田新元 王峰 孟宪中

摘要：基坑工程是一门综合性、实践性很强的学科，但在现今的实际施工中面临着基坑越来越深的趋势，尤其是在环保要求逐渐提高的今天，我们必须以严谨的科学态度来对待深基坑支护问题。本文主要阐述了深基坑支护技术的常见类型以及使用范围，并分析了深基坑支护技术的设计要求，同时对深基坑支护技术的施工工艺进行了探讨。

关键词：深基坑；支护；施工技术

中图分类号：TV551.4 文献标识码：A文章编号：

Abstract: the foundation pit engineering is a comprehensive and practical subject, but in the actual construction of the deep foundation pit facing more and more trends, especially in the environmental protection request an increased today, we must have the strict scientific attitude to treat deep foundation pit supporting problem. This article mainly expounds the deep foundation pit supporting technology and the use of common type range, and analysis of the deep foundation pit supporting technology design requirements, at the same time for deep foundation pit supporting the construction process of the technology are discussed in this paper.

Keywords: deep foundation pit; Support; Construction technology

基坑工程是一個古老而又具有时代特点的岩土工程课题。基坑支护是保证地下结构施工及基坑周边环境的安全的主要防护工程，其主要是对基坑侧壁采取的支挡、加固与保护措施。随着建筑技术的不断发展，对支护技术其安全、经济、工期等方面要求更高，在实际工程中采用的支护结构型式也越来越多。因此，在施工中为了能够在基坑支护工程中采用最先进的技术，在经济合理的条件下，进一步确保基坑周边建筑物、基坑开挖深度、基坑边坡、道路和地下设施的安全，就必须综合考虑场地工程地质与水文地质条件、降排水条件、地下室的要求、施工季节、支护结构使用期限、周边环境和周边荷载等因素，做到合理设计、精心施工、经济安全。

1深基坑支护技术常见类型及适用范围

1.1钢板桩支护

钢板桩应用于建筑深基坑的支护，是一种施工简单，投资经济的支护方法。在软土地区过去应用较多，但由于钢板桩本身柔性大如支撑或锚拉系统设置不当，其变形会很大。因此，对基坑支护深度达7m以上软土地层，基坑支护不宜采用钢板桩支护，除非设置多层支撑或锚拉杆，但应考虑到地下室施工结束后钢板桩拔除时对周围地基和地表变形的影响。

1.2地下连续墙

地下连续墙是在泥浆护壁的条件下分槽段构筑的钢筋混凝土墙体，由于地下连续墙具有整体刚度大和防渗性好，适用于地下水位以下的软粘土和砂土多种地层条件和复杂的施工环境,尤其是基坑底面以下有深层软土需将墙体插入很深的情况。因此,在国内外的地下工程中得到广泛应用,并且随着技术的发展和施工方法及机械的改进,地下连续墙发展到既是基坑施工时的挡墙围护结构,又能作为拟建主体结构的侧墙，也可采用逆作法施工减少对环境和地面交通的影响。

1.3柱列式灌注桩排桩支护

柱列式间隔布置包括:桩与桩之间有一定的净距的疏排布置形式和桩与桩相切的密排布置形式。为减低工程造价和施工方便，柱列式灌注桩作为挡土围护结构有很好的刚度，但各桩之间，必须在桩顶浇注较大截面的钢筋混凝土帽梁加以可靠连结。为防止地下水井夹带主体颗粒从桩间空隙流入坑内，应同时在桩间或桩背采用高压注浆，设置深层搅拌桩，旋喷桩等措施，或在桩后专门构筑防水帷幕。灌注桩施工时无振动，对周围邻近建筑物，道路和地下管线影响危害比较少。

1.4内支撑和锚杆支护

作为基坑围护结构墙体的支承，内支撑和锚杆的作用对保证基坑稳定和控制周围地层变形极为重要。目前支护结构的内支撑，常用的有钢结构支撑和钢筋混凝土结构支撑两类，钢结构支撑多用圆钢管和大规格的型钢。为减少挡墙的变形，用钢结构支撑时可用液压千斤顶施加预应力。钢筋混凝土支撑是用土模或模板随着挖土逐层现浇，截面尺寸和配筋根据支撑布置和杆件内力大小而定，它刚度大，变形小，能有力的控制挡墙变形和周围地面的变形，宜用于较深基坑或周围环境要求较高的地区。

1.5土钉墙支护

土钉墙围护结构是边开挖基坑，边在土坡面上铺设钢筋网，并通过喷射混凝土形成混凝土面板，从而形成加筋土重力式挡墙起到挡土作用。适用于地下水位以上或人工降水后的粘性土，粉土，杂填上，不适用淤泥质及地下水位下且未经降水处理的土层。

