时间：2023-03-10 14:52:03
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1.深基坑支护的设计要求
基坑工程设计和施工总的要求就是要做到设计先进、经济合理、施工方便、安全可靠。基坑支护作为一个结构体系，应要满足稳定和变形的要求，即通常规范所说的两种极限状态的要求，即承载能力极限状态和正常使用极限状态。所谓承载能力极限状态，对基坑支护来说就是支护结构破坏、倾倒、滑动或周边环境的破坏，出现较大范围的失稳。一般的设计要求是不允许支护结构出现这种极限状态的。基坑支护设计相对于承载力极限状态要有足够的安全系数，不致使支护产生失稳，而在保证不出现失稳的条件下，还要控制位移量，不致影响周边建筑物的安全使用。因而，作为设计的计算理论，不但要能计算支护结构的稳定问题，还应计算其变形，并根据周边环境条件，控制变形在一定的范围内。一般的支护结构位移控制以水平位移为主，主要是水平位移较直观，易于监测。水平位移控制与周边环境的要求有关，这就是通常规范中所谓的基坑安全等级的划分，对于基坑周边有较重要的构筑物需要保护的，则应控制小变形，此即为通常的一级基坑的位移要求;对于周边空旷，无构筑物需保护的，则位移量可大一些，理论上只要保证稳定即可，此即为通常所说的三级基坑的位移要求；介于一级和三级之间的，则为二级基坑的位移要求。对于一级基坑的最大水平位移，一般宜不大于30 mm，对于较深的基坑，应小于0.3%H，H为基坑开挖深度。对于一般的基坑，其最大水平位移也宜不大于50mm。一般最大水平位移在30mm内地面不致有明显的裂缝，当最大水平位移在40-50mm内会有可见的地面裂缝，因此，一般的基坑最大水平位移应控制不大于50mm为宜，否则会产生较明显的地面裂缝和沉降，感观上会产生不安全的感觉。一般较刚性的支护结构，如挡土桩、连续墙加内支撑体系，其位移较小，可控制在30mm之内，对于土钉支护，地质条件较好，且采用超前支护、预应力锚杆等加强措施后可控制较小位移外，一般会大于30mm。
2.深基坑支护的设计思路
对于一个深基坑支护结构的设计，要根据拟建工程水文地质条件、设计经验及技术条件，综合考虑国家的经济及法律规定、工期要去、造价要求等来选择最佳设计方案。设计首先应是概念设计，重点在于可行性方案的筛选与优化，对支护结构方案的选择和优化可按以下步骤进行：①对于深基坑不是特别大时，应首先考虑悬臂式支护结构，该结构主要利用基坑地面以下土体提供的土压力来维持支护体系平衡，主要结构形式为桩排支护结构和地下连续墙两类。但深基坑的设计时，一般不考虑悬臂式板桩支挡。如果考虑采用也应当对悬臂式支护结构增加内支撑的方法，使之形成混合式支护结构，支撑形式常采用锚杆拉接或内支撑形式。②其它形式的方案，如钢板桩、土钉、锚杆、拱圈、网状树根桩加固、逆作法等的选择，设计人员应根据工程的具体情况，通过综合分析比较的方法来确定支护结构的种类、平面布置形式及其支护材料。③设计时应充分考虑地下水的影响，它直接关系到设计方案的成败，如基坑土层为渗透系数较高的粉砂、圆砾等土层时，井点降水法是一种经济有效的方法。采用该法不仅可使基坑处于干燥状态而便于施工，还可显著改善土层的物理力学性质，有效减少支护结构的内力和变形，从而可达到节约和安全的目的。有时为了减小降水引起的地面附加沉降或对邻近建(构)筑物造成影响，还可采用井点回灌技术。当底层为渗透系数较小的粘性土、淤泥等土层时，可采用深层搅拌桩和高压旋喷注浆形成止水帷幕。总之，不同的支护结构适应于不同的水文地质条件，因此，应因地制宜选择经济适用的方案。
3.深基坑支护设计中若干技术难点分析
3.1支护结构侧向土压力的计算
支护结构的计算，首先是土压力的取值问题。土压力的分布和计算，目前国内普遍采用古典的朗肯土压力理论，且假定支护结构是竖直的，土压力的作用方向水平，墙背光滑，不计土体对支护体的摩阻力。朗肯土压力理论用到支护结构计算上时，由于该理论的主动土压力和被动力土压力是建立在极限平衡状态概念的基础上。据现有的研究结果表明，达到被动土压力的位移一般为达到主动土压力位移的10-50倍。在实际工程中，由于支护结构常常不允许产生达到被动极限平衡状态时所需要的位移，实际的被动土压力一般均低于被动极限值。因此，在进行支护结构计算时，用朗肯土压力理论计算所得到的被动土压力是偏大的，使用时需要折减。折减系数的取值与被动区上体的土质和支护结构的型式密切相关，应根据被动区土体的土质和支护结构型式，以及对支护结构位移限制的程度，采用不同的折减系数。譬如对水泥土重力式挡墙，当被动区的土层为淤泥质粘土时，折减系数宜取0.5-0.6；当被动区土层为砂性土或被动区土体已经过水泥搅拌桩改良时，折减系数可取0.75-0.85。对于被动土压力的计算，如考虑土体的弹性抗力作用，会更接近于实际。由于土的弹塑性性质，其抗力问题比较复杂，目前仍普遍按弹性地基的假定进行计算，通常采用文克勒假定的弹性地基上竖直梁的计算方法。
3.2用H.B1um理论计算悬臂式板桩墙支护结构
悬臂式板桩墙支护结构的内力计算，目前多用H.Blum理论来求解。此理论假定坑底出现的被动土压力近似地发生在弯点下面，并在这部分阻力的中心处(C点)用一个反力Rc来代替，支护桩插入深度t0用X来表示，它必须满足围绕C点使∑Hc=0的条件。由于土的阻力是向板桩方向逐渐增加，使用∑Hc=0的等式时会得到一个较小的插入深度，H.Blum建议计算所得的X增加20%，即插入深度t0=u+1.2X。为简化计算，H.Blum提供了理论计算曲线图，避免了多次方程求解，为计算提供了方便。
3.3土水压力的计算
传统深基坑侧上压力的计算理论主要以朗肯理论和库仑理论为基础，这两种理论无论在基本假设上，还是在计算原理上都存在一些缺陷。主要表现为：①实际深基坑工程围护墙通常不满足古典土压力理论的假设条件。②古典土压力理论没有考虑围护墙的变形过程，而仅以墙移达到使墙后土体出现极限状态的平衡条件为计算依据.实际上围护墙变形通常达不到使土体出现极限平衡状态的位移值，且其变形是随开挖的深入而变化的，上压力也随着变化。此外，传统深基坑侧土压力的计算方法没有顾及深基坑坑内外通常存在较大水位差的实际情况，忽视了渗流效应对土压力的影响等问题。在设计时，应当注意影响土水压力的若干因素。具体包括：土体的应力状态和应力路径、孔隙水压力、边界条件等。
4.结语
