王琳

【摘要】隨著國民經(jīng)濟和城市建設(shè)的快速發(fā)展，我國基坑工程的技術(shù)水平也有了很大的提高，同時在基坑設(shè)計與施工中也涌現(xiàn)了許多問題。本文對基坑工程的設(shè)計和常用的支護結(jié)構(gòu)類型進行了闡述和對比。希望對基坑工程設(shè)計施工中如何選擇合理的支護結(jié)構(gòu)型式、控制基坑變形、有效防止支護結(jié)構(gòu)失效、減少基坑工程事故的發(fā)生有一定的參考價值。

【關(guān)鍵詞】基坑支護；結(jié)構(gòu)設(shè)計

建筑基礎(chǔ)是建筑結(jié)構(gòu)的重要組成部分，它影響著整個建筑的經(jīng)濟和安全。由于工程具有工程量大、技術(shù)難度高、不可預(yù)見的因素多得特點，所以對其安全可靠性嚴(yán)格要求，否則不但會影響基礎(chǔ)和基坑本身，而且會影響周邊環(huán)境。因此要求設(shè)計時要全面考慮、仔細、認(rèn)真。

1、基坑支護結(jié)構(gòu)設(shè)計基本要求

基坑支護工程是一門系統(tǒng)的工程，又是一門風(fēng)險工程，技術(shù)人員應(yīng)該充分認(rèn)識各類支護結(jié)構(gòu)的優(yōu)、缺點及適用范圍。支護結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本要求是：不僅要保證支護結(jié)構(gòu)本身的安全，還要保證周圍建筑和地下管線的安全。所以，在設(shè)計和施工時，要嚴(yán)格控制圍護結(jié)構(gòu)和周圍土體的變形。確保在安全的前提下，合理設(shè)計，節(jié)省造價，方便施工，縮短周期。

1.1 設(shè)計原則

為保證支護結(jié)構(gòu)安全正常使用，必須滿足以下要求：（1）支護結(jié)構(gòu)不能滑動；⑵支護結(jié)構(gòu)不能傾覆；⑶支護結(jié)構(gòu)不能有過大的水平位移；⑷支護結(jié)構(gòu)不能有過大的沉陷；⑸保證支護結(jié)構(gòu)本身的強度足夠；⑹保證地基的強度足夠；⑺保證周圍建筑物安全，位移及沉降控制在允許范圍內(nèi)；⑻保證基坑底部的隆起、回彈在允許范圍內(nèi).不發(fā)生滲流及管涌等；⑼支護方案安全可靠，而且是經(jīng)濟的優(yōu)化方案。

1.2 設(shè)計內(nèi)容

基坑工程圍護體系設(shè)計一般包括下述內(nèi)容：（1）圍護體系的選型，包括圍護結(jié)構(gòu)型式和止水體系；（2）圍護結(jié)構(gòu)的強度和變形計算（對錨撐結(jié)構(gòu)，包括錨固體系或支撐體系）；（3）止水體系的設(shè)計計算；（4）基坑內(nèi)外土體穩(wěn)定性驗算；（5）基坑挖土施工組織設(shè)計；（6）監(jiān)測設(shè)計及應(yīng)急措施的制定。

2、基坑支護結(jié)構(gòu)設(shè)計理論

2.1 常用基坑支護結(jié)構(gòu)型式及合理選型

基坑圍護方案設(shè)計的首要任務(wù)就是選擇合適的支護型式，每種支護型式的適用范圍和特點也很不一樣，造價相差可能相當(dāng)巨大。因此，合理的選擇基坑支護型式不僅可以保證施工的安全，還可以節(jié)約大量的人力、物力、財力。

2.1.1 基坑支護選型的原則

選用圍護體系的基本原則是安全、經(jīng)濟、方便施工和因地制宜。

（1）安全不僅是指支護結(jié)構(gòu)本身要安全，還應(yīng)當(dāng)保證基坑開挖以及地下結(jié)構(gòu)的順利施工，保證鄰近的建筑物、構(gòu)筑物以及市政公用設(shè)施的安全和正常使用。

（2）經(jīng)濟不僅是指設(shè)計和施工圍護體系所需的工程費用，而且還要考慮以下幾個方面：①挖土是否方便；②安全儲備是否足夠；③工期是否合理；綜合考慮以上幾個方面，確定該方案是否經(jīng)濟合理。

（3）方便施工也是圍護體系的選用原則之一。方便施工不僅可以降低挖土費用，而且可以節(jié)省工期，提高支護結(jié)構(gòu)的可靠性

（4）圍護體系的設(shè)計還應(yīng)做到因地制宜，不同地區(qū)的地質(zhì)條件差別很大，我們應(yīng)當(dāng)根據(jù)現(xiàn)場的工程地質(zhì)條件和水文地質(zhì)條件，選用合適的支護形式，進行圍護方案的設(shè)計。

