淺談基坑支護的有關(guān)技術(shù)問題

麻建王

(龍灣區(qū)城市東片防洪工程建設(shè)指揮部，浙江 溫州325038)

摘要：隨著我國社會建設(shè)的持續(xù)推進，基坑工程數(shù)量急劇增加，基坑工程所處的地質(zhì)條件、周邊建筑物、通行道路及地下設(shè)施等外部環(huán)境越來越趨于復(fù)雜，明挖緩坡基坑趨于減少，基坑開挖后要保證周圍建筑物、道路正常通行等要求的基坑工程數(shù)量趨于增多?；又ёo的安全性直接威脅到周邊建筑物、道路、地下室及施工人員的安全，基坑一旦失穩(wěn)，很可能會造成巨大的人員和財產(chǎn)損失，對社會安定造成重大影響。因此，基坑支護工程是基坑工程中的重中之重，需要設(shè)計、施工、監(jiān)理及有關(guān)管理部門高度重視。

關(guān)鍵詞：基坑支護；形式；控制

中圖分類號：TV551.4

On Related Technical Problems of Foundation Ditch Support

MA Jian-wang

(LongwanDistrictCityEastFloodControlProjectConstructionHeadquarters,Wenzhou325038,China)

Abstract：Foundation pitch project quantity is sharply increased with the continued progress of social construction in China. Geological conditions, surrounding buildings, access roads, underground facilities and other external environments of foundation pitch project become more and more complex. Open excavation of ramp foundation ditch is gradually decreased. Quantity of foundation ditch projects guaranteeing surrounding buildings, normal access of road and other requirements is gradually increased. Foundation ditch support safety directly threatens safety of surrounding buildings, roads, basements and construction personnel. Once the foundation ditch is unstable, huge personnel and property loss can be caused possibly, thereby causing great influence on society safety. Therefore, foundation pitch support project is very important in foundation pitch project, and design, construction, supervision and related mangement departments should attach great importance to it.

Keywords：foundation pitch support; form; control

基坑可以分為放坡和支護兩大類，目前在城市建設(shè)中，受周邊環(huán)境條件所限，支護開挖為主要形式。基坑支護不但要確?；舆吰碌姆€(wěn)定，滿足基坑內(nèi)正常作業(yè)的安全，還要避免坑外土體移動，以免影響到周圍建筑物或道路行車安全。筆者根據(jù)自己的工作經(jīng)驗并結(jié)合工程實例對基坑工程支護作簡要的論述，以期為我國工程建設(shè)行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供有益的借鑒。

1基坑支護的形式

基坑支護形式很多，在實際工程中采用何種形式，要根據(jù)工程地質(zhì)、施工設(shè)備及周圍環(huán)境情況確定?；又ёo常用的形式有深層水泥攪拌樁圍護墻、高壓旋噴樁墻、槽鋼鋼板樁支護、拉森鋼板樁、鋼筋混凝土板樁、鉆孔灌注樁、地下連續(xù)墻支護、土釘墻、SMW工法連續(xù)墻等。

2各類型基坑支護的特點及適用情況

2.1深層水泥攪拌樁圍護墻

深層水泥攪拌樁圍護墻是通過特制的深層攪拌機械在土體深部將軟土和水泥強制拌和，形成連續(xù)搭接的水泥土柱狀加固體。深層水泥攪拌樁墻是一種重力式擋土結(jié)構(gòu)，具有擋土、防滲的雙重功能。水泥攪拌樁圍護墻優(yōu)點：施工簡單、無振動、無噪音、擠土輕微。缺點：成本高、施工周期長、厚度較大，只有在施工場地允許時才能采用，對地下土體造成破壞，對周圍環(huán)境產(chǎn)生影響，應(yīng)根據(jù)地質(zhì)的綜合條件、軟土的各類性質(zhì)及施工條件綜合考慮。

2.2高壓旋噴樁墻

高壓旋噴樁墻是將水泥漿通過旋轉(zhuǎn)的鉆桿底端噴嘴高壓噴入土層，使水泥漿與土體混合形成水泥土柱狀加固體，相互搭接形成排樁,達到擋土和防滲的目的。對于無法采用攪拌樁或打入樁支護的復(fù)雜地層，宜采用高壓旋噴成樁。由于高壓旋噴樁采用旋轉(zhuǎn)高壓噴漿，不可避免地具有以下缺點：質(zhì)量不易控制；水灰比、注漿壓力值及水泥摻量等參數(shù)之間協(xié)調(diào)的工藝試樁難度很大；費用較攪拌樁要高。

