淺談不同基坑支護形式的對比分析

范正春, 邵金威

(中國水利水電第十工程局有限公司， 四川成都 610072)

1 鋼板樁支護

由帶鎖口或者鉗口的熱軋型鋼采用專用機械打入土體，把這種型鋼成一定規律的連接起來形成的支護結構，鋼板樁的形式類似于U型鋼但比U型鋼寬和深，截面大致呈一個梯形形狀。

1.1 適用條件

適用于淤泥土、黏土、粉土、砂土等土層；鋼板樁支護一般應用于深度不超過5m范圍的基坑支護，基坑開挖深度大于5m時一般配合內支撐體系形成組合式的支護結構。

1.2 優點

結構本身具有較強剛度以及強度，因具有鎖口功能、型鋼與型鋼之間結合緊密水密性好，可以起到很好的防水作用；型鋼施工簡便快捷，可以大幅縮短施工工期，可有效減少基坑土石方開挖的工程量，有利于施工機械化作業和排水系統的實施；基坑支護在完成本身結構功能以后可以拔出型鋼重復使用，達到節約鋼材等優點。

1.3 缺點

需采用大量的特定鋼材，費用較高，制作時間相對較長，需提前制作，機械打入過程中型鋼下部容易偏離軸線，且不易糾正；在打樁過程中，若遇下部有障礙物時，打樁工作無法完成，必須移除障礙物才能順利完成打樁作業。

2 地下連續墻

地下連續墻是基礎工程在地面上采用一種挖槽成孔，延著定位的軸線，在泥漿護壁條件下，開挖出一條狹長的深槽，在深槽清孔完成后將制作好的成品鋼筋籠放入槽內，然后采用與灌注樁相同的水下混凝土澆筑法將混凝土澆筑完成，形成一個單元的槽段，依次依段施工完成，并在段與段之間采取防水加固措施后在地下形成一道連續的鋼筋混凝土墻壁。

2.1 適用條件

適用于基坑設計安全等級為一、二、三級的基坑支護工程；適用于基坑開挖深度較大，通常與內支撐系統共同形成組合式基坑支護結構，一般用于基坑深度大于10m的支護結構；軟弱地基或砂土地基需要支護的結構；基坑周邊存在保護要求較高的建(構)筑物，需要支護結構本身的變形和防水要求較高的支護工程；基坑內部空間有限，支護結構與用地紅線極近，采用其他支護形式無法滿足預留施工操作空間要求的支護工程；采用逆作法施工，地下水豐富且基坑內部需要采取防水但防水措施或排水措施無法滿足要求時，可采用地下連續墻支護。

2.2 優點

地下連續墻為鋼筋混凝土結構，其剛度較大，整體性好，配合內支撐體系后，基坑開挖過程中安全性能較高，支護結構變形量較小，地下連續墻本身具有較強的抗滲性，防水性能較好，基坑內降排水時對基坑外圍地下水位影響較小，可作為地下室結構外墻，從而達到節約成本的目的；可逆作法施工，土石方開挖前即可是施工，總工期相對縮短，開挖基坑時無需放坡，土石方開挖量相對較小，無需單獨支模和養護，有利于總工期控制和成本控制。

2.3 缺點

連續墻段與段之間的接頭質量較難控制，往往容易形成結構的薄弱點；墻身雖可保證垂直度，但相對比較粗糙，需開挖完成后再加工處理；地下連續墻的施工技術相對要求較高，無論是成槽控制、槽體施工、水下混凝土澆筑的質量控制、槽段接頭連接、泥漿處理等控制難度較大；泥漿存儲和造漿場地占地面積較大，容易形成場地泥濘和泥漿污染，現場文明施工難度相對較大。

3 灌注樁排樁支護

采用鉆孔灌注樁、沖孔灌注樁或挖孔灌注樁按某種隊列形式組成的基坑支護結構，一般頂部設置冠梁或設置圍囹，使灌注樁之間形成一個整體支護結構。

3.1 適用條件

適用于基坑設計安全等級為一、二、三級的基坑支護結構；一般懸臂式排樁結構，在軟弱土層中適用于基坑開挖深度不大于5m的基坑支護；當兩層和兩層以上地下室基坑支護設計中，多采用排樁與內支撐體系組成的組合式基坑支護結構，一般適用于基坑開挖深度5～20m基坑工程。

3.2 優點

可適用于不同的土層；樁長可因地質情況進行更改，工程造價相對較低；樁身鋼筋混凝土強度高，剛性大，穩定性好，變形小，可與工程樁同步施工，從而縮短了總工期；成孔根據土層及工期要求可選擇性較大。

