建筑深基坑工程支护的施工技术分析

　　摘要: 近年来,随着经济的发展,社会的进步,我国城市基本建设规模逐渐加大,高层建筑、地下建筑工程大幅度增加,这使得深基坑工程施工问题在技术和经济上对整个建筑施工起着举足轻重的影响。本文论述了如何控制和防止施工过程中极限状态的发生，论证了深基坑支护结构的挡墙和支撑，总结了深基坑施工过程中应注意的问题。

　　关键词: 深基坑,支护结构, 极限状态,施工技术

　　前言

　　深基坑支护是指为保证地下结构施工及基坑周边环境的安全，对深基坑侧壁及周边环境采用的支档、加固与保护的措施。在大城市内进行高层建筑施工时，施工环境比较恶劣，场地周围的建筑物、道路及地下管线不能因任何施工事故而遭到破坏。所以，深基坑支护结构虽然是施工期间的临时支挡结构，但其选型、计算和施工是否正确对施工的安全、工期、经济效益有巨大的影响，是高层建筑施工的关键技术之一。

　　1、防止极限状态的发生

　　根据国家标准《岩土工程勘察规范》GB50021-1994中规定，深基坑工程支护结构应满足挡土结构的稳定性及对邻近建筑物和设施不造成损害的要求，防止下列极限状态的发生。

　　1.1破坏极限状态

　　(1)土体的整体失稳。(2)挡土结构基础的承载力失效。(3)挡土结构基础的基底滑移。(4)挡土结构的结构性破坏或失稳。(5)管涌和地下冲刷。(6)被动抗力不足。(7)锚杆抗拨失效。(8)挡土结构局部变形造成其他部分或邻近建筑物和设施的结构性破坏。

　　1.2正常使用极限状态

　　(1)挡土结构的位移和变形，影响该结构本身或邻近建筑物设施的外观或功效。(2)承受水头压力的挡土结构发生超过容许渗透等现象。目前高层建筑地下室大多为一～三层，个别高达四层。基坑深度大致为一层5m，二层9m，三层12m，四层15m。当基坑开挖深度在7m以内时，大多采用悬臂式挡墙结构。当基坑开挖深度较大时，则采用单支点或多支点的深基坑支护结构。

　　2、深基坑支护结构包括坑壁挡墙和支撑锚杆两部分

　　2.1深基坑支护挡墙的类型

　　2.1.1钢筋混凝土排桩式挡墙

　　常用的排桩式挡墙多以人工挖孔桩或钻孔桩组成。当边坡土质尚好，地下水位较低时，可利用土拱作用，以稀疏排桩支挡边坡。对于不能形成土拱作用的软土边坡，支挡桩必须连续密排，为达到止水效果，在挡墙背后的桩间上处可加做旋喷桩或高压注浆。人工挖孔桩或钻孔桩排式挡墙由于是采用钢筋混凝土灌注桩，使挡墙的刚度较大，抗弯能力强，变形相对小，现已成功地用于基坑深度在8m以内的悬臂挡土，估计在土质较好地区10m以内也可使用悬臂挡土。

　　2.1.2深层搅拌水泥土桩和旋喷桩挡墙

　　深层搅拌水泥土桩挡墙是用特制的进入土深层的搅拌机将喷出的水泥浆固化剂与地基土进行原位强制拌合，制成水泥土桩，硬化后形成水泥土排桩挡墙，既可挡土又可形成隔水帷幕。旋喷桩挡墙是用钻机钻孔后将钻杆从地基土深处逐渐上提，同时利用插入钻杆端部的旋转喷嘴，将水泥浆固化剂喷入地基土中，形成水泥桩，桩体相连形成帷幕墙。

　　2.1.3地下连续墙

　　地下连续墙作为深基坑支护结构的挡墙，具有抗弯刚度、防渗性等和整体性好等优点。尤其是地下水位高的软土地基，当基坑深度大且邻近的建(构)筑物、道路和地下管线相距较近时，往往是首先考虑的深基坑支护方案。目前用于深基坑支护的地下连续墙，已从单一的一字型发展出折板型和π型等多种形式，以便获得更大的侧向刚度。地下连续墙如单纯作深基坑的支护结构，费用较高，如施工后成为地下结构的组成部分则较为理想。