2.3槽鋼鋼板樁

一種簡易的鋼板樁圍護墻,由槽鋼正反扣搭接組成，槽鋼用機械直接壓入土體，由于其剛度小，頂部開挖0.5m需設(shè)置一道支撐，每隔2m須設(shè)置支撐，多用于深度不大于4m的較淺且地下水位低的基坑或溝槽,其優(yōu)點是：施工方便,工期短，槽鋼具有良好的耐久性,基坑支護完成后可將槽鋼拔出回收。缺點是密封性能差，不具有防滲效果,內(nèi)部有支撐，不利于機械化快速挖土，支護剛度小,抗彎能力較弱，開挖后變形較大。

2.4拉森鋼板樁

拉森鋼板樁由拉森鋼板正反扣搭接或并排組成，槽鋼長一般8～16m，厚度17cm，用專用機械直接壓入土體，內(nèi)設(shè)止水條，頂部用槽鋼連接。止水效果好，剛度大，適用于地下水位較高、地質(zhì)條件差且施工場地狹窄的基坑。頂部開挖1.0m需設(shè)置一道支撐，每隔3.5m須設(shè)置支撐，如基坑內(nèi)部不宜設(shè)置支撐且開挖深度小于5m可采用雙排拉森樁。其優(yōu)點是:施工方便,工期短，密封性能好，具有良好的耐久性，基坑支護完成后可將槽鋼拔出回收。缺點是：造價高，需用專用機械施工。目前基坑支護使用較多。

2.5鋼筋混凝土板樁

鋼筋混凝土板樁曾在基坑中廣泛應(yīng)用,但鋼筋混凝土板樁一般采用錘擊方法施打,振動與噪音大,擠土嚴重,在城市中施打受到限制。此外,其須先預(yù)制,再運至工地現(xiàn)場施打,成本較灌注樁等略高。用液壓靜力沉樁設(shè)備可降低施工過程中的振動與噪音, 并具有施工簡單、現(xiàn)場作業(yè)周期短等特點,故在基坑支護仍有所應(yīng)用。

2.6鉆孔灌注樁

鉆孔灌注樁圍護墻是基坑支護中應(yīng)用較多的一種。鉆孔灌注樁支護的特點是:施工時無振動、無噪音、無擠土現(xiàn)象;墻身強度高、剛度大、支護穩(wěn)定性好、變形小; 與工程樁可以同步施工,從而有利于施工組織，但樁間縫隙易造成水土流失,需根據(jù)工程條件采取注漿、水泥攪拌樁、旋噴樁等工程措施以達到防滲目的;樁頂設(shè)置錨梁連成整體, 以增加其整體穩(wěn)定性。特殊工程及開挖深度較大的基坑中可以在墻體上設(shè)置錨桿或支撐以增加支護的穩(wěn)定性，減少墻體的位移。

2.7地下連續(xù)墻

地下連續(xù)墻剛度大，止水效果好，是最為可靠的支護結(jié)構(gòu)，可廣泛適用于地質(zhì)條件復(fù)雜、開挖深度大、周邊環(huán)境要求較高的基坑。優(yōu)點是：占地少，防滲性能好，墻體剛度大，安全性能可靠，可代替結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，提高效益。缺點是：造價較高，施工要求專用設(shè)備，工期長。

2.8土釘墻

土釘墻是通過將土釘打入土體和噴射混凝土面層的共同工作形成復(fù)合土體，利用復(fù)合土體的自穩(wěn)達到支護目的，使基坑開挖后坡面保持穩(wěn)定。土釘墻主要用于土質(zhì)較好地區(qū)，有的已用于坑深10m 以上的基坑。其主要優(yōu)點是：穩(wěn)定可靠，施工簡便，工期短，支護效果好，經(jīng)濟性好，在土質(zhì)較好地區(qū)得到積極應(yīng)用。

2.9SMW工法連續(xù)墻

SMW工法連續(xù)墻，于1976年在日本問世，SMW工法即在水泥攪拌樁內(nèi)插入H 型鋼等,使之成為同時具有擋土受力與防滲兩種功能的支護結(jié)構(gòu)。SMW 工法的支護特點主要是:施工時基本無噪音，對周圍環(huán)境影響小，結(jié)構(gòu)強度可靠,凡是適合應(yīng)用水泥土攪拌樁的場合都可使用,可以采用設(shè)置支撐的方法應(yīng)用于較深的基坑，如果能采取施工措施成功回收H 型鋼等鋼材，則成本大大低于地下連續(xù)墻,因而具有較大發(fā)展前景。

