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摘要：深基坑支护（retaining and protecting for deep foun-dation excavation）是指对深基坑侧壁与周边环境采取的保护、加固以及支档的措施，旨在确保地下结构施工和周边环境的安全。鉴于深基坑挖设和支护涵盖诸多的程序以及涉及到多方面因素影响，其施工具有较大的难度。本文结合深基坑支护的特点，基于深基坑支护结构体系类型的介绍，着重探讨了关于深基坑支护形式选择方面的相关内容，希望对相关技术人员起到一定的借鉴作用。
关键词：深基坑；支护形式；特点；选择
前言：近年来，我国高层建筑发展很快，随之而产生了许多深基坑支护与设计问题。深基坑支护设计与施工已是当前高层建筑基础工程的热点与难点。保证深基坑支护工程的安全可靠和经济合理是当前迫切需要解决的问题。因此在深基坑支护工程中，支护形式的合理选择就显得尤为重要。
1 深基坑支护形式的发展现状及特点
1.1 深基坑支护形式的发展现状
我国深基坑支护形式发展历史比较久远，从古时的木桩围护到现今的桩板墙、锚索桩等复活结构支护形式，都蕴含着工程技术人员的心血和智慧。特别是近年来为了缓解城市土地压力，我国地下工程建设研究也逐渐深入，深基坑的应用也越来越广泛，这也对进行深基坑支护形式选择所需的理论和技术提出了越来越高的要求。随着城市化发展的大力推进，一些片面的深基坑支护理论已经跟不上实际发展需要。经常发生的深基坑支护事故，给人们的生命财产安全带来了极大的危害。比如一些处于市区的深基坑项目周围存在着许多建筑物、地下管道等设施，加上其较高的安全要求和技术要求，很容易因施工不当或疏漏引起基坑的坍塌，不仅对周围环境造成了严重影响，而且对周围的人群的生命财产安全带来巨大威胁。
1.2深基坑支护的特点分析
笔者通过对国内当前深基坑支护工程的实际情况进行调查与分析，归纳出了深基坑支护的主要特点有以下几个方面：①深基坑支护涵盖了诸多程序，例如挡土、支护和疏水等等，各个环节都扮演着十分重要的角色，其直接影响着工程的全局的成与败，同时，每个程序间也会出现交叉的影响，容易存在潜在的安全事故。②在一些特殊场所进行深基坑挖设时（诸如稀松土质、海滨和港口等），极易产生支护漏水、土坯滑坡、护桩错位以及坑体变形等情况，在很大程度上影响着工程的质量，并且给周边构成威胁。③鉴于实际深基坑支护所处的地理、地质不尽相同，岩土的性质不完全相同，因此加大了勘察设计工作的难度，给实际施工带来困难。④国内城市建设正朝着多层次及立体化的方向发展，地面上的高层建筑布局相对混乱并且地面下的场所空间相对狭小以及相对密集等，加之施工条件差，给工程施工和确保质量提出了新的要求。⑤我国深基坑工程正在向复杂的设计结构、大面积以及较长纵深等高难度的方向发展，加之，对于基坑数量的增长和基坑规模的加大的情况下，国内却缺乏成熟的经验和先进的技术为依托，并且此种状况正在不断的出现。⑥由于深基坑工程的短期限和高收益的特点，使之成为各招投标会上“受宠儿”，但是深基坑工程也涉及到诸多的因素及较为复杂的施工设计，因此，要想在确保工程质量的前提下完成深基坑工程，就需要具有成熟经验和先进设备的施工企业。
2 深基坑支护系统
2.1挡水系统
当基坑深度较深时，地下水活动可能会影响支护系统安全。采用挡水装置，如深层搅拌桩、锁口钢板桩、地下连续墙等，可阻挡外部渗水。
2.2支撑系统
在施工时，由于受各种因素，如水质含水量、环境气候等影响，基坑可能不稳定，易滑塌等，常用的支撑方法有钢筋混凝土与钢配合支撑、钢筋混凝土内支撑等，以此限制围护结构位移，支撑侧力。
2.3挡土系统
在施工时，为了减少外部的压力，有效缓解其对基坑外部产生的压迫力，避免基坑越来越小，进而影响工程质量，需使用挡土系统，通过排桩或挡土墙的设置减小压力。主要可采取地下连续墙、深层搅拌桩、钻孔灌注桩、钢板桩等方式。
3 常见的深基坑支护形式
3.1 放坡开挖
放坡开挖是基坑开挖的最简单形式，其优点是不需要支撑，施工工艺简单，大大节省了项目投资成本，技术可行性高，还可以与其他支护形式组合。然而，这种挖掘方法的缺点是需要较好的土质，对场地条件的要求也较高，需在空旷场地、影响因素少的条件下进行。放坡开挖在设计时可以首先考虑，它适用于深基坑侧壁安全等级为三级的基坑，具体操作方法是根据土壤类型、施工环境以及施工企业情况来确定放坡程度，要点是保证边坡稳定性。
3.2土钉墙支护
