浅谈管道工程中基坑支护方法及其破坏原因

　　摘要：基坑工程是管道工程中重要的一部分，重视对基坑工程科研水平的提高，重视施工队伍、管理人员的水平。基坑工程实践中，要不断提高施工方法以及技术水平，以满足天然气管道建设的需要。
　　关键词：基坑工程、基础建设、支护方法
　　
　　1深基坑常用支护结构型式及适用范围
　　1.1放坡开挖
　　放坡开挖作为最古老的基坑开挖方式，目前仍应用的非常广泛。基坑放坡开挖方法可以在工程地质条件良好适用于侧壁安全等级为三级的基坑的情况下单独使用，在场地工程地质条件较差时可以与其他支护方法联合使用。它的优点是工程造价经济，适用于周围场地开阔、土质条件较好、地下水较少的工程场地，周围无重要建筑物。它的缺点是需要有较大的工作空间，夏季雨水多时易发生工程事故。
　　
　　1.2土钉墙支护方法
　　1979年巴黎国际岩土加固会议之后，由于坡度适应性强、经济可靠，而且施工快速简便，土钉墙在西方得到了广泛应用，继而推广到全世界。这种支护方法已在国内外许多基坑支护工程中得到了成功的应用。土钉一般通过钻孔、插筋和注浆来设置。规范建议土钉墙主要应用在有一定粘性的黄土、砂土、粉土及杂填土地基中。而且一般应用于开挖深度不超过12m的基坑；当基坑开挖深度超过12m时，变形位移控制的难度及要求都较高，会对监测工作带来很大的影响。土钉墙的不宜使用的地方及缺点：对于如沙砾卵石层、无胶结砂层和淤泥质土，土钉成孔困难，因此是不宜采用的；对于土钉墙施工无法实现的临时自稳的软弱土层，也不宜采用；从众多的工程经验来看，水会使土钉墙软化，继而造成墙体的局部或整体的破坏，因此必须做好防水和降水的工作；在城市拥挤的地下空间中一般会侵占本工程占地外的其它的地下空间，这不仅会影响周围建筑的稳定安全，还对未来地下空间的开发造成一定的影响。
　　1.3排桩支护方法
　　柱列间隔式布置钻孔灌注桩或钢筋混凝土挖孔桩作为挡土结构的一种支护形式，一般称为排桩支护。柱列式间隔布置有两种形式：密排布置形式和疏排布置形式。柱列式灌注桩虽然有着良好的刚度性质，但各桩之间的联系较差，通常会在桩顶浇筑较大截面的钢筋混凝土帽梁使它们连接起来形成整体的刚度和强度。排桩支护一个严重的问题是地下水会经常夹带微小土体颗粒从桩间孔隙渗入坑内。通常采取的措施是设置深层搅拌桩和旋喷桩同时在桩间或桩背采用高压注浆等措施。
　　排桩适用的范围较广，可广泛应用在侧壁安全等级为一、二、三级的非软土基坑场地。当基坑深度不大于5m时可采用悬臂式结构。当基坑深度较深时可与锚杆等其它支护结构一起组成档土结构。桩的间距应该根据土质条件和工程重要等级等要素确定。工程重要性较高或土质条件较差时，一般桩的间距设置小一些。当工程的重要性低或工程地质条件较好时桩的间距可以设置大些，然而为使桩间土不致塌落，可以在桩间加锚杆或土钉支护。
　　1.4悬臂支护方法
　　悬臂式支护结构常采用钢筋混泥土排桩墙、钢板墙、混凝土板墙、地下连续墙等型式。悬臂式围护结构依靠足够的入土深度和结构的抗弯能力来维持整体的稳定和结构的安全。悬臂式结构对开挖深度比较敏感，容易产生较大的变形，对相邻的建筑物产生不良影响。悬臂式围护结构适合用于土质较好，开挖深度较浅的基坑工程。
　　1.5内支撑支护方法
　　内支撑支护结构主要包括支护体系和内撑体系。支护体系钢筋混凝土排桩或者地下连续墙的结构。内支撑一般采用水平支撑，也有少部分采用斜支撑的结构。同时，根据基坑开挖深度的不同，支撑的层数也不一样，常见的型式有：单层水平支撑、二层水平支撑和多层水平支撑。分别如图1（a、b、d）所示。斜支撑一般用在基坑开挖面比较大，但深度不大的基坑中，如图1（c）所示。
　　
　　2基坑支护结构破坏原因分析
　　
　　造成基坑支护结构破坏的原因有很多，有时候甚至是多个因素同时造成的。主要的因素包括以下六个方面：（1）当支护结构的抗压强度较小，不足以承受周围土体的形成的弯矩，从而导致支护结构的折断或者倒塌，如图7（a）所示。在几种支护结构中，最容易产生折断破坏的是悬臂支护结构。（2）当支护结构插入土体深度比较浅而土压力较大时，直接导致基坑边坡整体性滑动破坏的现象称为整体失稳破坏，如图7（b）所示。（3）在一些基坑中，由于基坑内外土体的高差相差较大，基坑外的土体向坑内挤压，从而能造成基坑隆起，导致基坑外地面塌陷，对基坑的支护结构造成破坏，称为基坑隆起造成的破坏，如图7（c）所示。踢脚失稳破坏是指支护结构的插入深度较浅或者场地的土层较差，由于被动土压力过小从而造成的支护体系的破坏。如图7（d）所示。流土破坏是指由于地下水的作用，造成基坑底部的渗流作用，支护结构外面的被动土压力减少，引起支护结构的破坏，如图7（e）所示。支护体系失稳破坏是指由于支护体系强度不够，或者支护体系本身的稳定性不足，比如拉锚式结构中的拉锚力过小，内撑式支护结构支撑力不足等。这些都将造成支护体系失稳破坏。如图7（f）所示。
　　造成支护结构破坏的原因有很多，比如地基中存在承压水，当基坑底土层不能承受承压水的顶托力，基坑底产生突涌导致破坏。但破坏形式经常是综合性的，例如基坑整体性破坏时有可能引起基坑隆起，也有可能造成支护结构的折断或者锚杆的失稳；锚固系统的破坏可能引起支护系统的失稳，也可能会导致基坑的隆起等；踢脚破坏也可能引起基坑底部的隆起、锚杆失稳等问题。
　　
　　小结
　　目前，基坑支护的方法很多，一个基坑工程中也不只采用一种支护方式，经常是多种支护方式的综合应用。比如在一些软土地基中，除了采用锚喷的支护方式，还经常应用桩锚支护；土钉墙支护和锚喷也经常一起在某一个工程中使用。但每一种方案都有其优缺点，深入分析每一种方法，对支护方案的适用条件、适用范围、对周围环境可能造成的影响进行评价，选择出最优的方案。

《浅谈管道工程中基坑支护方法及其破坏原因》

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