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第一篇：論復雜條件深基坑支護綜合施工技術

【摘要】深圳某停車庫綜合樓項目場地狹窄，地下水豐富、地質條件復雜。基礎地下3層，基坑深14.2m。該項目基坑施工周期長，基坑支護綜合使用了旋挖咬合樁、旋挖灌注樁、三管旋噴樁、預應力錨索、鋼管混凝土樁及內支撐等施工方式，使基坑支護與止水帷幕形成有機結合，通過優化基坑設計方案及施工措施，實現了基坑穩定及安全的目標。

【關鍵詞】深基坑；地下水；基坑支護；施工

1工程概況

深圳某項目位于深圳南山區新中心商務區，項目包括地下室3層，樓高20層，高80m，基坑南側為一加油站；西側為學校運動場；北側為市政道路；東側為市政道路；基坑深14.2m（局部17.8m），施工現場場地狹窄。

2場地工程地質與水文地質條件

項目場地地下水位較高，場地常年水位埋深3.75~4.20m，豐水期水位上升0.5~1.0m。根據現場勘探，揭露地層自上而下為第四系人工素填土、人工素填砂、第四系海陸交互相淤泥質黏土、淤泥質礫砂、第四系沖洪積礫砂、第四系殘積礫質黏土，支護樁施工均進入殘積礫質黏土層。

3基坑支護設計方案

1）根據地下水分布淺的特點，本工程基坑外地下水采用咬合樁﹑旋挖樁與三管旋噴樁作為止水帷幕封堵，基坑內部地下水采用疏干井與排水井明排。2）本工程項目紅線東、北側緊鄰道路紅線，南側紅線與加油站紅線重合，西側紅線與學校圍墻紅線重合，因此，基坑采用支護樁進行邊坡支護：南側采用準1200mm咬合樁（AB樁：A為素混凝土樁；B為鋼筋混凝土樁）+雙排內支撐；西側、北側、東側采用準1200mm旋挖灌注樁+準1000mm三管旋噴樁+雙排內支撐，灌注樁間距為1.8m；東南角采用準1200mm旋挖灌注樁+準1000mm三管旋噴樁+三排錨索張拉，整個支撐采用混合型；深基坑邊坡支護工程安全等級為一級。

4方案優化設計及施工措施

4.1支護樁優化設計

本工程原設計為支護樁133根，其中南側咬合樁42根（21根鋼筋混凝土樁+21根素混凝土樁），其余向均為準[email protected]支護樁，東側、西側與北側為一道內支撐+二排錨索；東北角為三排錨索，無內支撐。基坑支護方案組織專家論證過程中，根據地勘揭露的地層情況，結合設計方案與現場實際情況考慮，經各方討論，將東側、西側與北側第二排與第三排錨索取消，改為內支撐，內支撐結構形式與第一排相同，從而避免因錨索施工而導致地面塌陷。

4.2支護樁施工

4.2.1咬合樁施工南側咬合樁共42根，布樁原則為準[email protected]，咬合樁施工時，先施工2根A樁，施工B樁時，需要切割B樁兩側A樁，且需要連續施工，不得間斷，而混凝土終凝時間較短，一般不得大于10h，因此，咬合樁使用的混凝土需要使用超緩凝混凝土，終凝時間要控制在60h以上，才能滿足實際施工要求。

4.2.2旋挖灌注樁施工支護樁采用旋挖施工工藝，利用旋挖樁機鉆進成孔。旋挖鉆進成孔施工法即在一個可閉合開啟的鉆斗底部及側邊鑲焊切削刀鋸，在伸縮鉆桿旋轉驅動下旋轉切削挖掘土層，同時使切削挖掘出的土渣卷入鉆斗內，鉆頭裝滿后提升鉆桿出孔外卸土，如此循環形成樁孔。旋挖鉆機成孔施工具有低噪聲、低振動、扭矩大、成孔速度快及鉆進過程無泥漿循環等優點。旋挖樁施工過程需要進行事前、事中質量與安全控制，事前方案的編制與完善，原材料報驗與抽檢。

4.2.3止水帷幕———三管旋噴樁施工本工程南側利用咬合樁止水，其余側均采用灌注樁間設三管旋噴樁形成止水帷幕，三管旋噴樁利用樁機成孔，然后以高壓通過旋轉的噴嘴將水泥漿噴入土層與土體混合，形成連續搭接的水泥加固體，使之與兩側圍護樁體咬合，從而達到止水的作用。