由于基坑设计与水文地质、工程地质条件密切相关，地基土参数的试验方法、取值、地下水的影响往往是确定支护结构设计的因素，设计人员首先应该当根据水工地质勘察的结果和自身的岩土工程设计经验，综合设计难点和要点以及对工期、造价等要求，来确定基坑支护设计方案。
【参考文献】
关键词：深基坑；支护；设计；控制
中图分类号：TV551.4文献标识码： A 文章编号：
引言
在建筑工程施工中，深基坑支护作为施工中一个基础设施，对工程质量、进度、安全等具有非常重要的影响，是建筑工程中不可缺少的施工环节。当前，我国在深基坑支护技术上取得了一定的成绩，然而基坑支护的失稳问题仍亟需解决。
1、我国深基坑工程的主要特点
深基坑工程的特点主要表现在：(1)建筑工程趋向于大型、高层化建设，基坑向着大深度方向发展。(2)基坑的开挖面积在不断扩大，长度和宽度已达到几百米，增加了支撑系统的难度。(3)地质环境恶劣，在软弱土层中进行基坑开挖工作会产生极大的位移和沉降，对于周围建筑物、市政设施以及地下管线会造成严重的安全隐患。(4)在相邻的场地中进行施工，打桩、降水、挖土以及基础浇注混凝土等工序，工程之间会相互制约和影响，从而增加了协调工作的难度。(5)深基坑施工期工期长，场地狭窄，降雨、重物的堆放都将会影响基坑的稳定性。(6)深基坑支护技术出现多样化，目前其技术种类已经多达数十种。
2、建筑工程施工中基坑支护方案设计
2.1 深基坑支护施工方案
土木工程基坑支护工作能够顺利进行，前提是必须建立一套完善可行并且安全的基坑支护方案，根据以往施工经验，通常采用土钉支护的方法，土钉支护的原理是将土钉打人土体，使二者相互作用，使边坡土体具有一定的整体性、稳定性。在土体变形的过程中，同时受拉力及弯力作用，所以就需要保证土钉的设计强度并满足设计的抗拉力。
(1)在土钉成孔施工过程中，施工管理人员必须严格要求成孔实际深度，可要求操作工人在孔口进行标注，符合深度要求后，方可终孔。(2)土钉成孔之前必须按规范要求标出孔位及孔位编号。(3)当土钉打入以后，必须进行拉拔试验，还应控制好注浆量以及注浆压力，拉拔试验必须由有相关检测资质的第三方单位进行，必须保证能满足设计及规范要求的抗拉拔力。(4)注浆的水灰比须按设计的要求进行控制，如需添加外加剂，则外加剂的规格及掺和量须经设计同意并经过试验检测合格方可投人使用。每天注浆须按规范要求进行试块制作，注浆方式可选用重力注浆法进行，注满为止，在浆液初凝前再进行1一2次的补浆。
2.2 深基坑土方开挖方案
深基坑的开挖实质上就是对地面原状土的平衡状态进行破坏，因此在开挖过程中存在着一定的风险。而且这种风险随土方开挖的进程扩大，所以在开挖之前的监测工作非常重要。土木工程基坑的开挖应遵循分区、分层、分段以及保持平衡的施工原则，做到一开槽先支撑，先支撑后开挖，分层分段开挖，严禁超量开挖，这是为保证基础施工的安全以及基坑土方的开挖。自由开挖区范围应控制在距边坡8m以内，而基坑边缘8m以内要实行分层分段开挖，分段长度应尽量不大于25m，为了加快施工进度，可以采用分段跳挖施工。
2.3 深基坑支护变形监测方案
在深基坑开挖作业时，尤其在周边条件复杂或环境恶劣的深基坑作业中，工程地质以及环境勘察不全面等都会对工程的设计和施工产生影响，甚至造成严重的工程事故，因此在施工前，要严格的对工程施工区域的周边条件及环境进行考察，并在土木工程基坑施工时，做到严格监测。监测方法可根据工程的特点确定，可由工程规模、重要程度以及实际地质条件等着手。开挖之前须制定合理的基坑监测方案，以确保基坑作业的安全及质量。施工前，可在基坑顶部附近的周边环境设置观测点，按照工程方案要求进行观测，观测人员每次必须将观测结果记录在案，并将数据加以整理，一旦观测结果达到了土方边坡变动的警戒值，需立即告知设计及监理单位的责任管理人员，采取相应的补救措施，防止深基坑边坡土方坍塌事故。
3、深基坑支护施工质量控制的技术措施
3.1 挡土灌注桩支护措施
该技术措施具体是指在深基坑的周围进行钻孔并设置钢筋笼，然后灌注混凝土桩。桩要成排设置，并在上部设置连续梁，随后在基坑中间位置以机械或是人工进行挖土，并在1.0m的位置处加装横撑，同时在混凝土背面加装拉杆与设置好的混凝土灌注桩拉紧，随后继续进行挖土，直至达到设计深度为止。这种支护技术措施的优点是成本低、混凝土灌注桩刚度大、抗弯强度高、安全性好。
3.2 土钉支护措施
该技术措施常被用于地下水位或是以人工方式降低地下水位后土层较好的深基坑支护工程当中，它与其他支护技术最为明显的区别是土钉支护有效利用了土体自身的力学强度和自稳能力，使原本不太稳定的土体成为支护结构中的一部分，这样一来只要支护结构稳定，边坡土体就会始终处于稳定状态。
3.3 钢板桩支护措施
现阶段，在我国大部分深基坑支护工程中应用较为广泛的支护结构是封闭拉伸钢板支护，在该支护结构体系当中，钢板桩的具体设置位置应当有利于基础施工，也就是说钢板桩应设置在地下结构边缘以外，且留有支拆模板的操作面，对于钢板桩不直的平面位置，应采取相应的措施使其平直整齐，防止不规则转角的出现，这样方便设置支撑。通常情况下，实际工程中都是采用单独打入的方式对钢板桩进行施工，该方法具体是指从板桩墙的一端起始，将钢板桩逐根打入到指定的位置当中，这种支护技术最大的优点是安全性高、支护效果稳定。
3.4 土层锚杆支护措施
该技术措施主要是指沿着开挖基坑每间隔一定的距离设置一层向下倾斜的土层锚杆，在锚杆的设置过程中，需要使用专用的钻机进行钻孔，并在钻好的孔洞内安放钢筋锚杆，随后向孔内灌注水泥浆液，直至锚杆达到一定强度后再进行下一步开挖，深基坑向下挖深一层便装置一层锚杆，直到基坑深度达到设计要求为止。该支护方式可与挡土灌注桩联合使用，能够有效减少灌注桩的截面，其不但适用于硬质土层及破碎岩石中开挖较深的基坑，而且还能够在高差较大的深基坑支护中应用，支护效果良好，可确保基坑的整体稳定性和基础施工的顺利进行。
4、控制基坑支护失稳的对策
基坑支护失稳控制的措施主要可从以下几个方面着手：(1)对施工现场周边的建筑进行考察，明确建筑物的结构特点以及基础的位置。细致了解施工地下有无管道布设，对地下土层做勘察实验分析，各基坑间要明确的分界标准。(2)分期施工，将整个施工过程分为两个阶段。第一阶段主要对基坑边坡的骨架进行设计，一般采用钢管桩作为基坑支护的主体；第二阶段为土方的挖掘以及边坡的混凝土保护层的施工，基坑支护结构的间距可以通过对施工现场的土质进行灵活安排。土层较坚硬处可以加大支护间距，如果土层松软，不仅要对土层进行加固处理，还需要调节支护间距，让支护间距尽量小些，保证基坑支护的稳定性。(3)工作面开挖出后要马上进行喷锚施工，避免坑体遭遇雨水冲击以及阳光暴晒等不利因素。基坑支护要与开挖同时进行。(4)在进行分层施工时，要考虑不同材质的特性，锚杆按照工程要求的不同进行分类处理。每层普通锚杆的施工一般需要5天，而起支撑作用的预应力锚杆则需要9天左右。分层施工中，要等待水泥硬度达到一定标准时才可以进行下一步开挖，通常标准设定为70%。(5)通过专门的技术人员对施工进行监控，定期对施工质量进行检查。在施工中查找疏漏，并进行反馈解决。
