浅谈建筑基坑工程支护设计与施工

来源:用户上传      作者: 杨明

　　【摘要】基坑支护工程是地下设施建设过程中的重要部分，本文主要对基坑支护设计与施工进行简要分析与阐述。
　　【关键词】基坑支护；支护结构；土方开挖；信息化施工；
　　随着经济的发展，城市化步伐的加快，地下空间的开发已成为一种必然，如高层建筑多层地下室、地铁及地下车站、地下道路、地下停车库等。地下空间的开发必然涉及基坑支护及土方开挖，基坑工程具有安全储备小、风险大、制约条件多，经验要求高等特点，因此支护设计方案的选择及施工质量的控制成为了基坑支护工程成功与否的关键。
　　1.建筑工程基坑支护设计
　　基坑支护设计时，应充分研究基坑工程的安全性、周边环境保护及技术经济方面的要求，采取合理、有效的支护结构与技术措施控制成本及工期目标。
　　1.1基坑支护设计条件
　　充分阅读和分析勘察报告，了解土层分布情况及物理、力学性质及水文地质情况。开展环境调查工作，充分了解基坑影响区内的道路、管线及建（构）筑物。充分收集主体结构的图纸，包括建筑总平面图、建筑、结构平面图、建筑剖面图及基础结构与桩基设计资料等。了解当地的施工经验及施工能力。遵守相关标准、规范和规程，并应根据当地的工程经验设计和施工。
　　1.2基坑支护结构型式
　　支护结构型式选择直接关系到基坑支护工程的安全可靠性、技术可行性、经济合理性、施工便利等。常见的支护结构如支档式结构（锚拉式结构、支撑式结构、悬臂式结构、双排桩及支护结构与主体结构结合的逆作法等），土钉墙，重力式水泥土墙，放坡等。
　　1.3基坑支护结构型式的选择
　　支护结构型式选择时应综合考虑如下因素：基坑深度，土的性状及地下水条件，基坑周边环境，主体地下结构及其基础形式、基坑平面尺寸及形状，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。同一基坑工程的支护结构可根据不同的土层性状、周边环境条件、基坑深度等分为不同的安全等级，可采用不同的支护形式。支护结构上、下部位可采用不同结构结构类型。
　　2、建筑工程中基坑支护施工技术
　　2.1合理选择支护施工方法
　　根据基坑工程的施工、开挖方法可分为无支护开挖和有支护开挖。无支护开挖适用于场地空旷、周边环境简单的基坑施工，一般包括降水工程、土方开挖、地基加固和护坡，施工中应重点控制边坡稳定性和变形。有支护基坑施工包括围护结构、锚杆、土钉、支撑体系、土方开挖、降水工程、地基处理、监测、环境保护等，应主要控制围护结构质量、降水效果、地基处理效果、超挖、超载、时空效应、锚杆、支撑、监测、环境保护、安全风险管理等。施工过程中应做好环境保护、安全风险管理及信息化施工等。
　　2.2基坑的土方开挖的施工技术
　　基坑工程中在进行土方开挖时，应依据工程地质条件、支护设计文件、环境保护要求、施工场地条件、基坑性状、开挖深度等编制土方开挖施工方案。遵循“分层、分段、分块、对称、对称、平衡、限时”和“先撑后挖、限时支撑、严禁超挖”的原则。基坑土方开挖可分为无内支撑土方开挖和有内支撑土方开挖，无内支撑土方开挖主要有放坡开挖及采用水泥土重力式挡墙、土钉支护、锚杆支护悬臂支护的基坑土方开挖。有内支撑基坑开挖主要由支护结构中采用一道或多道内支撑的基坑土方开挖。土方开挖过程中应注意临时土坡的稳定性，土方应及时外运以并且应加强对支护构件、降水井、监测点的保护，同时土方开挖过程中应加强监测，做好信息化施工。
　　2.3土钉墙支护技术