4.3坑內排水施工方案

本工程基坑壁與地下室外墻間距只有0.6~1.2m，在基坑底周圍砌一條寬30cm明溝，四角設集水井各1個，抽取地下水及雨水，通過排水溝排至周邊排水系統中，以免造成水污染。沿基坑周邊設排水溝時，溝寬度為上口500mm，溝底寬300mm，深300mm。基坑上側布置直徑為100mm的排水總管，其水力坡度為0.3％。在排水口位置設沉淀池，抽出的多余地下水可經沉淀池沉淀后排出。

5基坑監測本工程

第三方監測單位按設計要求，布置支護樁頂水平位移兼沉沉降點8個，地表沉降點22個，立柱沉降點4個，地下管線沉降點8個，深層水平位移點4個，樁身應力48個，錨索應力9個，支撐應力點13個，水位觀測點4個，共120個（見圖1），施工期間監測頻率為1次/2d，每周出監測報告一次。

6施工難點

控制本工程施工難度主要體現在以下幾方面：（1）施工場地狹窄，大型機械需要流水施工，給工程增加了難度，使整個工期嚴重滯后；（2）咬合樁施工難點控制：需要使用超緩凝混凝土，終凝時間要控制在60h以上。另外，先施工2根A樁，施工B樁時，需要切割B樁兩側A樁，且需要連續施工，不得間斷，三是垂直度的控制；（3）錨索成孔穿越砂層，需要克服流沙被淘空引起地陷，摻加速凝劑到泥漿中，快速固結孔周土體，使鉆進施工達到預期效果。

7結語

本工程基坑施工歷時18個月，由于項目條件復雜，根據地層及現場實際情況，基坑支護采用旋挖樁（咬合樁AB）+二道支撐、旋挖樁（三管旋噴樁止水）+二道支撐+、旋挖樁（三管旋噴樁止水）+三道錨索相結合的支護形式，在整個基坑支護及土方開挖過程中均進行了監測，隨時掌握支護的穩定狀態和基坑周邊土體變化。事實證明整個基坑邊坡支護經受住了考驗，本工程深基坑支護方案合理。

作者：周鵬忠 單位：深圳市合創建設工程顧問有限公司

第二篇：深基坑支護結構設計理論和工程應用

【摘要】隨著國民經濟的發展，建筑用地價格不斷提升，建筑密度持續增加，高層建筑逐漸成為城鎮建筑形式的主流。論文簡述了國內深基坑支護結構設計的發展情況和基本類型，并結合實例對工程應用情況進行分析。旨在總結我國深坑結構設計水平，為深基坑支護工程實踐提出建設性意見。

【關鍵詞】深基坑支護；結構設計理論；工程應用

1引言

隨著土地價格的飆升，建筑用地資源愈發緊張，高層建筑與地下建筑逐漸受到市場和開發商的重視。在地下建筑和高層建筑施工初期的基坑結構中，需要對基坑側壁進行支護和加固。因此，對深基坑支護結構設計理論進行探究，對保障地下結構施工安全及高層建筑的施工質量有重要的意義。

2深基坑支護結構設計現狀

深基坑支護設計早在公元前的建筑中就有所應用，古代大型宮殿或地下陵墓在施工過程中為保障結構穩定，會在基坑側壁設置支護結構或管線，這是人類在建筑施工中對深基坑支護結構的早期嘗試。近代以來，隨著地下建筑和超高層建筑的不斷發展，深基坑支護結構在建筑工程中應用愈發廣泛，由于城市化的不斷推進，土地價格提升，地表建筑密度不斷增加，建筑物天際線不斷增高，地下設施深度不斷增加，一般而言，基坑深度大于5m的結構即被劃分為深基坑結構，如果深基坑設計或施工過程中出現技術紕漏或誤差，將對施工人員的安全和建筑質量帶來嚴重威脅。因此，深基坑支護結構設計對建筑物整體穩定性具有重要意義，其設計水平關系到建筑使用壽命及經濟效益。通常，建筑物深基坑支護結構設計移交由獨立建筑單位完成，由于深基坑支護結構設計流程復雜，對規劃需求嚴謹，而設計單位工程人員數量較少，程序不夠完善，不僅影響了深基坑支護結構設計水平，還會滯后整體項目進度，延誤工期[1]。