结束语
深基坑支护在整个建筑工程中处于一个非常重要的环节，作为建筑工程中的重中之重，应该引起企业对其重视。将深基坑支护施工做好，才能够最大限度的提升建筑工程的质量，促进我国建筑业的健康稳定发展。
参考文献
[1]王鹏.深基坑边坡支护技术方案分析[J].山西建筑.2012(03)
关键词：深基坑
支护
1.深基坑支护类型选择
深基坑支护不仅要求确保边坡的稳定，而且要满足变形控制要求，以确保基坑周围的建筑物、地下管线、道路等的安全。如今支护结构日臻完善，出现了许多新的支护结构形式与稳定边坡的方法。
根据本地区实际情况，经比较采用钻孔灌注桩作为挡土结构，由于基坑开采区主要为粘性土，它具有一定自稳定结构的特性，因此护坡桩采用间隔式钢筋混凝土钻孔灌注桩挡土，土层锚杆支护的方案，挡土支护结构布置如下：（1）护坡桩桩径600mm，桩净距1000mm；（2）土层锚杆一排作单支撑，端部在地面以下2.00mm，下倾18°，间距1.6m；（3）腰梁一道，位于坡顶下2.00m处，通过腰梁，锚杆对护坡桩进行拉结；（4）桩间为粘性土不作处理。
2.深基坑支护土压力
深基坑支护是近些年来才发展起来的工程运用学科，新的完善的支护结构上的土压力理论还没有正式提出，要精确地加以确定是不可能的。而且由于土的土质比较复杂，土压力的计算还与支护结构的刚度和施工方法等有关，要精确地确定也是比较困难的。目前，土压力的计算，仍然是简化后按库仑公式或朗肯公式进行。常用的公式为：
主动土压力：
Eα=1/2γH2tg2（45°-Φ/2）-2CHtg（45°-Φ/2）+2C2/γ
工中：Eα——主动土压力（KN），γ——土的容重，采用加权平均值。H——挡土桩长（m）。Φ——土的内摩擦角（°）。C——土的内聚力（KN）。
被动土压力：EP=1/2γt2KPCt
式中：EP——被动土压力（KN），t——挡土桩的入土深度（m），KP——被动土压力系数，一般取K2=tg2（45°-Φ/2）。
由于传统理论存在达些不足，在工程运用时就必须作经验修正，以便在一定程度上能够满足工程上的使用要求，这也就是从以下几个方面具体考虑：
2.1.土压力参数：尤其抗剪强度C/Φ的取值问题。抗剪强度指标的测定方法有总应力法和有效应办法，前者采用总应力C、Φ值和天然重度γ（或饱和容量）计算土压力，并认为水压力包括在内，后者采用有效应力C、Φ及浮容量γ计算土压力，另解水压力，即是水土分算。总应办法应用方便，适用于不透水或弱透水的粘土层。有效应力法应用于砂层。
2.2.朗肯理论假定墙背与填土之间无摩擦力。这种假设造成计算主动土压力偏大，而被动土压力偏小。主动土压力偏大则是偏安全的，而被动土压力偏小则是偏危险的。针对这一情况，在计算被动土压力时，采用修正后的被动土压力系数KP，因为库仑理论计算被动土压力偏大。因此采用库仑理论中的被动土压力系数擦角δ，克服了朗肯理论在此方面的假定。可以求得修正后的KP是：KP=〔CosΨDCosδ[KF）]-Sin（Ψo+δ）SinΨo〕2
式中是按等值内摩擦角计算，对粘性土取ΦD=Φ是根据经验取值，δ一般为1/3Φ-2/3Φ。
2.3.用等值内摩擦角计算主动土压力。在实践中，对于抗深在10m内的支护计算，把有粘聚力的主动土压力Eα，计算式为：E=1/2CHtg2（45°-Φ/2）+2C2/γ。
用等值内摩擦角时，按无粘性土三角形土压力并入Φo，E=1/2γH2tg（45°-Φ/ 2），而E=E由此可得：tg（45°-[SX（]Φo2= rH2tg2（45°-Ψ/2）-4CHtg（45°-Ψ/2）+4C2/r2rH2
2.4.深基坑开挖的空间效应。基坑的滑动面受到相邻边的制约影响，在中线的土压力最大，而造近两边的压力则小，利用这种空间效应，可以在两边折减桩数或减少配筋量。
2.5.重视场内外水的问题。注意降排水，因为土中含水量增加，抗剪强度降低，水分在较大土粒表面形成剂，使摩擦力降低，而较小颗粒结合水膜变厚，降低了土的内聚力。
综上所述，结合本场地地质资料以及所选择的基抗支护形成，水压力和土压力分别按以下方式计算：
2.5.1.水压力：因支护桩所处地层主要为粘性土层，且为硬塑中密状态，另开挖前已作降水处理，故认为此压力采用水土合算是可行的。
2.5.2.土压力：桩后主动土压力，采用朗肯主动土压力计算，即：Eα=1/2γH2tg2（45°-Φ/2）-2CHtg（45°-Φ/2）+2C2/γ
桩前被动土压力，采用修正后的朗肯被动土压力计算，即：EP＝1/2γt2KP+2KP Ct.
式中：KP＝〔CosΨCosδ-Sin（Ψ+δ）SinΨ〕2
3.护坡桩的设计
该工程支护结构主要采用钢筋混凝土钻孔灌注桩加斜土锚的设计方案，桩的直径为600mm，桩间净距为1000mm.考虑基坑附近建筑屋的影响，还有环城南路上机车等动截荷的影响，支护设计时，笔者参照部分支护结构设计的相关情形取地面均布载荷q=40KN/m，：
3.1.桩上侧土压力：①桩后侧主动土压力，因为桩后土为三层（杂添土、粘土、粉粘土）所以计算时采用加权平均值的C、Φ、γ，Φ=21.32，得：Eα=4.7H2-2.76H+108.49；②桩前侧被动土压力：因为桩前侧土为两层（粘土层、粉质粘土层），所以计算时应采用加权平均值的C′、Φ′、γ′，得：EP＝33.89676t2+104.5t；③均布载荷对桩的侧压力：由公式Eq＝qKaH，得：Eq=18.672H.
3.2.桩插入深度确定：计算前须作如下假设：（1）锚固点A无移动；（2）灌注桩埋在地下无移动；（3）自由端因较浅不作固定端，按地下简支计算。
3.2.1.建立方程：对铰点（锚固点）A求矩，则必须满足：ΣMA=0
所以有：1KEP（23t+h-a）=Eq〔23 （h+t）-a〕+Ep（h+t2-α）q
式中：K为安全系数，取2，得：8.31t3+82.97t2-138.75t=114.12
3.2.2.插入深度及柱长计算：根据实际情况t取最小正解；t=1.99m.
