复杂地质深基坑支护及施工要点分析

复杂地质深基坑支护及施工要点分析

帅钦,梁千,罗祥,郭育翔,张宇

中国建筑第八工程局西南公司  四川成都

摘要：本文简要介绍了复杂地质下的集中深基坑支护技术及其施工要点。

关键词：复杂地质 深基坑支护 施工要点

0、前言

随着时代的不断发展、城市化进程的不断推进，对地下空间资源的开发已经成为社会发展的重要战略之一，同时，建筑结构主体越建越高、规模和体态越建越大，随之而来基坑深度也越来越深，其间所要应对的地质环境也越来越复杂，为了保证复杂环境下的基坑施工，对基坑支护的要求也越来越高，科技的不断发展，加之计算手段的不断增强，使得基坑新的技术、新工艺不断的涌现，其适应范围越发广泛，适用于更加复杂的地质环境，确保了基坑工程及周边环境的安全，达到适用、经济、绿色环保的目的，目前已形成五类常用的基坑支护方式，即墙-撑式、桩-撑式、桩-锚式、复合土钉支护、联合支护（土钉墙+桩锚、土钉墙+桩撑、土钉墙+地下连续墙等）。

1.1、复合土钉墙支护技术

微型桩和土钉墙复合支护结构的最大优点就是保持了土钉墙的结构简单、施工便捷的特点，同时又加强了边坡支护结构，增加了其应用范围，微型护坡桩施工简单，通常由地质勘察钻探钻机进行成孔，孔内居中放入钢管、型钢或小钢筋笼，然后注满素水泥浆或水泥砂浆，其示意图见图一，当采用水平加强时，用预应力锚杆的预应力来控制支护的水平位移和减少周围地面及建筑物的变形与位移，可使土钉墙用于对变形有较高要求的场地，一般采用预应力锚杆时，同时宜有垂直超前支护，这样预应力锚杆的锚头可作用于刚度较好的垂直超前支护结构上。土钉墙是一种柔性的主动支护结构，土体产生一定的变形，才能发挥土钉的抗滑力，而预应力锚杆发挥作用所需要的的位移要小很多。其施工流程如下：

止水帷幕或微型桩施工→开挖工作面→土钉及锚杆施工→安装钢筋网及绑扎腰梁钢筋笼→喷射面层及腰梁→面层及腰梁养护→锚杆张拉→开挖下一层工作面，重复以上工作直到完成。

图1.1 复合土钉墙

1.2、排桩支护体系

   排桩支护多用于土质较差、周边环境复杂、挖坑较深的地下室基坑支护，该体系是由排桩、排桩加锚杆或支撑组成的支护结构，其结构类型可分为：悬臂式排桩、锚拉式排桩、支撑式排桩和双排桩等，当基坑需要截水时，可采用排桩与搅拌桩或高压喷射注浆体相互搭接的组合形式进行截水，其施工流程如下：

   测量放线→场地平整→支护桩施工→冠梁施工→设置基坑顶排水措施→分层土方开挖→桩间土支护→基坑底排水措施

1.3、地下连续墙

   地下连续墙支护，在超深基坑支护中，不仅能作为挡土结构，承担水压力，也可防水截渗，起到止水帷幕的作用，且可以作为地下结构的外墙，充分发挥其竖向承载能力，施工震动小、噪音低，墙体刚度大，对周围地基无扰动，基坑开挖时变形小，周围地面沉降小，其施工流程如下:

   开挖导沟→修筑导墙→开挖沟槽→清除槽底淤泥和残渣→吊放接头管→吊放钢筋笼→下导管箭头→灌注水下混凝土→拔出接头管

1.4、内支撑技术

   采用内支撑系统的深基坑工程，一般由维护体系、内支撑以及竖向支撑三部分组成，其中内支撑与竖向支撑两部分合称为内支撑系统。内支撑系统具有无需暂用基坑外侧地下空间资源、可提高整个维护体系的整体强度和整体刚度，以及可有效控制基坑变形等诸多优点，在深基坑工程中已得到了广泛的应用，特别是在软土地区环境保护要求高的深大基坑工程中更是成为优选设计方案。

图1.4.1 典型内支撑系统平面图                图1.4.2 典型内支撑系统剖面图

   经过多年大量深基坑工程的实践，内支撑系统不断丰富其形式，常用的内支撑按材料分有钢筋混凝土支撑、钢支撑以及钢筋混凝土与钢组合支撑等形式，按竖向布置可分为单层或多层平面布置形式和竖向斜撑形式（图一、图二分别是典型内支撑系统平面图和典型内支撑系统剖面图），无论何种支撑、其总体施工原则都是相同的，支撑的施工、土方开挖的顺序、方法必须与设计工况一致，并遵循“先撑后挖、限时支撑、分层开挖、严禁超挖”的原则进行施工，同时根据工程等级、支撑形式、场内条件等因素，确定基坑开挖的分区及其顺序。

1.5、联合支护

深基坑支护工程中 ，为实现技术 、经济与环境安全等控制目标 ，沿基坑深度方向运用一种支护结构已经难以满足复杂工程要求 ，支护结构从单一结构向多种结构联合支护方向发展已成为必然趋势 。 联合支护技术可以发挥各种支护技术的优点 ，适用性好，其中土钉墙 ＋ 桩锚是常用的联合支护方式 ，除此之外还有土钉墙 ＋ 桩撑 、土钉墙 ＋ 地下连续墙等 。 在确定选择联合支护的类型时 ，应充分利用各种支护方法的特点 ，根据工程地质条件及场地环境条件等因素因地制宜地选用支护类型 ，合理地优化设计方案 ，从而达到较好的经济技术效果 。

2、结语

深基坑的支护往往运用多种支护技术而不是单一的某种支护技术，但无论何种形式，均应基坑施工之前，对水文资料、场地地形、地貌、岩土层分布及分布特征、土体类别、结构特点、土层性质，基坑及围护墙边界附近、回填土、暗滨、古河道及地下障碍物分布，浅层滞水、潜水和基坑底部承压水埋藏情况、周围环境及地下管线等情况进行调查，同时加强支护施工过程管理、加大基坑监测力度，才能使支护方式的安全、经济、环保性得以实现。

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