浅谈深基坑支护技术研究

分类：机械论文发表 时间：2012-11-21 10:06 关注：(1)

摘要：深基坑工程作为城市工程建设中的重要工程，对于城市的建设发展而言具有重要的意义。深基坑支护技术是一项较为系统的技术，做好深基坑支护的设计需要研究和了解各种问题。本文就从深基坑的相关技术出发，同时结合具体的案例进行相关的分析，从而为深入的研究了深基坑发展的相关问题，以供大家交流和参考。

关键词：深基坑技术 支护技术 研究分析

随着城市的发展，建筑可用的土地也在日益减少，呈不断下降的趋势。而且随着土地资源饿稀缺，低价也在不断的上涨之中。这就不得不让人们对于土地资源进行重新的规划和整体的考虑。更加充分的去利用这些土地，在这方面，人们更多考虑的就是地上和地下的空间，从这两个方面进行有效的发掘和开展。比如建筑商们需要增加建筑总高度和地下室层数，这样一来也使基础埋深大大增加。在另外一个方面，我们知道由于建筑高度的增加，必然的它会使得水平荷载(如风荷或地震力)引起的倾覆力矩也相应的增加，所以，为减少建筑物的整体倾斜，防止倾覆和水平滑移，保障建筑工程的安全，我们就需要对基础埋深也有较高的要求。当在较软弱地基上修建高层建筑时更是要求基础有较大埋深。所以，深基坑工程是近十多年来国内岩土工程领域不能回避的问题之一。 S`]k>' l

一、深基坑支护技术的安全性和必要性

在工程项目的开发管理中必须加强安全的管理，特别是对建筑行业来说，安全问题和质量问题更加显得重要。深基坑支护技术作为一项系统性和科学性高度结合的技术，对于建筑行业的发展而言具有重要的意义，在工程的建设过程中，深基坑支护技术是对地下机构的一个重要维护，对后续的工程建设起着重要的保护作用。

在现在建筑工程中，基坑支护是施工的一个重要的保证。首先的一点就是保证地下结构施工及基坑以及周边环境的安全的主要防护工程，其主要是对基坑侧壁采取的支挡、加固与保护措施。在近年来，随着建筑技术的不断发展，支护技术也相应的需要在安全、经济、工期等方面达到更高的要求，在实际工程中采用的支护结构型式也越来越多。所以，施工方在施工中为了能够在基坑支护工程中采用最先进的技术，在经济合理的条件下，一定要全面的进行考虑，进一步确保基坑周边建筑物、基坑开挖深度、基坑边坡、道路和地下设施的安全，就必须要在综合考虑场地工程地质与水文地质条件、降排水条件、地下室的要求、施工季节、支护结构使用期限、周边环境和周边荷载等因素，因地制宜采用合理的支护形式和施工技术。

通过深基坑支护技术的分析，并在实际的建设过程中进行有效的运用，这对于整个建设工程的发展来说意义重要，可以说为后续的整个工程建设打下了良好的基础，提供了可靠的保障。也在一定程度上保证了工程建设的质量，进而实现了安全生产和安全管理。由此可见进行深基坑的相关技术分析具有重要的意义，对于整个工程建设来说是十分必要的。

二、基坑支护技术的相关分析

1.基坑支护结构的基本型式

1.1 桩墙结构的分析

通常在基坑开挖前，沿着基坑边缘施工成排的桩，或者地下连续墙，与此同时也使其底端嵌入到基坑底面以下的结构，这就是我们所说的桩墙结构。我们在基坑的分层向下开挖的过程中，就需要在桩墙的表面设置好支点，在选择支点型式时，还可以根据工程的需要而进行确定。在这方面我们一般可以采用内支撑，当然也可以采用锚杆。因为受到桩墙结构侧壁上土的压力的作用，所以，桩墙结构的受力形式其实与梁板结构是相似的，内支撑可安装具体结构型式完成结构设计的计算。但是，锚杆一般是需要进行单独的承载力设计计算。当然，如果这种结构不用设置支点，那就是悬臂梁结构，然而悬臂结构一般只是适用于基坑深度较浅，而且周边环境对支护结构水平位移要求不高的情况。在现代建筑工程中常采用的桩墙结构型式主要有：地下连续墙一锚杆结构、排桩一内支撑结构、排桩一锚杆结构、地下连续墙一内支撑结构等。桩的类型主要有各种工艺的冲孔桩、钻孔桩、沉管桩或挖孔桩等。当搅拌桩内插入型钢时，也可以纳入这种受力结构型式。