根据《建筑结构设计手册》及综合地质资料，取安全系数为1.2，所以桩的总长度为：L=h+1 .5t=8.5+1.21.99=12.4（m）
3.3.锚拉力的计算：由于桩长已求出，对整个桩而言，由于力平衡原理可以求出A点的锚拉力，ΣFA=0，即：Eα+Eq=Ep+TA，取t=1.99解得：TA=194.35（KN）
4.土层锚定设计
锚固点埋深α=2m，锚杆水平间距1.6m，锚杆倾角18°，这是因为考虑到：（1）基坑附近有环城南路和建筑物的存在，倾角小，锚杆的握裹力易满足；（2）支护所在粘土层较厚，并且均一，可作为锚定区；（3）粘土层的下履层（粉质粘土层、粉砂层、圆砾层）都是饱水且较薄。
4.1.土层锚杆抗拔计算：土层锚杆锚固端所在的粘土层：c=47.7kpΨ=20.72°r=20 .13kN/m2
4.1.1.土层锚杆锚非固端段长度的确定：
由三角关系有：BF=sin（45°-Φ/2）/sin（45°-Φ/2+a）·（H-a-d）代入数据计算得：BF=5.06 m
4.1.2.土层锚杆锚段长度的确定：该土层锚杆采用非高压灌浆，则主体抗压强度按下面公式计算：r=C+（1/2）rhtgΨ。式中：r——埋深h处的抗剪强度，K——安全系数1.5，d——锚杆孔径，取0.12m，锚固段长度L=17.98m
关键词:深基坑 支护 工艺
中图分类号:TU19 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2011)09(a)-0080-01
1合理设计支护的意义
经济的腾飞,城市的发展,高层建筑越来越多。在具体的工程中我们发现,深基坑开挖和开挖后地下室的施工还存在着坑边坡土方易失稳的现象,通过大量的工程实践分析其成因,大概有这么几个:(1)对有丰富的地表水,同时地下水水位较高的土层实施基坑开挖,没有进行有效的降、排水措施,导致受到地表水以及地下水的影响出现土体湿化,内聚力降低的现象;(2)开挖基坑过深,但是放坡偏少,开挖不同土层时,没有注意到土的特性的不同,应该对应地放成不同的坡度;(3)虽然实施了边坡支护,不过选择措施不合适,不能满足现场和设计的要求,支护没有起到相应的作用;(4)如果基坑坡顶存在太大的堆载,附近有动荷载,容易导致坡体内剪切应力增大而出现土方失稳。
不过不管什么原因一旦导致深基坑边坡土失稳,将造成局部或大面积塌陷、滑塌,使地基土层受到扰动,承载力降低,施工困难,甚至影响到周边建筑物和设施的安全。但由于考虑到基坑支护是临时性结构,因此,必须对基坑边坡进行具体分析,采取经济且合理的支护措施。
2深基坑工程的内容
2.1 现场勘察
勘察对具体的施工方法的选择和施工顺序起到指导作用,是工程质量和安全的重要保障,通过勘察来确定施工场地的岩土参数与地下水参数,对其随地层位移的限值作出分析;同时也要调查场地附近和周边的建筑设施、地下埋设物和城市道路设施等等外部施工环境。
2.2 支护结构设计
这个方面的内容包括挡土墙围护结构、支承体系以及土体加固等几个部分的设计。同时也要注意与基坑工程的施工方案紧密结合起来搞好支护结构设计,设计必须以勘察和调查结果为主要依据,其中囊括了当地的经验,场地的土体及地下水状况,场地四周环境,安全所允许的地层变形限值等等,还要结合考虑工期和成本因素。
2.3 截水、降水
对于埋置有潜水型、承压型等类型地下水的建筑厂地,其深基坑工程尚可以通过止水帷幕和坑内降水措施,为顺利基抗开挖做好准备,同时也可以保护基坑四周的环境。
2.4 支护的施工与基坑开挖
这是具体的内容,工程降水、土方工程和工程的施工组织设计与实施都属于这个内容。
2.5 预测地层位移与保护周边工程
土体和支护结构的性能与地下水的变化是地层产生位移的原因,不过施工工序和施工过程也有可能产生地层位移。需要及时的检测,一旦发现预测的变形超过了工程允许值,必须对支护结构设计与施工方案进行再商讨和修改,如果地层位移比较大,对周边的重要工程设施应该采取专门的保护或和必要的加固措施。
2.6 现场监测
不能等工程结束后,出现土方明显失稳时再进行补救,应该在工程的实施过程中,及时地进行检测,根据监测的信息和数据,有序地指导整个过程的施工。
3支护系统功能分类
按照功能可以将支护系统分为以下三类。
3.1 截水系统
该系统的功能是阻挡坑外渗水,常见的处理措施有:深层水泥搅拌桩、地下连续墙、压密注浆、旋喷桩,以及锁口钢板桩形成截水帷幕等等。
3.2 挡土系统
该系统的功能是形成支护挡土墙或者是形成支护排桩来阻挡坑外土的压力,常见的处理措施有:深层水泥搅拌桩、钢板桩、钻孔灌注桩、钢筋混凝土板桩,以及地下连续墙等等。
3.3 支撑系统
该系统的功能是限制围护结构位移同时支承围护结构侧力,常见的处理措施有:钢筋混凝土内支撑、钢管与型钢内支撑和钢与钢筋混凝土组合支撑等等。
4深基坑支护方法及适用性分析
4.1 钢板桩支护
该工艺的主要材料是由带锁口或钳口的热轧型钢制成的钢板桩,其截面形式常见的有U形、Z形和直腹板型三种,在实施中把这种钢板桩互相连接就形成钢板桩墙,其施工简单,所以被广泛应用于挡土和截水。
其施工的缺点是施工时容易引起相邻地基的变形和产生噪声振动,严重影响了周围环境影响,不宜在人口密集、建筑密度很大的地区使用;另外,其柔性较大,对支撑或锚拉系统设置要求很高,一旦设置上有一定的偏离,会导致较大的变形,不宜用于深度大于7m的基坑支护。
4.2 深层搅拌支护
该工艺是利用水泥作为固化剂,机械进行搅拌,把固化剂和软土剂拌和到一块,固化剂和软土之间发生多个物理化学反应后逐步硬化,成型后是具有水稳定性、整体性和一定强度的水泥土桩墙。适用于除了机质土、泥炭质土以外的多种土层的直接使用,对有机质土、泥炭质土,通过试验后再确定。
其缺点是基坑开挖深度不宜大于6m。
4.3 排桩支护
该工艺是柱列式间隔布置钢筋混凝土挖孔、钻(冲)孔灌注桩作为主要挡土结构的一种支护形式。在实施过程中,柱列式间隔布置又有桩与桩之间疏排布置和密排布置两种形式。
灌注桩施工简便,不需要大型机械,实施中可以采用用机械钻孔或者人工挖孔,没有打入桩的噪声、振动和挤压周围土体带来的危害,成本较地下连续墙低。当基坑深在8m到14m之间,对周围环境要求不十分严格时,多考虑采用排桩支护。
4.4 地下连续墙
该工艺具有整体刚度大的特点和良好的止水防渗效果,适用于地下水位以下的软粘土与砂土等多种地层条件和复杂的施工环境,尤其是基坑底面以下有深层软土需将墙体插入很深时,因此在国内外的地下工程中得到广泛的应用,并取得较好的社会效益和经济效益。