3基坑支護破壞的情形及其控制

3.1基坑破壞的情形

a.基坑支護結(jié)構(gòu)破壞常見的形式：基坑邊坡土體塌方和滑坡；支護結(jié)構(gòu)破壞；基坑邊坡滲漏破壞；坑底土體隆起、管涌、流沙等。

b.基坑邊坡土體塌方和滑坡：支護結(jié)構(gòu)位移、基坑周邊地面下沉，更嚴重者甚至使基坑附近的永久建筑產(chǎn)生下沉開裂破壞。

c.支護結(jié)構(gòu)破壞：因支護結(jié)構(gòu)的設(shè)計受力強度、剛度不夠，發(fā)生破壞，或是支護結(jié)構(gòu)的位移過大，使基坑周邊的建筑物產(chǎn)生了沉降位移，從而使支護結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞。

d.邊坡滲漏破壞：引起基坑邊坡土體流失，使基坑周邊的地基土體流失，使周邊建筑物產(chǎn)生沉降，發(fā)生破壞。

e.坑底土體管涌和流沙：在基坑開挖過程中，支護結(jié)構(gòu)內(nèi)外形成水頭差，當(dāng)水梯度超過臨界梯度時，就會引起管涌或流沙現(xiàn)象。基坑底部和支護結(jié)構(gòu)后面的土體大量流失發(fā)生破壞，導(dǎo)致地面塌陷，使支護結(jié)構(gòu)產(chǎn)生位移破壞。

3.2控制基坑破壞的方法

從基坑破壞的情形看來,基坑支護的安全控制不可小視，基坑支護做得好壞直接關(guān)系到人們的生命財產(chǎn)安全?；影踩钥刂埔獜目辈?、設(shè)計、監(jiān)理、施工等各方面抓起。

a.嚴把設(shè)計質(zhì)量關(guān)，在設(shè)計中考慮基坑破壞的各種情形，業(yè)主對于重要基坑設(shè)計方案，組織專家審查會，選取安全、經(jīng)濟、適用的設(shè)計方案。

b.要求施工單位做好施工方案，并組織專家對施工專項方案進行審查。

c.委托監(jiān)理嚴格監(jiān)督施工單位，要求嚴格按設(shè)計圖紙要求及施工專項方案進行施工。

4工程實例

藍田橋工程位于溫州市龍灣區(qū) S332(77省道) 溫強線，是龍灣國際機場通往溫州市區(qū)的主要交通要道。根據(jù)2013年溫州市龍灣區(qū)危橋改擴建計劃，結(jié)合《溫州市東片防洪一期工程》規(guī)劃，對老橋進行拆除重建，打開龍灣區(qū)永強塘河和黃石山后河的匯流瓶頸，充分發(fā)揮藍田水閘的排澇功能，切實保障龍灣中心區(qū)和沿河兩岸人民生命財產(chǎn)安全。

橋梁施工不可完全中斷交通，結(jié)合老橋拆除情況，設(shè)計單位將新建橋梁設(shè)計為三幅橋。先施工中幅橋(中幅橋施工完成后，再施工兩側(cè)橋)，在道路兩側(cè)各保留一條單車行駛的3.75m寬臨時便道。由于施工場地狹窄，地質(zhì)條件差，77省道車流量較大且要保持基坑兩側(cè)臨時性便道行車要求，基坑支護要求較高。

經(jīng)過綜合比選，最終確定采用鋼板樁(材料采用20b槽鋼)。由于地質(zhì)條件差、水平土壓力大、嵌固深度深、水平位移大等原因，采用了雙排鋼板樁支護，并設(shè)置斜撐，如圖1、圖2所示。

圖1　鋼板樁支護立面示意圖(尺寸單位：cm)

圖2　鋼板樁支護平面示意圖

目前中幅橋已經(jīng)完成施工，在中幅橋施工過程中未出現(xiàn)基坑支護強度破壞及較大位移，該橋梁基坑支護施工方案及方法可以認為是一個成功工程案例。

5結(jié)語

本文結(jié)合工程實例論述了基坑開挖支護的相關(guān)方法。在實際的工程過程中要綜合考慮整體效益，要靈活運用基坑支護方法，在符合經(jīng)濟發(fā)展要求的同時，充分考慮施工建設(shè)結(jié)果對社會發(fā)展和人們生產(chǎn)生活的實際影響，并將方便人們生活、維護人民生命財產(chǎn)安全作為施工的總體原則，全面提升我國建筑事業(yè)的服務(wù)質(zhì)量。

參考文獻

[1]董明鋼，楊峰.我國深基坑工程的現(xiàn)狀和亟待解決的問題[J].建筑技術(shù),2004,35(5).

[2]GB 50202—2002建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范[S].

[3]GB 50204—2002混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范.[S].

[4]JGJ 79—2002建筑地基處理技術(shù)規(guī)范[S].