基坑支护方式的分析与探讨

基坑支护方式的分析与探讨

张鑫

广东万晖建设工程有限公司,  广东江门  529000

摘要: 随着社会经济的快速发展，人们的生存环境发生了日新月异的变化，为了避免交通堵塞，人们从最初的地面通行越来越多的转换为地下通行，在地下构筑物建设过程中，地基是保证构筑物质量的关键，而基坑支护工程则是保证地基施工质量的的“最前线”，其重要性不言自明。基于此本文针对几种不同基坑支护形式的适用条件、优缺点进行分析与探讨。

关键词：基坑支护  支护方式  分析

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1  前言

我国土地面积广阔，工程地质和水文地质条件千变万化，针对不同的地质条件，基坑工程的支护方式是多种多样的，根据地质条件选择合适的支护方式对基坑工程的安全施工具有重要的意义。

2  支护方式的选用原则

基坑支护工程是指在基坑开挖过程中，为了保护坑壁不坍塌、保护地下工程施工时的安全以及周围环境不受损坏所采取工程措施的总称。“安全可靠、经济合理、施工便利”是选用基坑支护方式的三个原则。支护方式选择时首先应当依据基坑深度、工程水文地质条件、环境条件和使用条件等合理划分基坑侧壁安全等级，然后综合基坑侧壁安全等级、施工、气候条件、工期要求、造价等因素合理选择支护结构类型。

3  支护方式的分类

在具体施工过程中，针对不同工程的实际情况（如基坑周边环境、地质条件、开挖深度、施工季节施工设备等），我们要选择合理的支护方式。支护方式根据开挖深度的不同可分为浅基坑支护和深基坑支护，其中浅基坑支护包含斜柱支撑、锚拉支撑、型钢桩横档板支撑、短柱横隔板支撑、临时挡土墙支撑、挡土灌注桩支护、叠袋式挡墙支护；深基坑支护则包含地下连续墙支护、土钉墙、灌注桩排桩支护、咬合桩围护墙、型钢水泥土搅拌墙（SMW工法桩）、板桩围护墙、水泥土重力式围护墙等；支护结构围护墙的支撑形式有内支撑、锚杆（索）、与主体结构相结合的基坑支护等。

3.1  地下连续墙

地下连续墙即地下钢筋混凝土墙体，施工时采用特制的挖槽机械沿基坑外围按设计宽度分单元挖出基槽，并采用泥浆护壁，成槽至设计标高后将钢筋骨架吊放入槽内，进行水下混凝土灌注，各单元之间有特制的接头连接以形成地下连续墙。墙的厚度一般0.5～1.0米，槽段长7米左右，深度可达50～100米。可与内支撑、与主体结构相结合等支撑形式采用顺作法、逆作法、半逆作法结合使用，它既是基础的组成也是开挖阶段的支护结构。

优点：具有低噪音、低震动等特点，在工程施工过程中对环境的影响小；墙体刚度大、整体性好，基坑开挖过程中安全性高，支护结构变形较小；墙身具有良好的抗渗能力，坑内降水时对坑外的影响较小；配合逆作法施工，可以缩短工期，降低工程造价。

缺点：地下连续墙造价较高，施工要求专用设备且施工技术复杂。

适用条件：基坑侧壁安全等级为一级、二级、三级；适用于地质条件差和复杂，基坑深度大，周边环境要求较高的基坑。

3.2  土钉墙

土钉墙是通过对天然土体钻孔、插筋、注浆来设置一定长度和密度的土钉，与喷射砼面板、土体相结合共同工作，形成了以增强边坡稳定能力的复合土体，以抵抗墙后的土压力，主要由土钉、喷射混凝土面层、被加固的原位土体及防排水系统组成，是一种主动增强土体本身稳定性的受力机理。

优点：材料用量和工程量少，施工速度快，经济性好；施工设备轻便，操作方法简单；对场地土层的适应性强；结构轻巧，柔性大，有很好的延性。

缺点：要求锚杆能避开场地周边其他建筑的基础和管线；在松散砂土、软塑、流塑粘性土以及有丰富地下水源的情况下不能单独使用土钉支护，必须与其他的土体加固支护方法相结合；基坑变形大。