2.1.2 常用基坑支護類型分類及其特點和適用范圍

隨著基坑工程技術(shù)的不斷發(fā)展，在實際工程采用的支護型式越來越多，按照支護結(jié)構(gòu)受力特點劃分可歸并為樁墻結(jié)構(gòu)（排樁或地下連續(xù)墻）、土釘墻結(jié)構(gòu)，重力式結(jié)構(gòu)（水泥土墻）、拱墻結(jié)構(gòu)幾種基本類型。下面僅介紹幾種常見的支護結(jié)構(gòu)的特點及適用范圍。

（1）放坡開挖

當(dāng)施工現(xiàn)場有足夠大的放坡場地，開挖深度不深（一般小于5M）并且地基土質(zhì)較好時可以考慮采用放坡開挖。放坡開挖一般費用較低，能節(jié)約施工成本。在放坡開挖的過程中，為了增加基坑邊坡穩(wěn)定性，減少挖土土方量，放坡開挖常結(jié)合簡易圍護。

（2）土釘支護

在基坑開挖坡面，用洛陽鏟成孔或機械鉆孔，孔內(nèi)放鋼筋，并注漿，在坡面安裝鋼筋網(wǎng)并噴射混凝土，使土體、鋼筋與噴射混凝土面板結(jié)合，成為深基坑土釘支護。土釘支護施工設(shè)備較簡單；施工速度較快，節(jié)省工期，造價較低。

土釘支護適用于地下水位較低的黏土、砂土、粉土地基，基坑深度一般在15m以內(nèi)。不足之處是土釘在基坑外，一般會侵占紅線外的地下空間，對以后的地下空間開發(fā)應(yīng)用會造成一定的影響

（3）水泥土重力式擋墻

水泥土重力式擋土結(jié)構(gòu)一般適用于軟土地基，支護的深度不宜超過7M，基坑周邊需有一定的施工場地。平面布置有格構(gòu)式和密排式。

（4）排樁支護

當(dāng)基坑的開挖深度在6～10m，開挖場地有限，而不能使用放坡開挖或者攪拌樁支護時，可以考慮使用排樁支護。排樁是采用密排或者具有一定間距排列的樁組成的擋土結(jié)構(gòu)。當(dāng)基坑不大深時，可以采用無支撐式（懸臂式）；當(dāng)基坑較深時，可以結(jié)合鉗桿、支撐等配合組成擋土結(jié)構(gòu)。

排樁的樁型通常有人工挖孔樁和鉆孔樁兩類，一般人工挖孔樁的樁徑不宜小于800mm，鉆孔樁的樁徑不宜小于600mm，排樁的樁型和樁徑應(yīng)根據(jù)項目的工程地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件再結(jié)合施工條件確定。

（5）地下連續(xù)墻

地下連續(xù)墻主要有現(xiàn)澆鋼筋混凝土連續(xù)墻和預(yù)制鋼筋混凝土連續(xù)墻兩種，通常地下連續(xù)墻一般指前者。地下連續(xù)墻有如下優(yōu)點：施工震動小、噪聲低，墻體剛度大，對周邊地層擾動小。

（6）復(fù)合型

為了節(jié)省工程造價，根據(jù)工程地質(zhì)條件的好壞，同一個基坑的不同地段可以采用不同的支護結(jié)構(gòu)。例如很多深基坑工程在開挖時先放坡開挖1～2米，然后再采用別的圍護結(jié)構(gòu)。

（7）鋼板樁

鋼板樁支護一般適用于土質(zhì)較松軟的或?qū)ψ冃我筝^低小規(guī)模的基坑工程項目中，鋼板樁的抗彎剛度小，變形大.施工快，一般需要加支撐。根據(jù)其加工制作工藝的不同可以分為：熱軋/拉森鋼板樁、冷彎薄壁鋼板樁。

（8）支撐體系

支撐形式一般有混凝土支撐、鋼支撐和錨桿等。支撐體系的選擇不同的地區(qū)很不一樣，視各地的工程地質(zhì)條件而定，例如上海地區(qū)軟土比較多，主要以撐為主，而在廣東等一些地質(zhì)條件較好的地區(qū)，則常常采用錨桿。撐和錨各有其優(yōu)、缺點。

結(jié)語：

綜上所述，要想合理的選擇基坑的支護型式，我們必須深刻地了解各種支護型式的優(yōu)、缺點以及合理性，只有這樣，當(dāng)我們在進行圍護結(jié)構(gòu)的設(shè)計時才能做到有的放矢。

參考文獻：

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