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【摘 要】深基坑是房屋建筑和交通建设等工程施工中广泛应用的工程结构。为了确保工程的质量和安全，需要采取多种措施进行深基坑支护。首先，对土岩组合环境下基坑的4种主要支护方式进行了归纳和分析。接着，以某地铁车站深基坑作业为例，对如何有效地运用深基坑支护进行分析。
【关键词】土岩结合；地质条件；深基坑支护
在建筑工程实践中，为了确保施工作业的安全以及顺畅进行，经常需要对深基坑采取适当的支护方式。由于不同工程所处地质条件存在客观差异，因此需要采取不同的支护方式才能够起到切实的支护作用。在很多情形下，基坑开挖后发现所在场地的地层上下存在显著差异，在上层位土层时，下层却是岩层。如果对这种情形仍然采取土层支护，不仅可能造成支护工程的浪费，而且可能导致支护不能够很好地对基坑进行保护，影响到工程的顺利进行。接下来，结合土岩结合环境的特征，对如何合理、有效地运用深基坑支护进行讨论，希望对更好地设置深基坑，从而促进相关建设工程的进程具有更强的技术经济效益。
1.土岩组合环境下基坑的主要支护方式
1.1上部桩锚结合下部锚喷结构
工程学研究者对土岩组合环境下基坑的主要支护方式进行了大量卓有成效的研究，一些研究成果具有显著的普适性。比如，有学者以青岛市为例，通过对某高层建筑的基坑施工进行研究，对其基坑支护模式予以认可。在对工程场地地质条件进行勘查后，综合施工场地周围环境、工程经济性以及工程变形控制等因素，提出一种支护组合模式：上部桩锚结合下部锚喷结构。随着工程进行，需要继续挖深基坑，地基出现中风化花岗岩界面。此时，吊脚桩的边坡可能出现不稳定隐患，因此需要设置高预应力锚拉构件，从而将土层的压力很好地分散。
1.2上部桩锚，下部喷锚并辅以无放坡开挖
部分工程学者在对工程实例进行研究后，对复杂施工场地、岩土结合地质且施工进度要求高的深基坑支护提出如下技术方案：上部桩锚、下部喷锚，同时辅助以无放坡开挖技术。针对工程施工中可能出现支护桩桩脚的情形，为了确保支护方案切实发挥作用，可以在岩土结合面处的坡面上设置锚板墙来加强支护桩桩脚的嵌固。
1.3预应力锚板墙支护结构
在工程实践中，设计人员充分认可预应力锚板墙支护结构的有效性。如图1所示，该技术会像土层中喷神混凝土网络，从而在将土层缝隙、破碎处有效凝聚的同时，可以有效分散土层本身的压力，从而能够有效防止土层的移动。
图1 预应力锚板墙支护结构示意图
1.4预应力锚杆肋梁支护结构
预应力锚杆肋梁支护结构在深基坑支护中的应用也较广泛，它尤其在应对基坑爆破冲击方面的性能十分优越。如图2所示，该结构充分运用钢绞线、锚具、锚定板以及喷面的综合作用，从而形成双向板肋梁楼盖结构。通过钢绞线的锚固力度，能够确保支护结构抓紧岩层；同时，通过锚具、喷面和锚定板，能够将岩层与土层紧密结合，防止爆破等剧烈震动造成岩层松动。在工程实践中，这种方式能够对开挖深度进行很好地适应，能够对数十米对基坑工程进行支护。
图2 预应力锚杆肋梁支护结构
2 工程实例
2.1 工程概况
为了环节城市交通堵塞现状，某城市规划2条新地铁项目。如图3所示，该项目的2号线、3号线都都经过繁华的商业中心，且存在交汇现象。其中，3号线经过B广场、A商贸中心以及某电器销售中心，并连通中国银行。如果该项目顺利完工，能够很好地解决商业中心的人流、物流拥堵。在交叉路口设置客运站，该客运站结构类型为两层三跨箱型框架。在施工过程中，3号线需要开挖18.0m的基坑，而2号线则需要开挖25.5m深的基坑。由于施工场地较为狭窄，地面建筑较高，因此必须采取有效措施对基坑进行支护。
图3 某地铁车站总平面图
2.2 工程地质条件
（1）地基土的稳定性
为了更好地制定3号线、2号线地铁站施工方案，项目设计组对2号线、3号线沿线的地质情况进行的详细勘查和分析。根据勘查结果，发现2处车站地表土壤密实度较差，土质十分不均，经分析为第四系全新统人工填土层。同时，分布有第四系全新统洪冲积层（Q4al+pl），它主要集中在地层的第7层和第9层。其中，第9层的主要土壤成分是粗砂层，含水量较大，工程缩性较好，能够对工程震动等进行很好吸收。另外，第四系上更新统洪冲积层（Q3al+pl）主要为第12 层粗砂～砾砂层。经过勘测分析，该层的含水性能以及强度较高，具备较好的抗震能力。然而，在勘查中发现，部分结构基岩存在不均匀现象，在进行深基坑作业时需考虑到此因素。总体来讲，地铁车站所处位置的基岩的强度能够有效地应对工程震动。
（2）地下水位埋深情况
经过勘测，发现地铁车站施工处的水位埋深分布在3.4m-6.6m之间。从地层分布角度看，地下水位主要分布在粗砾砂层。随着砂层厚度不同，地下水位埋深也会相应地发生变化。经过压力测试发现，在部分地段存在弱承压性现象。
2.3 基坑围护结构方案
在基坑作业过程中，需要指定科学合理的基坑围护结构方案。如表3所示，为主要结构参数。在表1中，不同施工位置对应不同的围护单元。
（1）3号线进入车站处的基坑作业时，由于场地紧邻苏宁电器销售卖场，建筑高大，对土层压力大。因此，需要在此处的基坑进行进行吊脚桩和排桩联合支护。经过勘测和压力分析，认为吊脚桩应该至少被打入基岩1.5m，同时应该将排桩嵌入深度控制在2.5m以上，这样才能够将土层和岩层很好固定，并将土层压力分散至基岩。
（2）为了防止地下水渗入车站，应该在排桩和吊脚桩外围采取止水措施。经过水位和水压分析，认为应该将旋喷桩外围止水层厚度至少设置为1m，并且至少要嵌入不透水层0.5m。砂层含水较大，因此需要采取空钻作业，避免地下水在砂层沉积，对止水层形成挤压。
（3）需要在岩层下部设置钻孔灌注桩，并用锁脚锚索加以固定。同时，需要用锚喷挂钢筋网对基坑壁面进行支护。
3.结束语
深基坑支护在地铁车站等工程作业中已经得到较为广泛地运用，它对保证工程的安全进行起着重要作用。结合不同的地质、地表条件，深基坑支护的形式也会发生变化。对于土岩结合地区而言，土层桩锚+岩层喷锚支护形式被证实较为有效。然而，在对采用何种形式的深基坑支护结构时，需要将经济性、安全性和工程技术科学性等角度进行综合考虑。
参考文献：
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[3]崔志波. 浅议土建基础施工中的深基坑支护施工技术[J]. 中华民居(下旬刊),2012,11：55.
[4]童建波,潘晓东,庄迎春. 某土—岩组合深基坑案例分析与治理[J]. 工程勘察,2013,04：19-24.
论文作者:蒋东箭
论文发表刊物:《低碳地产》2016年第5期
论文发表时间:2016/10/11
标签：基坑论文; 土层论文; 工程论文; 结构论文; 深基坑论文; 岩层论文; 预应力论文; 《低碳地产》2016年第5期论文;