其缺点就是地下连续墙在坚硬土体中开挖成槽会有较大困难,尤其是遇到岩层需要特殊的成槽机具,施工费用较高。
4.5 土钉墙支护
该工艺是一种新的技术,用于土体开挖和边坡稳定,由于经济、可靠且施工快速简便,土钉墙支护施工速度快、用料省、造价低,与其他桩墙支护相比,工期可缩短50%以上,节约造价60%左右。已在我国得到迅速推广和应用。
不过土体具有临时自稳能力是土钉支护使用的前提要求,所以,土钉墙在应用上受到一定的地质条件限制。其适用于非软土场地和二、三级基坑,不宜使用于基坑深度大于12m的情形。
5结语
“十坡九塌因为水”,截水、降水在基坑边坡支护施工中尤其要引起注意。另外,施工中要与周围建筑的业主沟通好,尽量不要对周围环境产生太大的影响,合理选择好支护施工工艺,确保工程的质量安全的前提下,尽量节约成本。
参考文献
【关键词】深基坑，支护，应用
0.前言
随着我国经济建设的飞速发展和人们生活水平不断的提高，多层建筑及高层建筑等工程施工，都会面临深基坑工程。本文作者结合实例介绍了深基坑支护的类型，特点及其结构设计和主要计算方法进行了分析探讨。
1.深基坑支护的类型及特点
目前基坑支护型式主要分为两大类：即支挡型和加固型，支挡型中包括放坡开挖及挡土支护开挖。
1.1 放坡开挖
放坡开挖是最经济、最简单而且速度最快的一种支护类型，当条件满足时宜优先采用。硬质、可塑性粘土和良好砂性土场地足够放坡，有时对坡面采取措施边坡高度一般为3～6m，否则分段开挖；最后还要验算边坡稳定等。
1.2 挡土支护开挖
为了保证基坑周围的建筑物、构筑物以及市政设施安全，或为了满足无水条件下施工，需要设置挡土和截水结构。这种结构称为支（围）护结构。基坑工程包括支护体系的设置和土方开挖两个方面。土方开挖的施工组织是否合理对围护体系是否成功产生重要影响。不合理的土方开挖方式、步骤和速度有可能导致主体结构桩基础变位、支护结构变形过大、甚至引起支护体系围护体系崩溃。挡土支护按目前常见的有五种：水泥土墙支护、排桩、地下连续墙、钢板桩支护、土钉墙支护（喷锚支护）、逆作拱墙。
1.3 加固型
加固型主要有水泥搅拌桩加固法、高压旋喷桩加固法、水泥喷粉桩加固法、注浆加固法、网状树根桩加固法及插筋补强法等，哪一种比较经济合理,可根据挖土面的深度,工程及水文地质条件,外荷载状况及施工场地等条件综合分析考虑确定。
2.深基坑支护结构主要计算方法
基坑支护结构设计计算包括外力(土压力及地基超载)和支护结构内力(弯矩和剪力)、支撑体系的设计计算、基坑整体稳定性和局部稳定性、地基承载力、支护结构顶部位移、结构和地面的变形以及软弱土层的局部加固、对相邻建筑的影响等诸方面的计算。
近年来，随着岩土力学理论的发展和各国专家学者的努力，提出了多种计算理论和方法，归纳起来，其基本方法大致可分为:1)极限平衡法；2)弹性抗力法；3)有限元和数值分析法[2]。
2.1 极限平衡法
极限平衡法建立在经典理论的基础上，但通常采用的朗肯和库仑理论所得到的结果实际上和土体单元本身的真实应力是有差别的。按地基强度理论，库仑理论是把土体看作为一承载体，达到极限状态时滑动面的形式采用直线滑动面的结果，而在朗肯理论中则为一点的应力状态，由于库仑理论在一定条件下与朗肯理论是一致的，朗肯理论实质上也属一种直线滑动面理论。对于地基强度而言，直线滑动面理论的极限承载力是偏小的，采用曲线滑动面理论更为合理。简单地讲，朗肯理论在一般情况下的主动土压力都会偏大， 被动土压力偏小，而库仑理论中被动土压力在土体内摩擦角为较大值时结果也会偏大[1,2]。用经典土力学理论计算主动土压力和被动土压力，计算柔性挡墙(悬臂式或有支锚结构)的内力，对墙身和支锚结构进行设计，这种方法对于普通挡土墙或开挖深度不深的钢板桩是比较成熟的； 但对深基坑，特别是软土中的深基坑支护结构设计，该法就难以考虑更为复杂的条件，难以分析支护结构的整体性状。例如支护结构与周围环境的相互作用，墙体变形对侧压力的影响，支锚结构设置过程中墙体结构内力和位移的变化，内侧坑底土加固或坑内、外降水对支护结构内力和位移的影响，压顶圈梁的作用与设计，复合式结构的受力分析等等，这些问题往往成为控制支护结构性状的主要因素。
2.2 弹性抗力法
弹性抗力法针对常规方法中挡墙内侧被动土压力计算中的问题提出了改进[3,4,5,6]。其概念是由于挡墙位移有控制要求，内侧不可能达到完全的被动状态，实际上仍处在弹性抗力阶段，因此，引用承受水平荷载桩的横向抗力概念，将外侧主动土压力作为施加在墙体上的水平荷载，用弹性地基梁的方法计算挡墙的变形与内力，土对墙体的水平向支撑用弹性抗力系数来模拟，支锚结构也用弹簧模拟。这种方法可以视为对常规方法的改进，但它仍没有解决前一种方法的其余问题。计算与实际符合与否取决于基床系数的选取，通常用m 法计算，即基床系数随深度比例增长，比例系数为m。土抗力法在基坑支护设计计算中， 常将支护结构前后土体视为由水平向的弹簧组成的计算模型，通过挠曲线的近似方程来计算挡土结构墙体的弯矩、剪力和变形。按Winkler 假定，每一点的水平向的反力与这点的弹性变形成正比。一般适用于锚拉式平面结构或受力对称的内支撑式平面结构。
2.3 有限元和数值分析法
随着计算机技术的提高，有限元和数值分析法在支护结构分析中得到了广泛地应用，提供了一种理论上更为合理的设计计算方法。它将土体和支护结构分别划分为有限单元进行计算，其优点是可以考虑土体与支护结构的相互作用，可以从整体上分析支护结构及周围土体的应力和位移，而且还可求得基坑的隆起量、地表的沉降量和土中的塑性区范围及发展过程，还可以与土流变学相结合求得各参数的时间效应。最重要的一点，它适用于动态模拟计算，通过动态计算模型，按照施工过程对支护结构进行逐次分析，预测支护结构在施工过程中的性状[5,6]。
总的来说，常规设计方法仍然是目前工程中支护结构设计的主要方法，但需对它存在的问题加以研究改进，发展有限元方法使之实用化、系统化，成为支护结构计算机辅助设计软件，供设计与施工管理采用。从原理上说，常规方法存在的问题在有限元方法中都可不同程度地得到解决。除了数值分析方法本身的问题以外，用有限元方法的关键是正确选用计算模型和设计参数；另一个需要研究的问题是安全系数的定义及如何与常规设计的安全系数相匹配。如果后一个问题不解决，有限元方法仍然只停留在辅助手段的水平上而不能成为一种可供应用的工程设计方法。
3.工程实例
3.1 工程地质情况：