土钉墙支护结构是在20世纪70年代就出现的利用土钉来稳定边坡的支护技术，其优点是具有较强的承载能力、较好的边坡稳定性、占地面积小、有效节省经济造价成本等；其缺点是设计过程相对麻烦，对施工周围环境要求较高，施工工序较为复杂。适用于深基坑侧壁安全等级为二级和三级坑的基坑。具体操作方法为：在天然土中钻孔、置入土钉、注浆、铺设钢筋网片、设置拉结钢筋、喷面浆，通过混凝土、天然土及土钉的作用统一，起到加固土层作用。
3.3排桩支护
排桩支护结构是沿基坑开挖边缘布置成排的灌注桩的支护方式，其优点是成本低、施工方便，并且施工过程噪音、振动、挤压作用较小，尤其是人工挖孔桩更是大大节省了大型机械器具使用费；其缺点是各桩无法形成很好的整体，需要在桩的较大横截面处浇注钢筋混凝土冠梁才能使其连接成可靠整体。这种支护形式适用于基坑深为7～15m的基坑工程，排桩形式的选择可以连续布置，也可以间隔式布置，具体操作时需要考虑边坡的土质、地下水、渗流情况的不同而进行不同形式的布置。此外，当地下水位较高时，需要采取措降水截水措施，一般采取布置深层搅拌混凝桩、止水水幕等方式实现截水。
3.4地下连续墙
地下连续墙结构是通过开挖狭窄而深的沟槽，再浇灌混凝土或其他材料，形成连续封闭的墙体来起到支护作用，其优点是挡土、防渗效果较好，具有很大的承压力，而且施工过程振动、噪声低，可直接用作建筑地基或是水利工程截水墙。这种支护方式一般适用于深度10m以上、防水防渗要求较高、施工环境地下管线复杂、空间有限的基坑支护工程。
3.5逆作法
当深基坑的深度较大时，传统的支护类型及相关的改良方法的支护结构的支撑用量很大，施工难度大，工程造价高，并且还不能保证基坑的变形控制满足规范要求。此种情况下，逆作法的优势就显现出来了。逆作法是在地下基础施工的同时，地上建筑物同时施工，地下各层的梁板作为基坑支护结构的的支撑。逆作法可以利用建筑物的结构构件作为基坑支护结构的支撑体系：①地下连续墙作为地下室外墙；②建筑物地下结构的梁板体系作为基坑支护的内支撑体系；③建筑物的桩基础、柱作为基坑支护的竖向支撑体系。
4 深基坑支护形式选择的原则
随着深基坑支护技术的发展与进步，涌现出了许多新形式的深基坑支护结构，了解主要常用深基坑支护形式的优缺点以及使用条件、预算成本对科学合理地选择深基坑支护形式具有重大意义，更重要的是可以最大化的发挥深基坑支护形式的保护功能，保证施工过程的安全进行。基坑支护的各种形式都有不同的适用条件，对地质条件、开挖深度、基坑的安全等级都有不同的要求。不同的基坑支护形式的材料适用、施工过程各不相同，这使得它们在造价和工期上差别很大，对周围建筑物的影响和后续施工方式的影响区别很大。因此，深基坑支护形式的选择需要遵循一定的原则。首先，设计人员要保障深基坑支护形式的设计方案的经济合理以及可行性，综合考虑施工现场的实际环境及支护系统开挖的深度、稳定性、强度以及变形条件；其次是充分考虑施工的难易程度、配合作业的机械设备以及人员情况，力求施工方便、投资造价最少，以最大程度的节约经济成本；再次是对深基坑支护设计中的计算问题，需要综合考虑实际施工现场的条件及结合相关类似项目的施工经验，确保设计尽可能适用于实际情况；最后是要做到绿色安全施工，确保施工质量的同时尽可能减少施工过程对周围环境的影响，消除施工安全隐患，降低施工安全事故发生概率，提高其环境效益、经济效益、社会效益。
当地质条件较好，周边环境要求宽松，基坑深度较浅时，可采用土钉墙支护；当基坑深度较深，周边环境要求较高时可采用悬臂式支护结构或拉锚式支护结构；当基坑深度大，周边环境要求较高且地质条件差时，可采用内支撑体系；当基坑深度更大，地质条件更差，周边要求更严时，可采用逆作法。常用的深基坑支护结构形式选择与适用条件参见表1。
表1支护结构选型表
5 结语
随着我国建筑业的不断发展及科学技术的进步，建筑深基坑支护形式也多种多样，现有包括地下连续墙、排桩、土泥土墙、土钉墙逆作法等支护结构形式，每种都有使用条件和优缺点，在实际工程实践中，应根据工程周边环境及地质条件，选择适宜的支护结构形式，确保基坑支护结构安全可靠。
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论文作者:马飞
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年7期
论文发表时间:2019/7/11
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