适用条件：基坑侧壁安全等级为二级、三级；当基坑潜在面内有建筑物，重要地下管线时，不宜采用土钉墙；开挖深度不宜大于12米。

3.3  排桩支护

排桩是应用最广泛的一种支护主体结构，是将桩体按照一定的距离或者咬合排列形成的支护挡土结构，按抵抗水平力的形式分为悬臂支护结构、内撑式支护结构、锚式支护结构。

悬臂支护结构主要是将钢筋混凝土排桩、钢板桩等支付结构埋入基坑底面以下足够深度，基坑内不设内支撑或锚杆，靠支护结构足够的入土深度及抗弯能力来维持整体稳定及结构自身安全，适于在土质较好、开挖较浅的基坑工程。优点是结构简单，施工方便，有利于采用大型机械开挖基坑；缺点是对开挖深度很敏感，容易产生较大变形，对相邻的建筑物产生不良的影响。

内撑式支护结构由支护体系及内支撑体系组成，支护结构体系一般为钢筋混凝土排桩，内撑体系采用现浇钢筋混凝土杆件、钢管或型钢等，因内支撑体系刚度好、变形小，可用于各类土层的基坑工程。优点是施工质量容易控制，工程质量的稳定程度较高，内撑在支撑过程中是受压构件，可充分发挥出混凝土受压强度高的材料特点，桩撑支护结构的适用土性范围广泛，尤其适合在软土地基中采用；缺点是内撑形成必要的强度以及内撑的拆除都虚占用较长工期，基坑内布置的内撑减小了作业空间，增减了开挖、运土及地下结构施工的难度，当基坑平面尺寸较大时，不仅要增加内撑的长度，内撑的截面尺寸也随之增加，经济性交差。

锚式支护结构由支护结构体系及锚固体系组成，支护结构体系为钢筋混凝土排桩，锚固体系为锚杆式和地面拉锚式两种，主要是通过锚杆往后拉桩，使桩身保持稳定。适用于周边环境比较宽敞、地下管线少且没有不明地下物的深基坑支护工程，且具有密实砂土 、粉土、黏性土等稳定土层或稳定岩层做锚杆持力层的深基坑支护工程。优点是预应力锚杆增强了桩的承载能力和刚度，使水平变位和墙外沉降得到控制，且提供了自由开挖空间；缺点是地质条件太差或土压力太大时使用桩锚支护结构，容易发生支护结构的受弯破坏或倾覆破坏；

3.4  型钢水泥土搅拌墙 （SMW工法桩）

型钢混凝土搅拌墙是利用钻头处喷出水泥浆液或土体固化剂与地基土反复搅拌混合，并插入型钢所形成一种同时具有一定强度和刚度的、连续完整的、无接缝的地下墙体。SMW工法桩是在国内应用最多的型钢混凝土搅拌墙。

优点：对周边环境影响小，施工不扰动邻近土体，能有效控制周边地面构筑物的沉降；抗渗性好，工法桩机连续作业的墙体无接缝，从而使它比传统的连续墙具有更可靠的止水性；刚度较大，支护效果好；构造简单、施工简便、工期短；由于型钢插入深度一般小于搅拌桩深度，可以部分回收重复利用，成本较低。

缺点：在搅拌桩和型钢协同工作方面，仍有许多问题有待研究；由于型钢拔除后在搅拌桩中留下的孔隙需采取注浆等措施进行回填，特别是邻近变形敏感的建构筑物时，对回填质量要求较高。

适用条件：基坑侧壁安全等级为一级、二级、三级。适用于黏性土、粉土、砂土、砂砾土等较深的基坑，深度不宜大于12m。

４  结语

由于基坑支护有着很强的地域性、经验性，因此上文仅对深基坑况适用的几种支护方式做了简单的分析和总结，具体工程还需要结合工程实际情况，经过详细分析比选，选择合理的基坑支护方式，达到安全适用、经济合理的最终目的。

参考文献：

[1]张勇  钢板桩支护在市政工程深基坑施工中的应用[J]. 建筑知识, 2016.

[2]张正楠. 市政道路基坑开挖及支护施工关键技术[J]. 绿色环保建材, 2021(5):2.

[3]阎瑾瑾, 刘琼. 市政工程深基坑支护技术及施工要点[J].  2021.

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