李海斌

摘要：随着我国城市现代化建设的不断加快，城市的基坑工程也变得更加复杂化。在实际工程建设中，必须要结合基坑工程的实际状况进行考虑，从而选择合理有效的支护方法。文章通过对一些支护结构进行分析，并结合笔者经验，对基坑工程中支护结构的计算方法进行具体的研究和探讨。

关键词：深基坑支护；支护结构计算；钢板桩围护；地下连续墙；锚杆支护

中图分类号：TU463文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）21-0077-02

通常情况下，深基坑工程主要是指那些开挖深度不小于5米或建筑物地下室不少于三层，或者某些开挖深度虽然小于5米，但是其周围的地质条件、环境条件以及地下管线非常复杂的工程。根据实际的调查研究发现，在城市中大多数深基坑工程都处于城市中各种供水、排水、供电、燃气等线路以及房屋分布比较密集的地方。而在这些地方进行深基坑工程的施工时，通常是不能够直接进行开挖的，应该在相应的人工支护环境下，对深基坑工程进行开挖工作。

1深基坑支护结构类型

1.1钢板桩围护结构

钢板桩的强度比较高，桩间的连接非常紧密，防水性能较强。由于其施工较简单、花费成本也较少的特点，以前在我国沿海等软土地区应用比较广泛。但是由于钢板桩自身具有的柔性较大，一旦工作人员在进行支撑或进行锚固时出现了问题，就会导致钢板桩发生形变。因此，钢板桩围护结构不适合用在深度超过7米以上的深基坑工程中。而如果必须要使用钢板桩进行支撑时，则需要在基坑中采用多层支撑系统进行支撑或者设置相应的锚拉杆。

1.2地下连续墙

地下连续墙为分槽段用专用机械成槽、浇筑钢筋混凝土所形成的连续地下墙体，因其整体的强度比较高、刚度强以及防渗透性比较好的特点，主要适用于某些地下水位以下的软粘土和砂土等各种复杂的地质条件和环境下的深基坑支护工程。因此，其在我国岩土工程中的使用范围非常广，而且随着机械设备的不断更新以及施工技术的不断提高，在某些岩土工程中地下连续墙的作用已经不仅只是作为深基坑工程的围护结构，它还可以作为建筑物主体的侧墙，起到一定的防护作用。

1.3使用柱列式灌注桩和排桩进行支护

柱列式间隔布置包括桩与桩之间有一定净距的疏排布置形式和桩与桩相切的密排布置形式。由于柱列式灌注桩和排桩在进行支护时具有施工简单、成本较低、整体刚度比较强的特点，所以在我国建筑物的深基坑工程中得到了广泛的应用。另外，为了桩与桩之间能形成有效的连接，增强支护结构的整体性，应该在桩顶用混凝土浇筑一个截面比较大的混凝土冠梁。

1.4内支撑和锚杆支护

内支撑和锚杆的作用主要是对如钢板桩、柱列式灌注桩等围护结构进行支撑。内支撑和锚杆支撑作用的好坏将直接影响到整个深基坑工程结构的稳定性，并且对于施工结束后控制基坑周围地面的变形也能起到非常重要的作用。当前主要使用的是钢筋混凝土内支撑，由于其具有刚度比较强，产生形变比较小的特点，所以使用钢筋混凝土内支撑对于控制深基坑周围地面的变形有着非常重要的作用，通常使用在一些开挖比较深的基坑工程或者某些对基坑变形要求比较严格的地段。

1.5土钉墙和复合土钉墙围护结构

土钉墙主要适用于某些地下水位以上或降水的非软土基坑。土钉墙围护结构的施工主要是在工作人员逐渐开挖基坑时，在挖开的土坡面上铺设相应的钢筋网，然后对钢筋网进行喷射混凝土工作，使其形成混凝土面板，结合布置在土体内的钢筋或钢管土钉群组成支护结构，能够起到良好的挡土作用，便于岩土工程的施工。土钉墙与预应力锚索、搅拌桩、微型桩等中的一种或者多种组合，形成复合土钉墙支护型式，能同时兼顾控制基坑变形、止水等作用，使得土钉墙适用范围更加广泛。

1.6搅拌桩围护结构

搅拌桩围护结构主要是通过将喷浆型深层搅拌桩合理地组合在一起形成的，从结构上来看，搅拌桩围护结构就是一种重力式的水泥土挡墙。而由于水泥土挡墙具有良好的挡水和挡土性能，所以在一些开挖深度比较低的软土地区中应用比较广泛。

