浅谈深基坑基坑支护
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作者: 田晓亮
摘要：深基坑支护的设计、施工、监测技术是近年来经常遇到的技术难题。本文讲述了深基坑支护的类型、存在的问题及相应管理对策。地下室主体施工的机构以及作业工人的人身安全受到深基坑支护工程的直接影响，并且施工技术十分复杂，有的还将成为永久性的基础结构或上部结构，如果不加以重视，除了危及基坑本身安全外，还可以对临近的构筑物和各种地下设施造成巨大的损失。
关键词：深基坑支护
1 概述
近些年来，随着高层建筑的兴起，深基坑支护技术也得到了迅速的发展。在深基坑开挖以及支护技术方面，各地随着科学技术的不断进步除了积累了大量的设计和施工经验外，还不断涌现出很多新技术、新结构和新工艺。就目前深基坑开挖和支护的实际情况来看，原有的深基坑支护结构的设计理论、原则以及运算公式和施工工艺等已经不能满足其要求，因此，在施工过程中出现的大量事故不仅造成了巨大的经济损失，还造成了人员伤亡。因此，针对深基坑支护的安全问题，技术人员必须给予高度的重视。
2 深基坑支护的类型
2.1 钢板桩支护 钢板桩被广泛应用于挡土和截水中，主要包括U形、Z形和直腹板型三种截面形式，其由带锁口或钳口的热轧型钢制成，将其互相连接后便形成了钢板桩墙。由于钢板桩本身具有很大的柔性，因此，如果设置的支撑或锚拉系统不当就会造成过大的变形，因此，当深基坑支护深度超过7m时，不宜采用钢板桩支护。
2.2 深层搅拌支护 这种支护主要利用水泥作为固化剂，采用机械将固化剂和软土剂进行强制拌合，促使固化剂和软土之间产生一系列物理化学反应而逐步硬化，从而形成具有整体性、水稳定性以及具有一定强度的水泥土桩墙作为支护结构。
2.3 排桩支护 将钢筋混凝土孔、钻孔灌注桩作为主要的挡土结构间隔布置在柱列式之间的一种支护形式，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。
2.4 复合土钉综合支护 由于复合土钉支护技术综合了土钉墙和生曾搅拌水泥土桩或高压旋喷桩技术的优点，因此，具有施工速度快以及经济实用的特点。其常使用于单层地下室且淤泥层较薄以及地下水较少的基坑。
3 目前深基坑支护存在的问题
3.1 支护结构设计中土体的物理力学参数选择不当 深基坑支护结构的安全度直接与其结构所承担的土压力大小相关，由于地质情况不仅多变且十分复杂，因此，目前要想精确的计算土压力是十分困难的，现如今，仍旧采用库仑公式或朗肯公式计算深基坑支护结构所承受的土压力。但是一个十分复杂的问题仍旧困扰着我们，那就是如何选择土体的物理参数，尤其针对开挖的深基坑，含水率、内摩擦角和黏聚力三个参数都是可变的，因此，对于支护结构所承受的实际受力是很难准确的计算出来的。
3.2 基坑开挖存在的空间效应考虑不周 对大量的深基坑开挖进行实测后，根据这些实测的资料表明基坑周围向基坑内发生的水平位移表现为中间大，两边小，且长边居中位置是易发生边坡失稳的地方，这样说明了深基坑开挖是一个空间问题。根据平面应变问题主要是处理传统的深基坑支护结构设计，随着比较符合细长条的基坑，但是对于那些近似方形或长方形的深基坑而言，差别相对较大。
3.3 边坡修理达不到设计的规范要求 一般在开挖深基础或地下室深基坑的土方时，均适用机械开挖，然后经过人工简单的修坡后即开始挡土支护的混凝土初喷工序。但是在实际工程中，由于管理人员不到位、技术交底不明确，并且初喷前没有进行严格的检查验收，因此，挡土支护后的基坑边坡经常出现超挖和欠挖的现象。
3.4 喷射混凝土厚度不够，强度达不到设计要求 目前，干拌法喷射混凝土设备是建筑工程基坑支护喷射混凝土最常用的设备，虽然此设备具有设备简单、体积小、输送据立场以及速凝剂可以在进入喷射机前加入以及可以连续喷射施工的优点，但是由于操作手的水平不同，不健全的操作方法和检查控制手段等导致混凝土会出现严重回弹的现象，从而造成喷后的混凝土厚度不够以及达不到设计要求的混凝土强度。
