浅谈几种基坑支护形式及其适用条件

浅谈几种基坑支护形式及其适用条件

丁怀德

（西安常雅房地产开发有限公司，陕西省西安市710000）

摘要：带地下室民用建筑施工中需进行基坑开挖，为保护地下主体结构施工和基坑周边环境的安全，地下室施工前需对基坑采用临时性支挡、加固、保护与地下水控制等等措施。实际项目中需根据基坑深度、地勘报告、施工场地布置等情况做好基坑支护设计，施工严格按照设计方案进行，以确保基坑安全。结合工程经验，在介绍地下室基坑支护设计基本理论的基础上，对基坑支护较常见形式进行总结。

关键词：基坑支护、地下室、支护形式、基坑安全

0前言

建筑工程在我国发展速度迅猛，目前各种层数、深度地下室的基坑支护方案及支护施工工艺已日趋成熟。基坑支护作为临时措施，支护设计的选型对基坑的安全、经济、工期有着决定性的影响。在建设过程中基坑支护具有极大的复杂性，并且会直接关系到基坑的建设安全等方面，虽然其作用巨大，但是它作为一种临时性的工程极易被相关单位所轻视，很多企业为了节省开支，往往会一味节省成本、置其风险于不顾。所以为了保证其安全就必须要加强对支护技术的研究。本文将结合不同情况对各种常见支护类型做介绍。

1地下室基坑支护设计要求

基坑支护设计、施工与基坑开挖，应综合考虑地质条件、基坑周边环境要求、主体地下结构要求、施工季节变化及支护结构使用期等因素，因地制宜、合理选型、优化设计、严格监控。地下室基坑支护应当满足结构稳定性要求，可以满足正常使用和承载能力两种极限状态需求。正常使用极限状态是支护结构变形对正常使用造成影响的状态，但是没有影响结构稳定性（造成基坑周边建筑物、地下管线、道路等损坏或影响其正常使用的支护结构位移；因地下水位下降、地下水渗流或施工因素而造成基坑周边建筑物、地下管线、道路等损坏或影响其正常使用的土体变形；影响主体地下结构正常施工的支护结构位移；影响主体地下结构正常施工的地下水渗流）；承载能力极限状态主要是支护结构在遭受破坏而产生失稳和倾倒情况。

2地下室基坑支护方案极限状态设计方法

支护结构、基坑周边建筑物和地面沉降、地下水控制的计算和验算应采用下列设计表达式：

(一)承载能力极限状态

a.支护结构构件或连接因超过材料强度或过度变形的承载能力极限状态设计，应符合下式要求：

γ0Sd≤Rd

其中：γ0─支护结构重要性系数；Sd─作用基本组合的效应（轴力、弯矩等）设计值；Rd─结构构件的抗力设计值。

b.坑体滑动、坑底隆起、挡土构件嵌固段推移、锚杆与土钉拔动、支护结构倾覆与滑移、

基坑土的渗透变形等稳定性计算和验算，均应符合下式要求：

Rk/Sk≥K

其中：Rk─抗滑力、抗滑力矩、抗倾覆力矩、锚杆和土钉的极限抗拔承载力等土的抗力标准值；Sk─滑动力、滑动力矩、倾覆力矩、锚杆和土钉的拉力等作用标准值的效应；K─稳定性安全系数。

(二)正常使用极限状态

由支护结构的位移、基坑周边建筑物和地面的沉降等控制的正常使用极限状态设计，应符合下式要求：

Sd≤C

其中：Sd─作用标准组合的效应（位移、沉降等）设计值；C─支护结构的位移、基坑周边建筑物和地面的沉降的限值。

3基坑支护结构类型

支护结构选型时，应综合考虑以下因素：基坑深度、土的性状及地下水条件、基坑周边环境对基坑变形的承受能力及支护结构一旦失效可能产生的后果、主体地下结构及其基础形式、基坑平面尺寸及形状、支护结构施工工艺的可行性、施工场地条件及施工季节、经济指标、环保性能和施工工期等因素。

