說比較大。在開挖深度方面不應當超過7m，當超過4m的時候可以選擇多級放坡的方式降低危險情況發生的概率。放坡的坡度大小應當根據土層的性質進行確定，坡度以小于1：1.5為宜，在土質較差的土層中要小于1：2.0。

（2）鋼板樁。其是異型型材的一種，從筆者的工作經驗上來看使用的范圍十分的廣。尤其是鎖扣密封劑等多種多樣的止水工具的使用，其使用的范圍得到進一步的擴大，例如在一些較為柔軟或者地下水位比較高的深基坑支護方面都有著良好的運用。其主要的優點就是隔水性以及耐久性比較好，對周圍環境的要求也不是十分的高。但是其最大的缺點就是抗彎能力比較弱，經常被使用在一些基坑深度較淺的溝槽中。而且剛度也比較小，開挖之后的變形比較大，所以會在其上設置幾道支撐對其進行加固。

（3）人工挖孔灌注樁。這種基坑支護方式在目前的應用還是比較廣泛，當基坑的深度在7m～10m之間的時候經常被使用。其主要的優點就是在實際操作的過程中不會產生比較大的噪音，對周圍環境的影響也比較小，自身強度也比較好。但是其一個缺點就是所需要的勞動強度比較大，樁與樁之間存在的間隙也比較大容易造成水土流失，比較容易發生質量安全事故。同時其也比較適用于黏土質的地區，并不適用于軟土或者一些地下水位較高的地區，如果在這些地區一定要使用這種方法，首先要對其進行降水操作。

（4）預制鋼筋混凝土板樁。這種基坑支護方式的最大特點就是操作較為簡單，施工的周期也比較短，在過去的很多施工現場都得到了廣泛的使用，但是在實際操作的過程中，往往需要靠錘擊的方法對預制鋼筋混凝土板樁進行施打，所以將會產生比較大的噪音，同時在操作的過程中對周圍的土層也會產生擾動，目前使用已經十分少了。

（5）地下連續墻。這種支護結構的主要施工步驟就是沿著基坑周邊的軸線，在泥漿護壁條件下，對其開挖出一條比較狹長的深槽，在對其進行清槽處理之后，在其內部防止鋼筋籠，然后使用導管法將水下的混凝土澆筑成為一個整體，如此逐段的進行操作，在基坑內部形成一道連續的鋼筋混凝土墻壁。這種支護結構的剛度是最大的，止水效果也比較好。但是由于受到施工機械的限制，往往在厚度上有著比較固定模數，靈活性比較差，所以這種結構往往是在基坑深度比較大的時候才被廣泛的使用。通常情況下適用于深度大于10m，而且周圍有著比較重要的建筑物的環境下才被使用。例如在對超深基坑進行開挖的時候，其他的結構無法滿足其根本的需求，所以才被使用。其主要的優點就是在進行的過程中不會產生過大的噪音，非常適合在城市內部使用。而且抗滲性能十分出色，幾乎不會出現透水的情況。墻體整體的剛度十分的大，在進行開挖的過程中能夠承受比較大的土壓力，很少會導致塌方情況的產生。在多種土質情況下都較為適用。而從其缺點上看，主要就是在城市內部進行施工的過程中，無法采取有效的措施對廢泥漿進行處理，而且費用相對來說也比較高。

2 市政工程基坑支護結構的選型

在基坑開挖的過程中對其進行支護的主要目的就是為了保證期穩定性，同時還能對周圍的結構以及地下管線起到一定的保護，便于之后的工作順利進行。而對其類型進行合理選擇，是進行設計的首先工作。在選擇的過程中要結合項目所在地周圍的實際情況以及自身的特點等因素綜合確定。安全性是其最為核心的部分，不僅僅要保證在開挖階段不產生事故，也要有效的保證周圍其他建筑物的使用安全。而在設計的過程中還應當兼顧其經濟方面的因素，不僅僅指的是其造價，好包括對于施工工期以及安全等多個方面的綜合經濟效益。筆者通過多年的設計經驗認為，當周圍環境較好又沒有比較重要的建筑物時，就可以采用放坡或者放坡結合鋼板樁型式支護；而當周圍的環境比較惡劣或者項目所在地周圍有比較重要的建筑物以及管道設施的時候，就可以使用一些比較剛性的支護形式，從而對其水平位移進行控制。而當周圍環境要求特別嚴格的時候，就可以使用地下連續墻的方式對其進行支護工作。

3 市政工程基坑支護結構的設計要求

在對基坑支護結構進行設計的時候，要按照其破壞可能造成的結果進行良好的分級。可以按照后果十分嚴重，后果一般以及不嚴重將其分為一級、二級以及三級。同時其作為一個整體，其不但在強度上要滿足要求，在穩定性以及變形方面也同樣要滿足要求，即規范規定的滿足承載力極限狀態以及正常使用極限狀態的相關要求。對于基坑來說，承載力極限狀態指的就是支護整體結構發生破壞，而導致基坑整體出現了失穩的情況，而正常使用極限狀態指的就是由于自身或者周邊土體的變形過大的時候，影響了其正常的使用。

市政工程所在的地區往往都在城市之中，所以對其變形方便的要求十分的嚴格。如果支護結構在側向力的作用下發生了比較大的水平位移的話，那么周圍的地勢肯定將會出現下沉，嚴重情況下還會使得周圍的其他建筑物表面出現裂縫。而如果變形量超過極限范圍之后，就會導致建筑物出現倒塌的情況或者管道斷裂。所以筆者建議在日常設計的過程中要采取積極有效的措施對其變形量進行有效的監督，一旦出現超過極限值的情況，就必須對其采取一定的措施進行加固。

4 結語

一般的基坑支護結構都是臨時結構，如果對其資金投入量過大的話必將會導致資源的浪費，而如果支護結構安全存在隱患的話還可能會造成工程事故的發生。所以本文在論述的過程中論述在保證其安全性的前提性，應當選用什么類型的支護結構以及設計過程中應當遵循怎樣的原則，希望對相關人員能夠起到一定的幫助作用。

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