3.3 缺點

工程造價相對較高，施工工期較長，需等待樁身和內支撐系統達到一定強度后才能進行土石方開挖，土石方開挖需分層開挖，樁間需做加固措施；樁間縫隙容易造成水土流失，特別是在高水位的砂土地區，需根據現場土質情況采取注漿、水泥攪拌樁、旋噴樁等止水措施，砂礫層或卵石層在基坑周邊應適當采取降水措施來控制水位。

4 放坡土釘墻支護

由天然土體通過機械修整后，就地用土釘進行加固并采取噴射混凝土面板施工，形成一個類似于重力擋墻依靠自身重量來抵抗墻后的土壓力的支護形式。

4.1 適用條件

主要適用于土質較好地層，基坑開挖深度較淺、地下水位較低的基坑。

4.2 優點

顯著提高邊坡穩定性和邊坡承受貨載能力；工程造價相對較低；效果比較好；施工工藝簡單，施工機械占用場地小，施工效率高，工期短；施工時噪音小，對環境影響小。

4.3 缺點

只能適用于有一定粘結性的雜填土、黏性土、粉土邊坡，不適用于松散砂土、軟塑、流塑黏性土以及有豐富地下水的邊坡；對于基坑周邊臨近有建筑物或道路等重要建筑物時不宜使用此支護形式。

5 復合土釘墻支護

將土釘墻與一種或幾種支護體系或截水體系有機結合形成的復合式支護結構，它的主要構成要素有：土釘、預應力錨桿(錨索)、截水帷幕、微型樁、掛網噴射混凝土面層等。

5.1 適用條件

適用于開挖深度不大于15m的基坑；適用于淤泥質土、人工填土、砂性土、粉土、黏性土等土層，受場地限制需垂直開挖區域。

5.2 優點

結構輕、柔性大，有良好的抗震性；施工設備相對簡單，不需用單獨占用場地、工期短、效果好；工程造價相對較低。

5.3 缺點

基坑周邊具有地下管線或建筑物基礎時，施工時可能對其產生破壞，此區域應慎重使用；永久性結構中應考慮預應力錨桿(錨索)銹蝕等耐久性問題；深基坑施工時土石方開挖需分層開挖，分層施工，預留操作平臺，施工工期相對較長，需等待支護結構達到一定強度后才能繼續開挖。

6 重力式擋土墻

以擋土墻自身重力來維持擋土墻在土壓力作用下的邊坡穩定的支護結構。

6.1 適用條件

適用于地層穩定、土石方開挖時不會對相鄰建筑物產生破壞的地段。

6.2 優點

就地取材、施工簡便、工程造價低

6.3 缺點

體積大、重量大，對地層承載力要求較高；耗費材料較多。

7 SMW工法支護

俗稱新型水泥土攪拌樁，即在水泥攪拌樁內插入H型鋼等，使之成為同時具有剛性與抗滲性兩種功能的支護結構。

7.1 適用條件

適用于淤泥質土、粉土、黏土、砂土、砂、礫、卵石等土層；對基坑有防水要求的工程。

7.2 優點

施工土體擾動較小；基本無泥漿污染，方便現場安全文明施工布置；施工機械振動噪音小，可夜間進行施工；成型后結構止水性能較好，不必另設止水帷幕；可配合多道內錨系統或支撐體系應用于較深基坑；施工工期短；現場占用施工場地小；土石方開挖量相對較小；支護結構在完成使用功能后，采取一定措施H型鋼可回收再次利用，工程造價相對低等。

7.3 缺點

水泥土養護時間較長；需連續進行施工；H型鋼需在水泥攪拌土未完全硬化時插入。

8 放坡開挖

8.1 適用條件

適用于場地開闊，土層較好，周圍無重要建筑物(構筑物)、無地下管線的工程；一般適用于開挖深度不大于5m的基坑工程。

8.2 優點

工程造價低，施工工序簡單、進度塊，工期相對較短。

8.3 缺點

只適用于基坑開挖深度較淺工程；對周邊土層要求嚴格，在回填土層時，雨季浸泡過后，容易引起基坑坍塌；基坑周邊地下水豐富區域，應當設置降排水措施。

9 結束語

以上幾種基坑支護形式僅僅是對常見支護形式進行了比較分析，實際工程應用因基坑四周環境不同，開挖的深度不同，地質條件不同，地下水位條件不同，承受的荷載也不同，所使用的基坑支護形式不同，往往采用兩種或兩種以上的基坑支護形式形成組合式支護結構。基坑工程雖然為臨時性工程，因發生事故后造成的經濟損失和社會影響較大，需慎重對待，安全為主。