试议支护深基坑支护设计与施工

论文导读：探矿工程，2003，6：62～63.
摘要：伴随着我国经济社会的不断发展，我国的城市化进程也在不断加快，城市规模的不断扩大使得用地越来越紧张，所以城市建设向逐渐向高层和地下发展，所以一些需要深基坑的建筑物也越来越多，解决好深基坑的支护问题已经成为建筑行业的一个重要问题，建筑深基坑安全性是当今建筑工程所面临的难点之一，它直接影响到建筑基础是否能够顺利进行。本文详细阐述了工程项目中深基坑支护设计、施工及使用全过程。并对深基坑支护的技术和优化设计进行了探讨。
关键词：深基坑支护设计 加筋水泥土 复合土钉支护 振动插筋 降水设计 疏干降水
1 概述
城市建设的不断发展，城市建设用地越来越少，这样不得不让我们寻找新的出路进行城市建设，即从高度上寻找发展空间。建筑变高了，自然基坑也要更深，并且有不少的建筑工程基坑边坡都与建筑物挨得很近，这就要求我们要十分重视深基坑支护的安全性。改革开放以来，我们国家的建筑行业得到了飞速的发展，出现了一大批的地下建筑和高层建筑。深基坑的数量也越来愈多，基坑深度超过10m的工程已经非常普遍。深基坑的支护工程涉及的领域比较广，在基坑支护过程中要用到结构力学和土力学等学科的内容。另外也要根据不同的工程的实际情况采取不同的处理措施。针对这些具体的工程实际问题要进行基坑支护方案的优化，通过方案的优化可以不断积累深基坑支护的成果实践经验。
众所周知，在20世纪70年代末基坑工程开始在我国展开广泛的推广，那时我国的改革开放刚好处于兴盛的时期，基本建设搞的很火热，高层建筑越来越多，相应的基坑也越来越深了，开挖深度也就更深了。高层和超高层建筑为了抵抗水平力来使建筑更加的稳定，在构造上其地下室底板或基础要有足够的埋深，高层建筑使用功能不再像是以往那么简单，需要不断的提高土地利用率。世界各国已经有不少学者开始进行相关的研究，而且也已经取得了一定的成就。
2 深基坑支护的类型
在各种类型的建筑施工过程中都需要进行基坑的开挖，对于一些较小的施工项目，基坑的开挖深度较小。可以采用直接开挖和放坡开挖两种简单方便的模式。但是对于大型的建筑工程或者是周围的施工空间较为狭窄的情况就需要进行基坑支护。进行基坑支护的主要作用是起到挡土的作用，另外一个方面进行基坑支护可以对周围的建筑物和环境有一个较好的保护作用。

2.1 钢板桩支护

钢板桩支护的形式主要是采用热轧型的钢材进行钳口和锁口，将钢板桩相互连接在一起，形成一个整体的钢板墙结构，这样可以起到很好的挡水和挡土的作用。目前常用的钢板桩支护结构形式主要有Z形、U形和直腹板等结构形式，因为钢板的加工工艺比较简单，材料的来源也比较广泛。所以采用钢板桩支护得到了广泛的应用。

2.2 深层搅拌水泥桩

水泥搅拌主要是起到对软土地基的一个加固和饱和的作用。水泥起到了固化剂的作用，利用水泥和软土的一系列物理化学的反应，能够形成一定强度的水泥加固体，使得软土地基的承载能力显著提高，并且也增大了软土地基额变形模量。根据相关试验研究表明，当水泥掺入比在8%～20%之间，水泥土重度比可以提高约3%～5%左右，而且水泥土的含水量可以降低10%，其抗渗性能则一般在10-7～10-8cm/ces，可以看出水泥土可以明显的起到改良土质的作用。而且水泥土的无侧限抗压强度一般可以达到0.3MPa以上，相比于未处理的软土地及其抗压强度提高了几十倍由于水泥土抗拉强度与抗压强度具有一定的相关性，抗拉强度一般等于（0.15～0.25）抗压强度之间，这意味着水泥土抗拉强度也得到相应的提高。

2.3 排桩支护

排桩支护主要是在利用钢筋混凝土在柱子之间进行挖孔，钻孔灌注源于：论文网www.7ctime.com
桩是挡土结构的重要组成形式，主要是在桩与桩之间进行柱子的布置。使得相邻的桩之间能够很好的联系在一起，然后通过钢筋混凝土胶管来形成一个完整的结构体系。

2.4 锚喷网支护

一般指联合使用锚杆和喷混凝土或喷浆的支护。锚喷网支护在深基坑支护中是利用比较多的，锚喷支护常紧跟开挖掘进，平行作业，特别是在隧洞或地下厂房施工中采用分部开挖的方式时，可随着开挖断面的扩大，边挖边喷，直至全断面完成。
3 场地岩土工程条件

3.1 工程地质条件

对工程的地质条件要仔细勘察，根据勘察报告，搞清楚场地内上覆土层的二元结构沉积规律。确定上部、下部和底部是什么性质的土层或者砂层。并根据基坑支护设计有关的地层及其物理力学性质指标来进行施工。

3.2 地区水文地质条件

施工前要对水文地质条件进行深入调研，土层的物理力等性质指标见表1。
4 旋喷桩防水帷幕设计

4.1 防水帷幕的深度确定

基坑开挖时，如果向上的渗透力超过砂的有效应力，从而导致基坑底破坏，也即管涌现象。防水帷幕深度的确定是假定旋喷防水帷幕本身不透水，按基坑开挖过程中可能出现管涌现象而计算出的深度。基坑管涌计算示意如图1。

1.旋喷防水帷幕；

2.放坡土体；3.基坑底板；4不透水层

4.2 旋喷桩布置参数 旋喷桩设计直径与土质、施工方法、工艺参数密切相关。选用二重管旋喷设备，并结合地层特点和施工经验，按双排布置旋喷桩形成防水帷幕。旋喷桩直径为800mm，孔距为700mm，排距为600mm。在设计位置共布置48根桩。旋喷桩防水帷幕孔位布置平面示意如图2。
浆量计算以喷量法为例，即以喷嘴单位时间喷射。
5 基坑支护施工技术
下面我们介绍的主要是支护桩成桩阶段，重点说下咬合桩的施工。咬合桩能够很好的起到挡土止水作用，因此要注意保证其质量过关，具体要求有：
①A类桩混凝土采用超缓凝混凝土，混凝土缓凝时间不得少于60h，混凝土强度C15，混凝土坍落度为14cm，混凝土的R3d≤3MPa。②桩定位误差要保持在10mm之内，桩的垂直度偏差保持在0.3%之内。③设计咬合厚度为200mm。④B类桩为钢筋混凝土桩，混凝土强度C30，初凝时间10h。
6 基坑监测
在进行位移监测时，通常都是将基坑布置16个水平位移监测点及10个垂直位移监测点（见图3）。
7 结语
在基坑支护中，要注意到基坑特点、土质条件、周围环境及工程要求等因素，合理的选择支护形式，最终收获最佳的支护效果和经济效益。
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