1.6深层搅拌水泥土桩支护

深层搅拌水泥土桩是用特制的进入土深层的深层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浆固化剂与地基土进行原位强制拌合制成水泥土桩，相互搭接，硬化后即形成具有一定强度的壁状挡墙既可挡土又可形成隔水帷幕，对于平面呈任何形状，开挖深度不很深的基坑，皆可用作支护结构，比较经济。

2深基坑支护技术的设计要求

承载能力极限状态:对基坑支护来说就是支护结构破坏、倾倒、滑动或周边环境的破坏，出现较大范围的失稳。一般的设计要求是不允许支护结构出现这种极限状态的。而正常使用极限状态则是指支护结构的变形或是由于开挖引起周边土体产生的变形过大，影响正常使用，但未造成结构的失稳。基坑支护作为一个结构体系，应满足稳定和变形的要求，即通常规范所说的两种极限状态要求，即承载能力极限状态和正常使用极限状态。

因此，基坑支护设计相对于承载力极限状态要有足够的安全系数，不致使支护产生失稳，而在保证不出现失稳的条件下，还要控制位移量，不致影响周边建筑物的安全使用。作为设计的计算理论，不但要能计算支护结构的稳定问题，还应计算其变形，并根据周边环境条件，控制变形在一定的范围内。一般的支护结构位移控制以水平位移为主，主要是水平位移较直观，易于监测。

3基坑支护施工技术

3.1护坡桩施工

根据工程场地特点和施工要求无污染、无噪音、施工速度快等诸多特点,施工护坡桩时采用“钻孔压浆桩”技术,其为水泥浆护壁,直接投放碎石并多次布浆成桩的无砂混凝土桩,施工时应严格按照行业标准《钻孔压浆桩工程的施工及验收规程》、施工方案、国家有关规范及设计要求、施工现场所提供的结构轴线、位置控制点施放桩位点,并必须经监理工程师复核鉴认后方可进行施工。其施工工艺简介如下:

用螺旋钻杆钻到预定深度后，通过钻杆的芯管自孔底由下向上向孔内压入已制备好的以水泥浆为主的浆液，使浆液升至地下水或无塌孔危险的位置以上，提出全部钻杆后，向孔内投放钢筋笼和骨料，最后在自孔底向上多次高压补浆而成。由于该工艺是连续一次成孔，多次自下而上高压注浆成桩，能在流砂、卵石、地下水易塌孔等复杂的地质条件下顺利成孔成桩，它具有以下优点:

(1)在多种复杂地质条件下能顺利成孔成桩，长臂螺旋钻钻至设计深度后，及时高压注浆，高压浆的作用可把孔壁周围的地下水排至孔外，加上水泥浆的重力作用，从而保证孔壁不坍塌而顺利成孔。

(2)施工速度快，在一般粘性土和砂质土层中，直径φ800，长10～20m的桩，一台钻机一天成桩15～20根。

(3)无噪音、无振动、无排污、文明施工，钻孔压浆桩是直接在提钻过程中用高压水泥浆护壁，不需要大量泥浆池，也不会产生泥浆，施工近乎于作业。

3.2土层锚杆施工

土层锚杆施工方法为用锚杆钻机钻至预定深度，开始注水泥浆护壁，然后穿钢绞线，多次补浆即完成。待达到要求强度后张拉锁定。具体施工流程如下:

(1)锚杆施工由现场施工测量人员按设计要求放出锚杆位置;锚杆机就位后,检查锚水平位置、标高、钻杆倾角,经检查无误后方可钻进;

(2)钻孔过程中若遇障碍物或异常情况应及时停钻，待情况查明并采取措施后再继续钻进。钻至设计深度后空钻出土，拔出钻杆;下锚索前检查锚索并做隐蔽工程检查记录;

(3)锚杆倾角15o，钻至设计深度后，及时下拉杆及密封孔口，并进行2～3次压力灌浆，压力为1～3MPa，以保证浆液饱满;

(4)注浆材料及配比根据设计要求确定,注浆浆液搅拌要均匀,随搅随用,浆液应在初凝前用完,并严防石块、杂物等混入浆液,水泥浆搅拌必须严格按配比进,注浆由孔底开始,直至水泥浆溢出孔口后停止注浆;

(5)锚杆水平方向孔距误差不应大于50mm，垂直方向孔距误差不应大于100mm。钻孔底部的偏斜尺寸不应大于锚杆长度的3%;

(6)土层锚杆均为预应力锚杆，锚杆施加预应力前，应先做锚杆抗拔试验2～3根，以验证锚杆设计的可靠性，并绘制Q—S曲线，试验系数为1.2;

(7)锚杆张拉前，应对张拉设备进行标定。锚固体与台座混凝土强度均应大于15.0MPa时，方可进行张拉。锚杆张拉应按一定程序进行，锚杆张拉顺序，应考虑临近锚杆的相互影响。锚杆正式张拉之前，应取0.1～0.2设计轴向拉力值N1，对锚杆预张拉1～2次，使其各部位的接触紧密，杆体完全平直;