2支护结构计算方法

2.1静力平衡法和等值梁法

静力平衡法主要是通过利用围护结构前后受到的压力存在的一种极限平衡状态来计算出支护结构应该插入土体的深度以及支护结构受到的作用力的一种计算方法。但是根据实际工程测试研究发现，该种算法存在着比较大的盲目性，这主要是由于极限平衡状态的不确定性造成的，所以该算法通常只适用于一些较为简单的基坑工程中。

等值梁法主要应用于对一些单支撑结构的埋深板桩进行计算，主要是通过将其看作下端固定支撑，上端为简支，变形曲线存在一个反弯点，通常情况下将该点的弯矩值判定为零，然后将挡土结构的两端划分为假想的梁且上部分为简支，下部则为超静定结构，其弯矩图不变。根据具体实践可以发现，使用等值梁法来对板桩进行计算的安全性是不错的，而在实际计算的过程中，习惯将最大的弯矩进行相应的折减，折减系数经验为0.6～0.8，一般取0.74。

2.2弹性地基梁的m法及弹塑有限元法

与其他支护结构的计算方法相比，弹性地基梁的m法在计算时将支护结构和土体形变之间的联系考虑了进来，但是其中还有着一些不足之处。例如，在使用弹性地基梁的m法对支护结构进行计算时，相关的参数的确定往往比较盲目，这主要是由于这些参数通常是不能够直接通过实验确定的，只能够以相关文献中标注的参数取值范围作为参照，但是由于不同基坑工程实际状况的不同，很明显存在比较大的局限性。而弹塑有限元法与m法相比，不仅将支护结构和土体形变间的联系考虑了进来，而且还能够得出塑性区的分布状况，再加上该计算方法的独特性，其在以后基坑工程中对支护结构的计算中发展前景非常宽广。

2.3深基坑支护的土压力

2.3.1土强度指标的选择。选用的土抗剪强度指标是否合理，对土坡稳定性分析结果有密切关系，所以工作人员应该尽可能结合边坡实际加荷情况，填料性质和排水条件等，去合理选用土的抗剪强度指标。其中土强度指标中的c、φ指标直接影响到土体的固结度。对于粘性土，计算围护结构背后由自重应力而产生的主动土压力采用三轴试验的固结不排水剪的指标与实际工作状态较一致，但由地面临时荷载产生的土压力的影响，通常采用三轴不排水剪指标较合理；对于砂土，由于排水固结迅速，对于任何情况，均可采用排水剪指标，或采用固结不排水剪经孔隙水压力修正后的c、φ值来计算土压力。此外，随着非饱和土土性研究的深入，认为非饱和土的凝聚力往往包括真凝聚力和不稳定不可靠的表观凝聚力，由于常规试验方法无法测得吸附力，表观凝聚力的大小不易得到，这对试验技术提出了更高

要求。

2.3.2土压力计算理论及方法。相关学者在经过大量试验之后得出，对压力的计算应该要注意以下几点：首先，土体发生位移距离的长短和位移的方向直接影响到土压力的大小；其次，在实际应用中以经验性的指标去判断土体的位移是否达到极限状态存在着比较大的局限性；最后，对于在粘性土上开挖的基坑工程来说，通常护坡桩钢筋的强度不能够完全发挥作用，钢筋实际的应力低于设计的应力强度，从而造成了较大的资源浪费。

2.3.3水土压力的合算与分算。对于饱和土体的水土压力计算，应该要综合有效应力和土体间隙中的水压力进行计算。根据相关学者的研究，将水、土压力分开进行计算比结合一起计算更加具有精确性。但是如果要分算的话需要测出土体的有效应力的大小，而这个要求的实现有比较高的技术要求，这就给水土压力的分算造成了一定的困扰。并且在一些软土和粘土地区进行基坑工程的临时开挖时，水土压力的合算方法更加的精确，所以要根据实际情况选择合理的计算方法。土在有水作用时，墙后土压力主要是水、土压力共同作用的结果，在未搞清水、土耦合效应的前提下，水、土压力合算是一个包含一定实践经验的综合方法，对工程实践来说是有利的。

3结语

总之，我国深基坑工程的支护技术处在一个不断发展的过程中，许多新的计算理论和方法不断出现，大大促进了我国基坑工程的发展。但是在实际应用中，必须要结合基坑工程的实际状况进行考虑，从而选择合理有效的支护方法。

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