3深基坑支護類型

支護結構是通過在基坑中設置擋土結構，增強基坑結構穩定性，以保障建筑施工過程的安全。合理配置土方開挖模式對保障建筑主體結構和支護體系的完整度至關重要。目前，深基坑支護按土方開挖模式通常分為3種：放坡開挖；擋土墻支護開挖；加固結構。一般而言，放坡開挖是使用較多的支護結構，具有構造簡單、成本低廉、工期短、施工速度快的特點，適用于大多數施工環境。施工前需對現場進行考察，在土質緊致密實度高、邊坡穩定的場地優先采用。擋土支護開挖常見方法包括：（1）噴錨支護；（2）逆作拱墻；（3）連續墻支護；（4）排樁法；（5）水泥支護法，需結合施工環境及企業條件選擇最優方案。加固型結構常見方法包括：（1）水泥攪拌樁；（2）注漿加固；（3）網狀加固法；（4）插筋補強；（5）水泥噴粉樁加固法等。設計時，要依據施工環境地質條件、水文條件、基坑深度、工程周期、項目預算等因素綜合制訂最優方案[2]。

4深基坑支護結構設計

常用理論基坑支護結構設計要在收集施工現場土質、水文數據的基礎上考慮深基坑整體結構穩定性和對周圍建筑的影響，結構設計計算應包括基坑結構壓力和地基負荷程度，并附加支護結構彎矩及剪力，計算支護結構的變形幅度和基坑承載力。

4.1極限平衡法應用

極限平衡法時，除依據巖土力學理論基礎，還需要參照地基強度理論和地球物理學相關知識[3]。極限平衡法主要用于巖土體的穩定性分析。通常情況下，在深基坑支護結構設計中，其通過計算巖土體中潛在破壞面塊體的抗剪力與其破壞面剪切力之比，得出該塊體的穩定系數。而應用極限平衡法時，多與庫倫理論結合進行分析。庫倫理論將土體或巖石體看做一個整體，在土體或巖石體達到一定的極限狀態時，土體滑動面可近似當作直線滑動面。因此，庫倫理論雖然不夠嚴謹，但概念簡單明了，適用范圍較廣，可用以用于計算各種墻背情況（但必須為平面或近似平面），不同墻后填料表面形狀和荷載作用情況下的主動土壓力。

4.2彈性抗力法

彈性抗力是指支護結構發生相向圍巖方向的變形引起的圍巖對支護結構的約束反力。其作用是限制襯砌變形，改善襯砌受力狀態，提高襯砌結構承載力。彈性抗力法相較于傳統計算理論，考慮了擋墻內側結構被動受壓的因素。由于擋墻處于彈性抗力期，數據模擬時將基坑外側壓力設為水平負荷，計算擋護墻受力時使用彈性地基梁，用彈性抗力系數模擬墻體水平壓力，彈簧重現外墻支護結構。彈性抗力法改善了傳統方法脫離施工環境的問題，但始終存在應力結構不明確的問題。理論計算與現場環境的主要偏差源于基床系數，多數條件下，基床系數與深度比例呈正相關。因此，應用彈性抗力法計算時，要結合深基坑支護結構和基床的實際情況，進行合理計算。

4.3數值分析法

隨著建筑設計信息化的不斷深化，支護結構分析中開始逐漸適用于計算機技術應用，有限元和數值分析法相較于彈性抗力法和極限平衡法，其計算誤差更小，結構模擬切合實際，在模型中參考了支護結構與深基坑的作用關系。計算時，將支護結構與基坑區別為獨立單元，模型內既包含地下基坑與支護結構應力關系，又加入了地表上層建筑主體與四周水文環境樣本，除計算基坑支護結構點負荷外，還能計算支護結構受力情況、地上沉積量、建筑主體受力范圍及過程，甚至包含各主要參數隨時間的變化效應。此外，有限元及數值分析法可進行持續性動態模擬，設計部門可自行控制各因素變量并對支護結構進行分析，便于支護結構設計調整[4]。