1.2 土钉墙结构的分析

一般来说最常用的土钉墙结构，主要是在分层分段挖土的情况下，分层分段施做土钉和配有钢筋网的喷射混凝土面层。在这过程中需要保证每一施工阶段基坑的稳定性，与此同时需要保证挖土与土钉施工是交叉作业。一般来说，要把土钉的水平与竖向间距，要有一定的控制，而且要合理。其基本的受力特点是通过斜向土钉对基坑边坡土体的加固，来进一步增加边坡的抗滑力矩和抗滑力，以便能够完全满足基坑边坡稳定的要求，这种结构往往会采用钻孔中内置钢筋，然后在孔中注浆的土钉，坡面通常会用配有钢筋网的喷射混凝土形成的土钉墙。

1.3 重力式结构分析

一般来说，重力式的结构对抗滑移和抗倾覆有着较高的要求，这是因为其可以在基坑侧壁形成一个具有相当厚度而且重量的刚性实体结构，这样以来，就可以通过其重量来抵抗基坑的侧壁土压力。

1.4 对于拱墙结构的相关分析。

通常我们把基坑挖成弧形平面，比如圆形或者是椭圆形等，这也就是我们所说的拱墙结构。同时沿基坑侧壁的分层逆作钢筋混凝土拱墙，也可以充分的发挥拱的作用，进而把垂直于墙体的土压力进行转换，变成拱墙内的切向力。这样以来，就可以充分的利用墙体混凝土的受压强度。因为一般来说墙体内力主要是压应力，所以我们需要把墙体厚度做薄些，因为在很多的时候，不用锚杆或者是内支撑就完全可以满足承载力和稳定的要求。

1.5 放坡的相关分析。

我们把基坑挖成人工的边坡，这是放坡的相关要求。但是也需要全面的考虑基坑的深度，因为基坑过深的话，我们就可以考虑分级放坡，与此同时还需要保证边坡自身能够稳定。一般坡体需要选择某种形式的护面进行保护。如果坡体还存有一定的地下水，那就必须要在坡面设置相应的泄水孔，这样就能够减少水压力对边坡的负面和不利影响。总之，上述的几种支护结构的基本型式，都有着自己的受力特点和适用条件，所以这也需要设计和施工人员按照相关的技术标准和工程实际需要进行合理选择。

2.应掌握的基本技术资料

为了确保基坑支护工程的质量，在确定方案、设计和施工之前，相关部门需要组织设计、施工、监理和建设单位的相关人员，对施工和设计需要掌握的技术资料进行分析研究，通过资料分析保证技术选择的正确性。一般来说在深基坑支护施工中需要掌握的基本技术资料有：工程地质和水文地质情况;基坑周边环境情况;拟建的建筑相关要求;施工条件;相关技术规范、规程和当地管理部门的有关规定;类似工程的调研等。下文主要对工程地质和水文地质条件、基坑周边环境情况、拟建工程建筑、结构和基础的相关要求这三个方面进行探讨。

2.1 工程地质和水文地质条件

在这个环节中，地质勘察单位担负主要的责任，其在现场勘察、室内试验和编制勘察报告工作中，不仅需要满足主体结构的勘察，还需要有应针性的对具体的基坑支护工程的特殊要求进行勘察。应根据开挖深度及场地的岩土工程条件确定勘察范围，排除环境限制无法实施的因素，需要在开挖边界外，按照开挖深度的l-2倍范围布置勘探点，如果是软土层，那就需要扩大勘察范围。如果遇到开挖边界外无法布置勘探点，那就需要通过调查取得相应的地质资料。按照相关的基坑支护结构设计要求，正常的勘察孔深度应该是基坑深度的两倍以上，如果遇到软土地层，就需要穿越软土层，如果地层分布均匀，那在勘探点间距上，可以控制在一定的范围之间。假如地层变化起伏较大，那需要根据实际情况来增加密勘探点，以便能够确定土层分布规律。

如果遇到地下水，那就必须要查明各含水层的水位分布、性质和各含水层的补给排泻条件和水力联系。分析施工过程中水位变化对支护结构和基坑周边环境的影响，需要以试验得到各含水层的渗透系数和影响半径为主要的依据。