(8)预应力为锚杆抗拔力值的70%，张拉后锁定;

(9)锚杆质量控制标准同土钉墙中相关内容。

3.3土钉墙施工

3.3.1分层分段施工

为配合土方开挖与喷锚施工同步进行，在基坑西侧大面积开挖的同时，可根据东侧土钉墙施工的需要，先开挖东侧6m的工作面，便于土钉墙西侧土方同步施工。开挖深度满足土钉施工要求，不得超过相应土钉层距0.3m，沿基坑水平向不超过15m为一施工段，不宜太长，开挖时，若边壁局部有坍塌，必须进行补救，靠近坑壁侧要注意不得超挖，以保证边坡安全和稳定。

3.3.2土钉制作

为使土钉顺利送入土中,在土钉上每隔2m处焊接对中支架,形成锥形滑撬。同时保证土钉在孔居中位置,防止出现偏心,以提高抗拔力。

3.3.3土钉成孔

土钉施工成孔采用洛阳铲成孔，孔径保证大于100mm，成孔过程中注意控制倾角及孔径。成孔后对孔深、孔径、倾角进行检查验收，做好施工记录及隐蔽工程检查记录。成孔孔位可根据实际情况进行局部调整，成孔角度，在遇到障碍物时，可适当调整。

3.3.4土钉送入

土钉施工应按设计要求安装对中支架，土钉插入孔深不得低于设计长度的95%，以保证钢筋保护层厚度。对复检合格的钢筋按设计要求制作杆体，钢筋焊接满足双面焊5d，单面焊10d，并按要求加焊定位支架。土钉送入孔中后，随即进行压力注浆，注浆压力达到0.5MPa时，注浆管插到距孔底250～500mm，持续5min，为保证注浆饱满，在孔口设止浆塞，使水泥浆能够有效渗入土体孔隙中。

3.3.5坑边修坡

在挖土过程中及时进行侧壁的修补，保证坡度满足施工要求，同时此项工艺直接关系到面层喷射混凝土的质量和材料耗用量，因此要严格按要求施工。

3.3.6钢筋网片施工

在修好的坡面上及时进行绑扎网片固定在坡面的短钢筋上，上下左右根对根绑扎搭接，并不少于两点焊接，钢筋网片借助L字型锚头及压筋压焊在土钉端部形成一体。钢筋网与下层钢筋搭接长度为25d，钢筋网与土钉锚固装置要连接牢固，喷射混凝土时钢筋不得晃动，钢筋网片按设计要求制作，网片搭接长度满足300mm，网片距坡面40～50mm，网片外侧按设计要求加焊加强筋。

3.3.7喷射混凝土施工

喷射施工过程中严格计量配比;喷射作业应分段进行,同一分段内喷射顺序应自上而下,每次喷射厚度50mm;喷射时喷头与受喷面应保持垂直,且保持0.6～1.0m距离;喷射混凝土终凝2h后要洒水养护3～7d。

4深基坑支护施工的要求

4.1对地质勘察提出了更高的要求

深基坑工程的内容扩展到了必须考虑基坑变形影响所及的周边范围，而不仅足局限于支护基坑本身。为此，在设计、施工前做好对基坑以外周邊地区的地质勘察尤其关键。对于深大基坑，应按预估基坑周围下卧层位移的需要而确定勘察深度。

4.2对周边环境的监护要求提高

随着基坑深度地不断加大，对基坑开挖范围的影响也随之扩大。因此，对周围环境的监护要求提高。相当于基坑开挖深度的2～3倍范围内地上的建筑物、高耸塔杆、输电线缆、古建文物、道路桥梁，以及地下管线（应区别其属压力的或非压力的）、人防、隧道、地铁等设施和障碍物都应当纳入监护范围。

4.3对开挖施工工艺的组织与管理要求更为严格

研究发现，在基坑开挖施工（包括支撑设置过程）同支护结构及坑周土体位移之间，存在着一定的相关性。科学地安排土方开挖施工顺序和控制施工进度，将有助于控制挡端和坑周土体的位移。

4.4施工监测

深基坑监测是信息化施工常用的一种方式，在确保深基坑开挖安全上起着十分重要的作用。监测的主要内容有支撑轴力变化、围护桩位移和沉降变形、基坑周边地表沉降、基坑周边管线的位移沉降、基坑周边构建物的位移沉降、基坑隆起、地下水位变化等。在基坑开挖施工中，发现监控数据接近或超过警戒值时，应立即分析原因，准确地找出施工过程中存在的问题，及时调整施工步骤，采取相应的对策，便能有效控制基坑变形，确保基坑安全。

5结论

总之，深基坑支护施工必须选择合适的围护结构，需根据特定的工程要求和条件进行综合考虑，施工过程中采取一系列的质量控制措施，满足基坑稳定的要求，确保工程安全，保护周边环境，节约成本、加快工期，使之取得良好的社会经济效益。