该工程地下室2 层， 基坑深8m， 宽101m, 西边长324m, 东边长284m,基坑面积为30700m2。本工程的地质情况为：
（1）人工填土及残积层，其包括：
①杂填土层，厚1～3m,松散，含水量较高；
②淤泥层，厚1～4m，松散，含水量较高；
③细砂、中砂层，厚2～13m,松散，含水量较高；
④粉质粘土层，厚7～11m，上部可塑，向下逐渐变化为硬塑。
（2）基岩：岩性主要为内夹方解石脉粉质泥岩，其分为：
①强风化带：岩质近土状，岩体较碎，厚度为5～12m，岩层面深度在18～25m 之间。
②中风化带：岩质较坚硬，但裂隙较发育，厚度为1.5～7.5m，岩层面深度在20～32m 之间，单轴抗压强度平均为5MPa。
③微风化带：岩质坚硬，但裂隙发育，岩层面深度在25～39m 之间，单轴抗压强度平均为6.5MPa。地下水埋深为0.8～1.2m。本工程场地南北二区的地质差异较大，南区岩面高，淤泥及细砂层较薄，粘土层以硬塑粘土为主，北区则岩面低，淤泥及细砂层较厚。
3.2 方案的选择
若不加设支撑，支护墙体的水平位移较大，而本工程基坑开挖深度较深，因此，选用何种支撑形式与支撑类型成为本工程的关键所在。因为地下水位较高，要考虑止水，所以加设一道止水帷幕。
3.2.1 方案初选
深基坑工程通常采用钢筋混凝土支撑体系，其特点如下：钢筋混凝土支撑能充分发挥混凝土的刚度大和变形小的特征，采用钢筋混凝土支撑可以加快土方挖运速度、降低工程造价，并且可以不受周边场地不足的限制。因此，本工程初选支撑方案为加设二道钢筋混凝土内支撑。
方案一：采用钢筋混凝土内支撑。第一道钢筋混凝土支撑的对撑梁以及角撑梁截面均为500×700，联系梁及八字撑均为400×600。第二道钢筋混凝土支撑的对撑梁以及角撑梁截面为600×800，联系梁及八字撑均为400×600。第一、二道钢筋混凝土内支撑形式。支撑形式同图示。
方案二：采用钢筋混凝土支撑。第一道内支撑与第二、三道内支撑均为钢筋混凝土内支撑。第一、二道钢筋混凝土支撑的对撑梁以及角撑梁截面均为500×700，联系梁及八字撑均为400×600。第三道钢筋混凝土支撑的对撑梁以及角撑梁截面为600×800，内支撑联系梁、八字撑均为400×600。设置二道支撑，支护桩内力与变形较大，因而局部设置三道支撑，既可满足该基坑支护的要求， 又能保证支护桩变形在控制范围之内，防止靠近基坑房屋因基坑开挖而开裂或沉降。
3.2.2 方案优化选择
本工程基坑开挖较深，周围环境复杂，安全可靠度是首要设计因素，同时，必须考虑施工工期。
相比之下，钢支撑具有缩短施工工期的特点，为了加快施工进度，考虑第一道支撑采用钢结构支撑。
方案三如下：局部采用钢管支撑，其余采用钢筋混凝土支撑。第一道内支撑为钢支撑。第二、三道为钢筋混凝土内支撑。第一道钢结构对撑梁，联系梁、八字撑均为单根工字钢25b。第二道钢筋混凝土支撑的对撑梁以及角撑梁截面均为500×700，联系梁及八字撑均为400×600。第三道钢筋混凝土支撑的对撑梁和角撑梁均采用钢筋混凝土截面600×800，内支撑联系梁、八字撑均为400×600。
综上所述，第二、三种支撑方案优于第一种支撑方案，而采用第三种支撑方案对于控制支护结构位移、加快施工进度具有重要的作用。
【关键词】深基坑；支护设计；探讨
随着我国经济建设的迅速发展，城市建设步伐也在不断加快，伴随而来的是城市建设用地日益减少，现在已受到政府和社会各界的广泛关注。目前，城市建设的发展越来越重视地下空间的开发和利用，高层建筑地下结构越来越深，坡度越来越陡，并且很多深基坑边坡紧邻现有建筑物，由此而引发诸多的环境岩土工程问题及工程事故，不仅危及工程安全，造成巨大的人员伤亡和经济损失而且影响城市道路交通、供电供气、通讯等，引起社会不安。因此，深基坑的支护设计与施工成为了高层建筑突显的一个技术热点和难点。
1、深基坑工程现状分析
1.1、深基坑设计在城市发展中变得越来越重要
近年来，城市中的建筑密度随着城市现代化的推进而增大，随着高层建筑的不断兴建，深基坑开挖支护问题日益突出，地下空间的利用也变得尤为重要。地铁，是一个城市更进一步的标志性宏伟工程。如今无锡也加入到了地铁的新建中，想要在如此多的高楼大厦中打通时空的便捷的地下通道，不得不为此接受严峻的考验。
1.2、基坑越挖越深
住宅楼旁边“见缝插针”建高楼，开挖的深基坑令不少居民担心已有建筑的安全问题。基坑越挖越深，面积也越来越大，最深的为地下三层，面积达到10万平方米以上。或为了使用方便，或因为地皮昂贵，或为了符合城管规定及人防需要，建筑投资者不得不向地下发展。现在在大城市、沿海地区尤其是特区，地下3～4层已很寻常，5～6层也有。因此基坑深度多在10～16m间，在20m左右的也为数不少。因而深基坑开挖支护及对邻近建筑、道路及设施的影响日益为工程师们所关注，研究开发出许多好的措施。但是基坑开挖深度越来越深，开挖环境日益复杂，设计及施工人员经常遇到新的问题及新的挑战，从而使基坑工程的成功率降低。事故发生率更高。
1.3、基坑周围环境复杂
随着城市化的发展，对深基坑的设计支护要求越来越高，有些在重要高层和超高层建筑集中在人口稠密、建筑物密集的地方，并紧靠重要市政公路。而此处原有建筑结构陈旧，地上与地下管线密布。因此，对于专业人员的技术要求也更高，基坑开挖不仅要保证基坑本身的稳定，也要保证周围的建筑物和构筑物不受破坏。
1.4、基坑支护方法众多
诸如人工挖孔桩，预制桩，深层搅拌桩，钢板桩，地下连续墙，内支撑，各种桩、板、墙、管、撑同锚杆联合支护，此外还有锚钉墙等。
1.5、基坑工程的风险性大
基坑工程的成功率较低，一旦基坑支护失效，常造成邻近房屋、地下管线及道路的开裂，引发工程纠纷，甚至出现严重的破坏，造成重大的经济损失及人员的伤亡。
2、深基坑支护设计中存在的问题探讨
2.1、支护结构设计中土体的物理力学参数选择不当
深基坑支护结构所承担的土压力大小直接影响其安全度，但由于地质情况多变且十分复杂，要精确地计算土压力目前还十分困难，至今仍在采用库伦公式或朗肯公式。关于土体物理参数的选择是一个非常复杂的问题，尤其是在深基坑开挖后，含水率、内摩擦角和粘聚力三个参数是可变值，很难准确计算出支护结构的实际受力。在深基坑支护结构设计中，如果对地基土体的物理力学参数取值不准，将对设计的结果产生很大影响。土力学试验数据表明：内磨擦角值相差5°，其产生的主动土压力不同；原土体的内凝聚力与开挖后土体的内凝聚力，则差别更大。施工工艺和支护结构形式不同，对土体的物理力学参数的选择也有很大影响。