5結語

隨著高層建筑逐漸成為新時期建筑模式的主流，為保障建筑質量，深基坑支護結構設計成為建筑行業密切關注的課題。目前，受諸多因素的影響，深基坑支護結構設計存在明顯的不足。針對此種現象，本文對深基坑支護結構設計現狀加以分析，明確了深基坑支護結構設計的應用及發展情況，同時介紹了深基坑支護的類型。此外，從極限平衡法、彈性抗力法和數值分析法等方面，重點研究了深基坑支護結構設計常用理論。希望本文所述的內容能得到相關企業的部門的重視，加強深基坑支護結構設計的工程實踐，為高層建筑施工積攢技術經驗。

【參考文獻】

【1】郎京輝.深基坑支護結構設計理論及工程應用[J].建筑工程技術與設計,2015,12(20):121-122.

【2】張田.深基坑支護結構設計理論及工程應用[J].城市建設理論研究(電子版),2015,56(17):23-24.

【3】李云安,葛修潤,張鴻昌.基坑變形影響因素與有限元數值模擬[J].巖土工程技術,2001(2):63-68.

【4】楊雪強,劉祖德,何世秀.論深基坑支護的空間效應[J].巖土工程學報,1998(2):74-78.

作者：周玉紅 單位：石家莊市城市建設投資控股集團有限公司

第三篇：巖土工程深基坑支護施工技術的應用探討

摘要：在巖土工程施工過程中，深基坑支護技術是一個重要的施工方式。從目前實際情況來看，深基坑支護技術可以按照性質劃分為支撐、擋水和擋土。雖然在我國建筑行業中，深基坑支護技術已經運用了很長一段時間，但是從客觀的角度分析，巖土工程深基坑支護技術還存在一些問題，這些問題如果沒有得到很好的解決，勢必會對建筑工程的質量造成不利的影響。本文在此基礎上，首先對巖土工程深基坑支護技術進行簡單的介紹，接著對巖土工程深基坑支護技術的具體應用展開論述。

關鍵詞：巖土工程；深基坑；支護；施工技術

前言

隨著深基坑支護技術的進步和我國建筑行業的發展，深基坑支護技術在巖土工程中的運用也越來越廣泛，并且取得良好的效果。從某種程度上說，深基坑支護技術的運用在一定程度上為建筑工程的穩定性提供可靠的保障，同時也提升了巖土工程的質量。筆者結合自身的工作經驗，就深基坑支護技術在巖土工程中的應用淺談一下自己的看法和思考。

1.深基坑支護施工技術的概述

在建筑工程中，為了確保建筑工程的綜合質量達到施工要求，用戶的人身安全和財產安全得到保障，必須要保證高水平、高效率、高質量完成基礎工程的建設。在實際開挖過程中，當開挖的深度超過5m或者沒有達到5m但是地質條件復雜或者周邊環境復雜的時候，施工人員就必須要采取深基坑的方式進行支護。深基坑支護施工技術主要是為了保證基坑周邊環境的安全以及地下結構施工的安全，對基坑周邊環境或者基坑的側壁采取保護、加固和支擋措施的一種施工技術［1］。深基坑支護施工方案的選擇與基坑周邊環境安全、工程建設成本以及施工進度有著直接的關系。深基坑支護施工方案既要保證地下結構的施工有足夠的空間，同時還要確保周邊道路、地下管線以及周邊構筑物的安全和正常使用。一般來說，深基坑支護施工方案通常有逆作法和順作法兩種，在實際施工過程中通常采取順作法［2］。在進行深基坑支護設計的時候，應當綜合考慮基坑深度、地質條件復雜程度以及基坑周邊環境等因素。