　　土钉墙由面层、土钉、被加固的土体及必要的防排系统组成，具有自稳能力的原为挡土墙。土钉墙可与各种微型桩、隔水帷幕、预应力锚索等构件结合起来构成复合土钉墙。土钉墙有如下优点：施工设备、工艺简单，施工速度快。经济性较好，可实现敞开式开挖。支护结构柔性大，有良好的延性。密封性好，防止雨水及地下水对边坡的冲刷侵蚀。能合理利用岩土体的自稳能力。土钉墙主要适用于地下水位以上或经人工降水后的填土、粘性土、砂土等非软土的基坑支护或边坡加固。
　　2.4锚杆的支护技术
　　锚杆是将受拉杆件的一段锚固在稳定地层中，另一端与工程构筑物联结，用以承受土压力、水压力、地面超载等施加于构筑物的推力，从而利用地层或岩层的锚固力以维持构筑物的稳定性。与其他支护形式相比它的特点主要为：提供开阔的施工空间，方便土方开挖和主体结构施工。对岩土体的扰动小，充分发挥岩土体的自身稳定性，通过施加预应力能有效的控制变形。锚杆的作用部位、方向、间距等可根据需要灵活调整。锚杆可通过抗拔试验、蠕变试验确定其抗拔力及变形特征，可保证其有足够的安全度及适用性。
　　2.5地下的连续墙的施工技术
　　现浇地下连续墙是采用原位连接成槽浇筑形成的钢筋混凝土围护墙。在深基坑工程中有较多的应用。它具有如下优点：施工低噪音、地震动，对环境影响小。刚度较大、连续性较好，基坑开挖过程中安全性高，支护结构变形小。抗渗能力较好。可作为地下室外墙使用。同时也存在弃土和废浆处理、粉砂地层易引起槽壁坍塌、渗漏等问题。由于施工机械的限制，墙体的厚度具有固定的模数。对地下连续墙的选用须经过技术经济比较，确实经济合理时才可使用。
　　2.6排桩支护的施工技术
　　排桩围护体是利用常规的各种桩体，如混凝土灌注桩、预制桩、钢板桩或混合式桩等，按一定的间距或连续咬合排列，形成的挡土结构。与地连墙相比具有施工工艺简单，成本低，平面布置灵活等优点，缺点是整体性和防渗较差。当地下水丰富，水位较高时，可采用止水帷幕与排桩配合使用或采用咬合式排桩支护体系。排桩常与锚索（杆）或内支撑组合使用。
　　3、基坑支护设计与施工应注意的一些问题
　　3.1基坑支护设计应注意的问题
　　全面、系统掌握基坑工程相关标准规范各自特点、体系，设计计算应使用同一标准的体系，不要几本标准混用。合理划分基坑安全等级。根据实际情况合理选择土压力计算模型。合理的选择勘察报告提供的基坑支护、降水设计所需的参数。设计应考虑正常施工偏差对工程质量的影响，同时提出监测和质量检测要求。
　　3.2基坑支护施工应注意的问题
　　施工前应组织相关单位进行支护设计方案技术交底，明确各工序的技术要求、技术要求和质量标准。土方开挖应按照设计工况及土方开挖方案分层、分段进行，严禁超挖。支护结构及地下水控制施工应选择合理、适用的工艺和工序。基坑开挖过程中应严格按照监测方案进行监测，并分析监测数据以指导施工，发现异常及时通知相关单位采取有效措施，防止事故的发生。
　　4、结束语
　　随着我国建筑业的快速发展，基坑的深度、数量不断增加，如何降低基坑事故的发生、减小基坑开挖对周边环境的影响成为基坑工程重点控制的目标。做好基坑支护设计工作，施工过程中严格按照设计文件、规范要求控制施工质量，同时做好信息化施工是基坑工程成功与否的关键。
　　【参考文献】
　　[1]JGJ120-2012建筑基坑支护技术规程。
　　[2]基坑工程手册 第二版 刘国彬 王卫东主编。
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