（1）自然放坡

自然放坡造价低，施工快。但开挖及回填土方量较大，雨季因浸泡容易局部坍塌。适用于土层较好，场地开阔，周围无重要建筑物和地下管线的工程。周边条件允许情况下，尽量坡度放大，软土地区放坡尽量增加坡脚反压，做好降水、截水、泄水措施。一般情况可用铁丝网代替钢筋网，用石粉代替砂、石喷砼护面。

（2）土钉墙

土钉墙支护经济性好、稳定可靠。主要用于土质较好地区，开挖较浅基坑。对于周边临近建筑物或道路等对变形控制较严格区段或较深的基坑，需增加预应力锚杆或锚索（加强型土钉墙）。根据土层及地下水情况能干法成孔尽量干法成孔。如遇回填土及局部软土层，钢筋土钉改为钢花管土钉采用冲击器击入效果更佳。

（3）复合型土钉墙

复合型土钉墙具有挡土、止水的双重功能。较经济，施工也较快。但施工较慢，需待搅拌桩或旋喷桩达到一定强度方可开挖。适用于存在软土层或回填土区域，受场地限制需垂直开挖区域也较为常见。

（4）钢板桩

钢板桩耐久性良好，施工方便,二次利用率高，工期较短。不能挡水和土中的细小颗粒，在地下水位高的地区需采取隔水或降水措施。

（5）灌注桩+锚索

灌注桩+锚索支护墙身强度高，稳定性较好。但造价较高，工期较长。多用于两层及以上地下室的基坑。周边对基坑变形极敏感区段，即使基坑较浅也可采用灌注桩施工。对于地下水较难控制区段可采取咬合方式施工。对于较难施工锚索区段，可采用灌注桩+钢筋混凝土内支撑（斜支撑）方式代替。还有其它变种类型：较难施工锚索及较难施工内支撑时，可采用双排灌注桩+大冠梁支护。

（6）重力式水泥土挡墙

重力式水泥土挡墙施工时无污染，施工较便捷，无需设置锚杆或支撑，便于基坑土方开挖及施工，防渗性良好，具有挡土强兼止水帷幕双重效果。造价相对不高。但施工速度较慢，因需搅拌桩达到一定龄期方可开挖，基坑加深，则挡墙宽度加宽，造价增加较大，对于较厚软土区域搅拌桩无法穿透时，基坑变形相对较大。适用于较厚回填土、淤泥、淤泥质土区域。

（7）地下连续墙

地下连续墙止水效果好，是支护结构中最强的支护形式。但造价较高，对施工场地要求较高，施工要求专用设备。适用于地质条件差、复杂、基坑较深，周边环境要求较高的基坑。

（8）SMW工法

SMW工法施工时基本无噪声,对周围环境影响小。挡水防渗性能好,不必另设挡水帷幕；可以配合多道锚索或支撑应用于较深的基坑，结构强度可靠；此工法在一定条件下可代替作为地下围护的地下连续墙，采取一定施工措施成功回收H型钢后则造价大大降低，该方法可在淤泥土、粘土、砂土、粉土、砂、砾、卵石等土层中应用。因一般设置单排搅拌桩，施工时需保证搅拌桩的垂直度，及搭接厚度，否则极易导致下部开叉漏水涌砂。H型钢需选质量可靠型材，施工时涂抹减摩剂，否则较难回收且易变形，影响周转率。

4结语

以上章节仅对常规支护在设计、施工、成本等方面进行了比较分析，因不同项目的基坑四周环境、开挖深度、地质条件、地下水条件可能不同，设计使用的荷载条件和现场施工场地布置情况也可能不同，基坑的支护类型需根据地区经验、成本和施工要求、周边环境、地质情况而综合采用以上一种或多种支护型式的组合。

参考文献：

[1]周国华.地下室基坑支护设计分析[J].学术杂志.2010.

[2]《建筑基坑支护技术规程》-JGJ120-2012.