2.巖土工程深基坑支護施工技術的應用分析

2.1自立式支護施工技術

自立式支護施工技術是巖土工程深基坑支護施工技術中一項非常重要的施工技術，在巖土工程施工中有著舉足輕重的作用。從目前實際情況來看，自立式支護施工技術的主要形式是懸臂式排樁支護和水泥攪拌樁擋墻支護。其中，水泥攪拌樁擋墻支護具有一定的優勢，主要表現在即使施工人員沒有在巖土工程深基坑中設置支撐，機械挖土和地下結構工程的施工都能正常進行。但是這種支護方式也有一定的弊端，就是擋墻的面積太大，在實際施工中支護強度在很大程度上受到土層含水量和有機質含量的影響。而懸臂式排樁支護主要是利用挖孔灌注樁、鉆孔灌注樁以及人工沖孔灌注樁，這種支護方式也有很強的優勢，即使施工人員沒有在巖土工程深基坑中設置支撐，機械挖工以及地下結構工程的施工都能正常進行。但是如果基坑太深或者地質條件太差，會在一定程度上加大支護樁頂部的水平位移，從而導致工程的造價和成本增加。所以一般情況下，懸臂式排樁支護技術多是用在基坑深度等于6m或者小于6m且周圍的地質條件比較好的巖土施工場地［3］。自立式支護施工技術最大的應用優勢就是高效率、大厚度的坑基擋墻、高穩定性和高整體性，而且深基坑的整體造價不高，隔水效果比較好。

2.2錨桿支護施工技術

在巖土工程深基坑支護施工技術中，錨桿支護施工技術也是一個應用比較多的支護技術。錨桿支護施工技術主要是指在采場地、隧道等地下洞室以及巖土深基坑、邊坡等地表工程施工中經常采用的一種加固支護方式。也就是用聚合物件、木件、金屬件或者一些其他材料制作成的桿柱，將其打入到洞室周圍事先鉆好的孔中或者打入地表巖體之中，利用其尾部托板、桿體特殊構造以及頭部，或者借助黏結作用將穩定巖體與圍巖結合在一起而產生的補強效果、組合梁效果、懸吊效果，從而達到支護的目的。錨桿支護這種支護的形式可以在一定程度上增加支撐體在實際工作過程中所承受的拉力，從而增強穩定性，使其不容易發生變形。與此同時，錨桿支護形式還可以在很大程度上節約人力資源和能源，而且還具有高效的特點。據有關實踐研究表明，在巖土工程深基坑施工過程中運用錨桿支護施工技術，周圍的建筑物在支護期間沒有產生過明顯的變形現象，而且深基坑的坑壁具有與很強的穩定性，沒有出現過坍塌等現象［4］。

2.3混凝土灌注樁支護施工技術

在巖土工程深基坑支護施工中，混凝土灌注樁支護施工技術是一個應用頻率非常高的支護技術，其具體的施工流程如下：首先對巖土工程鉆孔場地進行相應的平整操作，接著再進行測量放線布孔、將排水溝挖出并對出泥漿池進行布置、讓樁基就位，最后再準備好泥漿，使用鉆機進行相應的鉆孔操作，再進行清孔，對鋼筋籠進行布置，在此基礎上澆筑灌注樁水下混凝土。相對于其他的樁種，混凝土灌注樁在質量檢驗上更加嚴格一些。所以在實際施工過程中，施工企業不僅要在正式施工之前規劃落實好相應的施工措施，還要根據實際情況對混凝土灌注樁支護施工過程中的各個環節做好嚴格的把關工作，并且要嚴格按照施工要求和標準執行，只有這樣才能有效保證混凝土灌注樁支護施工過程的順利開展，同時還能在一定程度上提升工程支護的質量，使深基坑的施工達到工程預期要求。就目前實際情況來看，混凝土灌注樁支護施工過程中，施工企業要根據實際情況做好一系列的輔助施工措施，包括控制泵的提升速度、基樁準確定位、場地的平整處理、測量放線布孔等，這些輔助性施工措施對于混凝土灌注樁支護施工質量有著深遠的影響，施工企業以及施工人員要對此加以重視，在實際施工過程中要結合周圍的環境和地質條件等采取相應的施工措施，使混凝土灌注樁支護施工達到預期的目標。

3.結論

綜上所述，在巖土工程施工中，深基坑支護施工有著舉足輕重的作用，與工程的質量息息相關。雖然從目前實際情況來看，深基坑支護施工技術的應用比較成熟，但是還存在很多有待進一步改進的地方，需要施工企業進行完善和創新。在實際施工過程中，首先要對深基坑支護施工要求進行明確，然后根據實際需求采用合適的深基坑支護施工技術，在此基礎上不斷提高支護施工質量。

參考文獻：

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［10］鐘小興.淺談巖土工程勘察對基坑支護施工的影響[J].西部資源，2017（03）:72-73.

［11］王帆.錨桿參數對圍巖支護強度的影響[J].西部資源,2017（05）:171+187.

作者：殷文博 單位：廣東省工程勘察院