2.2、基坑土体的取样具有不完全性
在深基坑支护结构设计之前，必须对地基土层进行取样分析，以取得土体比较合理的物理力学指标，为支护结构的设计提拱可靠的依据。一般在深基坑开挖区域内，按国家规范的要求进行钻探取样。为减少勘探的工作量和降低工程造价，不可能钻孔过多。因此，所取得的土样具有一定的随机性和不完全性。但是，地质构造是极其复杂、多变的、取得的土样不可能全面反映土层的真实性。因此，支护结构的设计也就不一定完全符合实际的地质情况。
2.3、基坑开挖存在的空间效应考虑不周
大量的实测资料表明：基坑周边向基坑内发生的水平位移是中间大两边小。深基坑边坡的失稳，常常以长边的居中位置发生。说明深基坑开挖是一个空间问题。传统的深基坑支护结构的设计是按平面应变问题处理的。对一些细长条基坑来讲，这种平面应变假设是比较符合实际的，而对近似方形或长方形深基坑则差别比较大。所以，在未进行空间问题处理前而按平面应变假设设计时，支护结构要适当进行调整，以适应开挖空间效应的要求。
2.4、支护结构设计计算与实际受力不符
目前，深基坑支护结构的设计计算仍基于极限平衡理论，但支护结构的实际受力并不那么简单。工程实践证明，有的支护结构按极限平衡理论设计计算的安全系数，从理论上讲是绝对安全的，但有时却发生破坏；有的支护结构安全系数虽然比较小，甚至达不到规范的要求，但在实际工程中却满足要求。极限平衡理论是深基坑支护结构的一种静态设计，而实际上开挖后的土体是一种动态平衡状态，也是一个土体逐渐松弛的过程，随着时间的增长，土体强度逐渐下降，并产生一定的变形。所以，在设计中必须充分考虑到这一点。
3、深基坑支护设计应做到以下几点
（1）充分利用新技术、新理念，具体事物具体分析，不要生搬硬套传统的设计理念。在现今的深基坑支护结构的设计领域，还没有公认的、权威的的计算公式，基本上都是摸着石头过河。深基坑支护结构的设计要区别其他设计领域，要改变传统观念，利用施工监测反馈动的态信息指引设计体系。
（2）重视支护结构理论和材料的试验研究，实践是检验真理的唯一标准。正确的理论必须建立在大量试验研究的基础之上。在深基坑支护结构的实验方面，我国与发达国家有较大距离，还有大量的路要走。不过，我国由于经济的飞速发展，大量高层超高层建筑拔地而起，所以积累了拥有大量的第一手施工数据，但缺少科学的测试数据，无法形成理论，我们以后一定要重视。
（3）勇于创新，设计支护结构时，开拓思路，多进行新的尝试。在施工中深基坑支护结构各元素往往是相互结合的，各结构相互结合，这就要求我们从全局出发，寻求新的设计思路，探索更好的计算方法。
4、结语：
建筑基坑的开挖与支护结构是一个系统工程，设计工程地址、水文地质、工程结构、建筑材料等。支护结构又是由若干具有独立功能的体系组成的整体。因此，无论是结构设计还是施工组织设计都应从整体出发，将各部分协调好，才能保证它的安全可靠、经济合理。
参考文献：
【关键词】高层建筑；深基坑;支护；设计
一、工程概述及周边环境条件
1、工程概况
本项目南北长109.00m,东西宽39.60～46.00m,大致呈梯形,主楼19层和裙楼7层。框剪结构,基础类型拟采用独立基础或条基。由于受已有道路、建筑的限制,土方的开挖放坡较小,需采用近似垂直开挖,为保证基础施工的安全,需采用基坑支护。
二、基坑支护设计方案
按照设计原则及设计依据,考虑工程现场条件和地质情况及需要着重解决的问题,本工程可采用的支护方式有:(1)桩锚联合支护;(2)超前微型桩复合土钉墙支护;(3)土钉墙支护。
1、桩锚联合支护
基坑东侧边坡分一级开挖,深度9.5m,建筑物距基坑口距离约9.0m,基础埋深较浅,且在建筑物与坑口间有一条水泥混凝土道路通过,存在有活荷载作用,边坡安全性要求较高。由于受环境条件的限制,基坑采用垂直开挖,边坡设置桩锚支护,桩间喷射厚10cm的C20砼面层。
基坑南侧与东侧有着相似的环境条件,支护结构可按东侧执行。
2、护坡桩
（1）护坡桩布置
在基坑开挖线外侧0.6m位置处的坡顶布置φ600mm钢筋砼桩1排,单桩长度24.53m,间距1.2m。桩顶设计标高+0.50m(自然地面),钢筋笼采用通长配筋,主筋为15φ25HRB335钢筋,加强箍筋按φ14@2000沿笼长均布,螺旋筋按10@150设置,钢筋笼主筋保护层50mm。
（2）护坡桩施工技术要点
①钻进成孔时控制好桩长、桩径、垂直度,桩体垂直度偏差≯1%,桩位偏差≯50mm。②在钻孔过程中和成孔后均应不断置换泥浆进行清孔,清孔完毕立即进行成孔质量检查验收,对每根桩的孔位、孔深、孔径和沉渣应及时检查,填写施工记录,桩径允许偏差≤30mm,泥浆密度应为1.05～1.10kg/L。检查成孔质量合格后,应尽快安装钢筋笼、浇注水下混凝土。
（3）混凝土灌注
①保证灌注过程机械性能可靠,钢筋笼与桩孔中心基本重合。
②导管使用前必须认真检查导管的密封性能及同心度,并检查导管连接的可靠性。
③导管下入孔中后需测量孔底沉渣和泥浆密度,若未达到要求须进行清孔。灌注砼前用导管进行二次清孔,使孔底沉渣控制在现行规范要求以内。
3、预应力锚杆
（1）预应力锚杆布设，详见表1
（2）预应力锚杆施工工艺要求
①预应力锚杆参数
锚杆是一种受拉结构体系,其设计参数按其所用材料与其受力状况进行确定,详见表1。
②预应力锚杆施工技术要求
锚杆水平向孔距偏差≯50mm,垂直方向孔距误差≯100mm。锚杆孔深不应小于设计孔深,也不应大于设计长度的1%。
钻孔底部的偏斜尺寸不应大于锚杆的3%,可用钻孔测斜仪控制钻孔方向。
③预应力锚杆注浆技术要求
注浆浆液采用水灰比为0.4～0.5的水泥浆,水泥采用P.O32.5级普通硅酸盐水泥,必要时可加入一定量的外加剂和掺合料。
注浆采用二次注浆技术,第一次注浆后6～8h内通过注浆管进行二次劈裂注浆。
在注浆压力过高、注浆量达到设计要求的情况下可以停止注浆,注浆作业开始和中途停止时间较长,在作业时宜用水或稀浆冲洗注浆泵和注浆管道。
浆体硬化不能充满锚固体时应进行补浆,保证锚杆体质量。
④预应力锚杆张拉技术要求根据开挖时基坑的实测变形情况对预应力锚杆的张拉和锁定进行动态信息控制,锚杆的张拉与锁定符合以下要求:锚固段强度>18MPa并达到设计强度的90%后方可进行张拉工作;锚杆张拉顺序应考虑对邻近建筑物和锚杆的影响;预应力锚杆张拉至设计张拉值的0.9～1.0倍以后,再按要求进行锁定;锚杆张拉控制应力不应超过锚杆体强度值的0.85倍。