　　2.2深基坑支护的支撑

　　常用的支撑形式有对撑、角撑、圆形支撑和拱形支撑等。支撑即沿基坑的纵横两个方向尺寸较大，还需要设立中间立柱，以避免支撑杆件伸过长和失稳。支撑杆体多用大直径的圆钢管和大规格的H型钢。为减少挡墙的变形，对支撑宜施加预顶力，力值控制在设计计算值的1/10～1/15，每根支撑的松紧程度应相同。对支撑施加的预顶力主要靠在支撑杆件的一端设液压千斤顶来实现。中间立柱要埋入基坑底一定的深度，以保证其在承受荷载后不下沉和倾斜，并保证支撑系在一个平面上有较大的刚度。中间柱的选型要考虑便于拆除和不妨碍基坑底板的施工。为了减少中间柱和增加支撑的刚度，近年来亦有采用钢筋混凝土作撑杆件的。角撑多用于方形或接近方形的深基坑，仅在深基坑的四个角处设斜置的角撑，以承受由围檩传来的荷载。在平面尺寸较大的基坑开挖中，若采用支撑有困难时，常采用锚杆来代替。锚杆根据锚固的地层，可分为土层锚杆和岩层锚杆，它是一簇受拉杆件，它的一端与支护结构联结，另一端锚固在土体(岩层)中，将支护结构所承受的荷载分散到周围稳定的土岩(岩层)中去。土层锚杆是用水泥砂浆将钢拉杆锚固在伸入稳定土层内部的钻孔中。岩层锚杆与土层锚杆基本相同，只不过是将钢拉杆以水泥砂浆锚固在稳定的岩层钻孔中，钢拉杆可采用圆钢管、粗钢筋和钢绞线等。

　　3、深基坑施工应注意的问题

　　3.1应认真做好深基坑开挖的工程勘察工作

　　由于深基坑支护设计与地质及水文条件密切相关，地基土参数的试验方法、取值、地下水的影响等往往是确定深基坑支护设计的主要因素，因此，必须认真做好深基坑开挖的工程勘察工作，根据《岩土工程勘察规范》规定，其深基坑开挖与支护工程勘察要满足下列要求:

　　(1)在拟建主体建筑物的初步勘察阶段，应根据岩土条件，初步判定支护的可行性;在详细勘察阶段，对需要支护的工程，应进行专门的勘察工作。

　　(2)勘察范围应根据开挖深度及场地的岩土条件确定，并宜在开挖边界外及开挖深度的l～2倍范围内布置勘察点。

　　(3)根据地层结构及岩土性质，应提出土的有效强度或不排水抗剪强度参数，并应评价施工造成的应力、应变条件和地下水位的改变对土体的影响。

　　(4)应查明开挖范围和邻近场地地下水特征，以及施工过程中水位变化对支撑系统和邻近建筑物与设施的影响，分析过高的渗透力，管涌发生的可能性，并应提出施工隔水或降水措施。

　　(5)应查明邻近建筑物和设施的现状、特征以及对施工振动、位移的承受能力等。

　　3.2应认真重视地下水对深基坑工程施工的影响

　　降低地下水位对周围环境将产生很大影响。当地下水渗漏地区内的地面可发生大面积下沉，对周围道路及建筑物将产生严重影响。当基坑下部土层有承压水时，除可能产生流砂、管涌等外，将大大降低基坑下土层的稳定性。当周围环境许可时，宜采取降水方案。这样，既可减小作用在支护结构上的压力，又可使土质条件得到改善，便于施工，将使深基坑开挖时的安全大为改善。当深基坑外不宜降水时，应设置可靠的止水帷幕，止水帷幕的深度应满足挡水要求，并有可靠的施工质量。

　　3.3应重视土方开挖顺序和深基坑四周地面的保护

　　深基坑土方的开挖，应根据土质条件规定深基坑土方开挖的步骤与要求，挖土速度过快或局部深挖都可能使深基支护结构产生过大位移而出现险情，因此，必须认真编制好施工顺序，并严格按顺序要求进行施工。在挖土过程中要及时做好深基坑四周的保护及深基坑四周地面的保护，在基坑深度的l～2倍范围内的地面产生裂缝时，地面水向裂缝中渗漏，导致土体强度下降，水压增大，使支护结构产生过大的位移。此时要及时采取措施进行堵塞，并要做好地面水的导流工作，防止基坑浸水，减小基坑暴露时间，防止基坑浸水，减小基坑暴露时间。

　　3.4应认真注意深基坑开挖支护系统的施工质量

　　深基坑支护系统的施工质量，对整个系统的工作状态是否正常，有着重大的影响，施工质量的好坏主要表现在:支护系统的类型、材料、构造尺寸、装设的位置和方法是否符合设计要求，装设施工是否及时，施工顺序是否与设计要求一致，地下水控制施工是否满足设计要求等方面。施工质量的优劣，将直接影响支护结构及被支护土体变形量的大小，稳定性以及邻近建筑与设施的安全。一个合理的深基坑支护系统，可能由于施工质量未能满足设计要求而造成重大事故。所以，对深基坑支护系统的施工质量必须高度重视。

　　4、结束语

　　综上所述，深基坑的开挖对于整个建筑工程来讲，是一个重要的影响因素，开挖时是否合理严重地影响着建筑质量。因此，在进行深基坑施工时，我们要完善好施工方案，同时还要不断开拓、创新，从而提高我国建筑工程的施工质量和建筑企业经济的发展。

《建筑深基坑工程支护的施工技术分析》

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