3.5 设计与实际情况差异较大 由于深基坑支护的土压力与传统理论的挡土墙土压力不同，加上目前还没有完善的土压力理论做指导，因此继续沿用传统的理论计算，从而存在一定的误差。对此，很多学者也进行了很多的研究，必须根据实际地面可能发生的荷载，包括建筑堆载、载重汽车以及临时设施和附近住宅建筑等的影响，比较正确的估计支护结构的侧压力。
4 深基坑支护方案设计及施工中的注意事项
4.1 彻底转变传统的设计理念 在我国，深基坑的支护技术经历了近几十年的发展，因此，通过收集一些施工过程中的技术数据，积累了丰富的实践经验，已经初步摸索出了支护结构在岩土变化的过程中其实际的受力规律，这些都为建立深基坑支护结构的新理论和新方法打下了良好的基础。
4.2 大力开展支护结构的试验研究 大量的实验研究是正确理论建立的坚实基础，但是由于我国至今在深基坑支护结构方面还没有进行科学系统的试验研究，因此，讲不出成功支护结构工程的成功之处，也说不清失败的支护结构工程失败的真正原因。
4.3 探索新型支护结构的计算方法 深基坑支护结构随着高层建筑的飞速发展，迎来了一场新的技术革命，在钢板桩、钢筋混凝土板桩、钻孔灌注桩挡墙、地下连续墙等支护结构成功应用后，双排桩、土钉、组合拱帷幕、旋喷土锚、预应力钢筋混凝土多孔板等新的支护结构型式也相继问世。但是，当前新型支护结构设计中急需要解决的问题是如何建立支护结构型式的计算模式、如何选取计算简图以及如何使得设计方法更加趋于科学性。
4.4 岗前培训制度与坚持持证上岗 在工程的施工过程中，为了达到既能够节约材料省工，并且又能够保证工程质量的目标，管理人员除了要具备相应的岗位管理能力外，还要熟悉各个工序的操作程序和质量控制点。
4.5 加强施工的组织与管理 “分层开挖、严禁超挖”以及“大基坑小开挖”作为深基坑开挖施工过程中必须遵循的原则，因此，为了有效控制基坑已经开挖部分的无支护暴露的时间以及减少土体被扰动的时间和范围，除了精心安排开挖施工分层以及分块的部位和时间外，还应当精心安排挡土支护的施工时间。只有这样才能利用还没有被挖的土体上能在一定程度上控制其自动位移的迁移，使得应力控制土体位移和基坑支护周围土体位移之间存在一定的相关性。
4.6 对开挖过程实施跟踪监测，及时记录和反馈信息 为了确保施工能够安全顺利的进行，应当充分掌握支护结构和坑外土体的移动情况，从而对施工因素进行实时科学的调整，那就需要在开挖深基坑的过程中及时跟踪检测开挖的过程，从而优化设计和施工并且有利于采取相应的措施。此外，还有利于检测积累资料以检验设计的正确性，从而为改进设计理论和施工技术提供科学的依据。
5 结束语
由于建筑基坑的开挖与支护结构涉及到了工程地质、水文地质、工程结构、建筑材料以及施工工艺和施工管理等众多方面，因此，基坑工程作为一个系统工程，是集土力学、材料力学、水力学以及结构力学等于一体的综合性学科。由于支护结构也是由若干具有独立功能的体系组成的整体，因此，为了确保基坑工程安全可靠以及经济合理，不管是结构设计还是施工组织都应当从整体功能出发，协调好各组成部分的关系。
参考文献：
[1]李钟.深基坑支护技术现状及发展趋势（一）[J].岩土工程界，2001（01）.
[2]孙淑贤.基坑开挖伴随应力状态改变对土压力的影响[J].工程勘察，1998（03）.
[3]何颐华，杨斌，金宝森，李瑞茹，谭永坚，王铁宏.深基坑护坡桩土压力的工程测试及研究[J].土木工程学报，1997（01）.
[4]孙广忠.工程地质与地质工程[M].北京地震出版社，1993.
[5]陈宗严.土钉加筋土挡土墙施工技术[M].中国建筑工业出版社，1994.
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