超大深基坑支护选型问题研究范文

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摘要:本文总结阐释超大深基坑支护及其特征、选型原则等内容基础上，从支护结构、支护形式两方面探析了超大深基坑支护选型问题，以期对提高超大深基坑支护选型的科学性、合理性，切实保证超大深基坑的施工质量有所贡献。

关键词:超大深基坑；支护；选型；支护结构；支护形式

基坑是现代建筑构成不可缺少的重要组成部分，随着现代建筑工程技术的发展，建筑工程规模不断扩大，随之深基坑、超大深基坑工程大量出现，事关建筑工程施工安全的“基坑支护”变得越来越复杂，也变得越来越重要;基坑越大，相应支护项目越多、施工难度也越大，这时选择什么样的支护方式，即如何选型问题，不仅关系到施工难易和施工成本的控制，更关系到支护的效果;因此，科学、合理选择基坑的支护方式很重要。笔者结合工作实际，在总结阐释超大深基坑支护及其特征、选型原则等内容基础上，从支护结构、支护形式两方面探析了超大深基坑支护选型问题;旨在提高超大深基坑支护选型的科学性、合理性，促进超大深基坑施工质量的提高。

1超大深基坑支护及其特征与选型原则

关于什么是深基坑、超大深基坑，我国建设部《关于印发＜危险性较大的分部分项工程安全管理办法的通知＞》中有明确规定:所在开挖深度超过5米(包含5米)或者地下室三层以上(包含三层)，以及深度虽然没有超过5米，但是地质条件、周围环境、地下管线等都特别复杂的基坑，都称为深基坑;对于那些深度特别深、面积较大、形状不规则的深基坑，我们称之为超大深基坑。超大深基坑支护是一个复杂结构体系，在稳定和变形方面有着具体与特殊的要求，主要目的是维持基坑稳定性，防止施工过程中出现“土体坍塌”。在完成建筑工程的基础施工后，部分支护构件可以回收重复利用，也有部分构件作为建筑的一部分“永埋地下”。超大深基坑支护体系的功能与作用，体现在其承受基坑侧向压力和维持基坑稳定性方面;有时支护结构也直接作为地下结构外墙存在，有主体结构和辅助结构两个主要组成部分，以及部分附属结构，其中主体结构是围护墙体和支撑体系，辅助结构是用于加固主体结构及发挥止水作用的结构体系，而附属结构则主要是指相应的台阶、栈桥等构件。对于超大深基坑支护选型，应该本着安全、适用和经济原则，首先为了基坑及周围土体的稳定，一定要保证支护构件的强度、刚度及稳定性;其次，要考虑到支护构件施工操作的方便性、合理性;再次，就是要注意控制支护的施工成本和工期要求，也不能由于片面追求“质量”而不顾“成本”。要求支护结构应使施工合理和操作方便;最后要求支护结构在资金和人力投入、材料消耗方面较经济，且保证工期。总之，超大深基坑支护是必要的，其对保证建筑工程施工安全性和施工质量意义重大。

2超大深基坑支护选型问题对策与建议

超大深基坑支护选型需要综合考虑建筑工程所处位置的地质条件、周边区域环境，以及不同支护形式的功能特点、施工造价等因素;建筑工程项目一旦确定，其所处位置也即确定，相应地质条件、周边环境等因素也就确定，唯有支护形式可以选择，这也是本文下面要重点探讨的内容。就超大深基坑支护的具体选型，需要重点考虑两方面内容，一是支护结构，二是支护形式;就前者而言，如果建筑工程所处地理位置的地质条件较好、周边环境要求也较为宽松，那么可以选择“柔性支护”，比如土钉墙;如果周边环境要求相对较高，那么应该就选择“刚性支护”，比如排桩;就后者而言，则需要从受力、变形控制及挖掘方便性几个角度考虑;而支护形式一经确定，就可以进行具体的计算分析，如结构截面尺寸、支撑或锚杆尺寸和入土深度等。下面笔者就超大深基坑支护选型进行具体详细的分析。