2.2 基坑周边环境情况

在建筑施工中，我们通常也会面临一些突发的情况，诸如基坑开挖、降水和支护结构位移等，都极有可能会引起地面沉降和水平位移，此时将会道路和地下管线，特别是对周边建筑物造成极大的影响，而且地下管线、周边建筑物地下室和基础等，也会对支护结构施工带来很大的影响，比如说在锚杆或土钉成孔时，可能会遇到周边建筑物地下室、基础或地下管线，此时就不能继续成孔。所以，需要在支护方案制定和设计的过程中，对周边环境进行详细调查，结合工程的技术要求，选择科学合理的方案和施工措施，来尽可能的避免支护结构与周边环境的相互影响。周边环境调查的内容主要是包括以下几个方面：

1、支护结构影响范围内建筑物的距离、层数、结构类型、基础型式和埋深、建筑物荷载和结构使用状况。

2、基坑周边所有的地下设施，包括供水管线、电力电讯管线、燃气管线、污水雨水管线和热力管线等的位置尺寸和使用性状。

3、场地周边范围内的地表水汇流和排泻情况，原有地下水管渗漏情况等。

4、基坑周边道路的距离和车辆载重情况。

2.3 拟建工程建筑、结构和基础的相关要求。在工程的建设过程中，为了确保建筑工程的支护结构，与此同时也符合设计的相关要求，符合地下室正常施工的要求，在进行支护结构的设计时，我们就有必要考虑建筑物地下室的情况和相关要求。按照事先发现问题、协商解决的原则，尽量避免完成支护结构施完后，才发现与主体结构之间的矛盾，造成事后处理的被动的局面出现。设计前应该考虑的因素主要包括这几个方面：

1、基坑边缘尺寸应保证建筑物地下室外墙、底板和承台边缘的尺寸及外墙模板安装空间的要求。

2、应该考虑外墙防水作法来处理基坑边缘与地下室外墙距离。

3、在进行支撑、锚杆和腰梁的标高时，需要考虑与地下室各层楼板的关系、是否利用楼板结构作为支撑、是否拆除锚杆和腰梁、拆除时间与楼层施工的关系等问题。

4、支护结构的设计受力条件是否受靠近基坑边的基础或桩基的施工影响。

5、地下室内外管线接口位置的标高是否与支护结构有矛盾;地下室车道出人口的支护措施。

三、深基坑支护方案的选择

由于场地周围存在一定的放坡空间，结合场地的地层及基坑开挖深度，基坑西侧采用两级支护，上部采用土钉墙支护，下部采用桩锚支护。由于地下水埋深介于13~25m，基本在基坑底以下，所以基坑支护不设止水帷幕，桩基施工时可采用坑内降水井降水。 y,,dCca

>$[1]/本基坑支护段主要为杂填土层，所以土钉墙部分设计采用钢花管土钉，土钉按梅花形布置;下部采用人工挖孔桩+预应力锚索支护，预应力锚索设置在两桩的中间位置。坑顶均布荷载取10KPa，通过验算，各项安全系数均满足规范要求，支护结构及p}pj

fB !L{基坑隔水与排水 q Y? j#fzi

w;基坑上部放坡段采用边开挖边喷射砼(掺入一定比例的速凝剂)挂网进行隔水，鉴于基坑范围内的水文地质条件较为简单，地下水位较低(低于基坑底面)，除特殊情况外，砼为一次喷射完成。基坑内排水可在基坑内挖设临时降水坑，进行抽排水降低坑内水位及排大气降水，以保证基坑开挖和支护施工的顺利作业。基坑设坡顶、坡脚排水明沟排水。坑内排水汇集到坡脚集水井，抽排至三级沉淀池沉淀后排入市政管道。 E

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关于bI9~j基坑的监测 ~/iKh1 1

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J0{p#3、结语

工程的建设和施工是一项复杂的过程，所以必须做好没一个环节，实现全面的监控和安全生产，在这方面我们在工程的建设过程中采用深基坑支护技术也是一样，必须对其的相关技术知识全面把握，对每一个细节严格要求。每一种施工工艺都是需要严格施工组织，需要科学合理的施工原理的指导，需要施工单位有效的施工安排，在深基坑支护施工中，相关技术部门需要综合各方的实际情况，一切从实际出发，与此同时不断结合自身的施工实际，对施工的相关技术进行广泛的探讨，最终选定有效的施工方案。最终把工程的建设做的更好，更有保障，而对基坑的技术发展而言，也能够在实际的工作中不断的完善和丰富。

参考文献：

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