2．1支护结构的比较

2．1.1挡土结构

依据建筑工程特点，结合以往超大深基坑支护施工经验，当前比较有效的挡土结构或者称为支护墙体类型主要有三种，分别是排桩挡土+内支撑结构、地下连续墙结构和SMW工法+内支撑结构;但是三种挡土结构类型各有优缺点，需要根据工程特点及要求确定超大深基坑的支护结构:(1)排桩挡土+内支撑结构。排桩可以分为钢板桩、钢筋混凝土板桩和钻孔灌注桩，以及人工挖孔桩几种类型。对于深度大于10米的超大深基坑，可以优先采用多道支撑的、直径在800至1000毫米之间的钻孔灌注桩并配合深层搅拌桩以防水。该支护结构的最大的优点是工程造价低、技术工艺成熟、施工质量可控且可靠，以及施工周期相对较短;但缺点是施工过程中会产生大量泥浆需要很好解决泥浆外运问题才行，再就是墙体结构厚度要求高，施工难度较大;(2)地下连续墙结构。地下连续墙结构，是指借助于专业的挖槽机械在泥浆护壁作用下，在地下挖出相对窄而深的沟槽，然后通过在沟槽内浇注一定量的钢筋混凝而形成一面连续的、地下“土墙”，从而发挥其防水、挡土及承重作用。该支护结构的最大优点是墙体总体刚度大、整体性能好，施工过程及施工质量受环境因素影响较小，具有明显的“挡土”、“止水”功能，可以说真正的“二合一”功能，较多的应用于超大深基坑的支护;但该结构也存在着一定缺点，就是与其他类型支护结构相比工程造价要高，施工工艺要求更严格，施工周期也更长;(3)SMW工法+内支撑结构。所谓SMW工法是指通过在水泥土桩内插入H型钢来增强墙体荷载，同时发挥其防渗挡水功能，是另一种典型的受力、抗渗“二合一”功能的支护结构。该支护结构的优点在于结构强度可靠、施工基本无噪音对环境影响较小、施工速度快、无需设置专门挡水帷幕，以及型钢可拔出重复利用等;但缺点是刚度相对小一些，不适宜应用于土质条件差、周边环境要求高的超大深基坑支护。

2．1.2止排水体系

止水帷幕有双轴深搅桩、三轴深搅桩、旋喷桩和压密注浆等几种类型，几种止水帷幕类型相比，双轴深搅桩具有造价低、止水效果好、工艺成熟等优点，但长度有所限制，最好不要超过19米;如果单纯的双轴深搅桩不能满足止排水要求，可以结合使用三轴深搅桩止水;如果岩土地质条件较复杂，施工场地内存在较厚的潜水、承压水含水层，可以考虑使用旋喷桩或者压密注浆止水帷幕类型。

2．2支护形式的选择

(1)支护材料类型。超大深基坑支护施工所用材料主要有钢筋混凝土支护材料和钢支护材料两种类型。钢支护材料较多的应用于跨度相对不大、形状较规则深基坑，钢支护材料的支撑受力及控制基坑变形功能好，且具有施工速度快，方便拆除等优点。而钢筋混凝土支护材料具有刚度大、变形小等优点，发生较大支护结构位移的可能性下，支护结构稳定，不论是形状规则基坑支护还是形状不规则基坑支护都可以使用，如果是第一道支护还可以作为挖、运土栈桥使用;

(2)支护形式选择。钢筋混凝土支护体系有两种主要支护形式，分别是圆环支护形式、对撑+角撑支护形式，对于超大深基坑支护来说两种支护形式都是可行的，但二者各有优缺点。对于圆环支护形式，其优点是结构受力合理，可以充分发挥钢筋混凝土材料的受压特性，且刚度大、能够很好控制基坑的变形，再就是有挖土空间大、施工速度快，另外还具有无支撑面积大、挖土空间大、方便施工、施工速度快、施工周期短等优点;但不足之处是施工难度大、必须保证圆环的曲率和平整度。对于对撑+角撑支护形式，其具有各杆件受力明确且相对独立的优点，但缺点是对撑杆件支撑长度大、支撑刚度受混凝土收缩影响大、支撑杆件密集、立柱多、挖土施工不方便、造价高;此外，具体的支护形式选择还要考虑建筑的总体结构设计。

参考文献

［1］张海堂．基坑支护施工技术在超高层房屋建筑中的应用［J］．住宅与房地产，2016(36)．

［2］汪增超，朱爱军．基坑支护形式选型与优劣研究［J］．黑龙江科技信息，2016(35)．

［3］吴洋．基坑支护的优化设计与应用研究［D］．南京大学，2013．

作者：王雷 单位：武汉长江航运中心实业有限公司