4、土钉墙支护
基坑西侧与北侧边坡开挖分2级进行,深度分别为5.0、9.5m。坡顶距开挖线外缘1.5m处布置摩擦锚杆1排,长度2.0m,间距1.5m。坡面布置支护土钉6排,水平间距2.0m,垂直间距1.5m,呈梅花形布置,倾角15°,孔径100mm,配筋采用φ16～22mm的HRB335型号钢筋制作。
(1)布筋网。分布筋φ8@150mm×150mm,加强筋φ12@1500mm×1500mm纵横布置。
(2)土钉墙设计参数。按照有关基坑支护规范和技术规程创建工程地质数值模型,利用理正软件对2个支护剖面的支护结构进行内部稳定性、外部整体稳定性、抗倾覆稳定性等进行数值模拟计算,综合确定支护土钉的设计参数。
(3)土钉成孔要求。采用锚杆机或人工洛阳铲成孔,成孔直径100mm,孔深宜大于设计孔深100mm,成孔角度13°～15°。土方开挖与支护分层分段进行,每层开挖深度≯1.7m,每段开挖长度≯25m。
(4)土钉制作安装要求。土钉配置钢筋采用直径φ12～28mm的HRB335型号钢筋制作,施工前现场取样进行材料复试检测。土钉杆体应沿土钉轴线方向每间隔2m设置一个居中支架,以保证土钉体质量,居中支架采用φ8mmR235型钢筋制作,并将用作居中支架的钢筋两段弯曲成弧形,与土钉钢筋有效焊接。
(5)注浆要求。根据本工程条件注浆采用水泥浆,水泥采用P.O32.5级普通硅酸盐水泥。水泥浆液水灰比为0.4～0.55。注浆应从孔底开始灌注,当孔口有浆液流出并加压稳定后,方可停止注浆。
(6)编扎钢筋网。钢筋网片采用φ8mm钢筋调直,按双向间距为150mm编扎。搭接长度≮200mm,或采用焊接,并随坡就平铺设。铺好后,应在其上面点焊,使土钉、钢筋网、加强筋连成一体。
(7)喷射混凝土面层。喷射混凝土的面层强度为C20,喷射混凝土采用P.O32.5级普通硅酸盐水泥。配合比一般采用水泥∶砂∶碎石质量比为1∶2∶2,水灰比为0.4～0.5,具体参数值由现场确定。喷射混凝土面层厚度100mm,分两层喷射。
(8)防排水措施。防排水对基坑安全非常重要,一旦有水侵入基坑周围,将改变坑壁地基土的力学性质及土的受力特征,基坑施工时要求截断所有通往基坑的水源。挂网喷护面层设置排水口,分别在4m和9m处设2排排水口。
三、施工中应急措施
考虑到基坑工程的特殊性,施工中要采取以下措施:
(1)保证坡面按设计放坡率放坡,禁止超挖,基坑开挖时分层分段进行,最下层土方开挖时要分段预留土墩,保证基坑安全;
(2)施工中加强基坑及周边环境变形观测工作,发现异常及时进行设计变更,以确保基坑安全。
四、结语
1、土方开挖与边坡支护同步进行,缩短了工期。
【关键词】：深基坑；中心岛开挖；排桩；抛撑
【 abstract 】 : combined with a housing project deep foundation pit engineering, this paper introduces in soft soil area construction is convenient to the row pile (bored piles) + concrete supporting cast, and the center of the excavation and supporting the island form construction method, think the support system have the enough strength, stiffness and stability, and achieved good economic benefit.
【 keywords 】 : deep foundation pit; Center island excavation; Row pile; Supporting cast
中图分类号：TV551.4文献标识码：A 文章编号：
1工程概况
某住宅工程位于绍兴县柯桥中心区，项目总用地面积37996㎡，建设用地面积14102㎡，建筑占地面积12006㎡，总建筑面积93495㎡，地下一层，由4幢酒店式公寓、16幢2～4层的商业及会所组成，地下设有南北各一个一层整体地下室（分别为1# 地下室建筑面积12171㎡、2#地下室建筑面积15166㎡）。目前2#地下室已施工完毕以进入主体结构的施工。
结构±0.000相当于绝对标高5.800m,场地内自然地面相对标高为-0.940～-0.475m，一般为-0.60，基坑大面挖深为5.2m，局部电梯井深坑挖深-8.55m，属深基坑。
1.1周边环境
该场地地貌属杭州湾南岸萧山—绍兴平原地貌，场地北侧紧邻群贤路，东侧紧邻湖西路，西侧为金柯桥大道，1#地下室和2#地下室之间为湖面。基坑周边道路交通繁忙，对交通组织要求高，另周边还分布有多条公共事业市政管线，其中，煤气、高压电力等重要管线距离基坑最近处仅2m。
1.2工程地质水文情况
本基坑开挖深度范围土层主要为粉质粘土、粘质粉土、淤泥质土，基坑影响的（1）～（3）号土层土质为松散～中软土层，基坑开挖时坑壁易失稳。本场地地下水位埋藏较浅，地下水埋深为0.6～1.50m。
2基坑原设计方案
1#基坑北侧及东侧、2#基坑南侧及东侧基坑支护设计拟采用SMW工法+钢管抛撑支护形式，西侧有较宽阔的绿化带，采用土钉墙支护。坑中坑采取水泥土重力式挡墙支护。
SMW工法采用三轴搅拌桩机，单钻头直径650mm，三轴桩中心距2x450mm，搅拌桩内插入500×200×10×16型钢。抛撑采用φ426×12、609×12钢管。
土钉采用48×3.0钢管，钢管从离坑壁2m处沿管长设φ8@500注浆孔，坡面采用钢筋网片Φ6.5@200×200喷100厚C20混凝土护坡。
目前2#地下室已施工完毕正在进行主体结构的施工，考虑到2#地下室SMW工法桩+钢管抛撑的支护形式施工过程中基坑变形较大，特将1#地下室由SMW工法桩+钢管抛撑的支护形式设计变更为钻孔灌注桩+钢筋混凝土抛撑的支护形式。
3基坑围护设计优化
在支撑体系中，围檩的刚度对整个支撑结构的刚度影响很大，但目前普遍存在对型钢围檩制作不规范、认识不足的现象，造成了一些因围檩失稳引起的基坑事故。因此设计、施工单位都必须高度重视这个问题。
考虑到基坑变形控制要求较高及2#地下室SMW工法桩+钢管抛撑的支护形式施工过程中出现基坑变形较大等因素，根据掌握的基坑施工经验，选用混凝土抛撑能有效地控制基坑变形，对基坑施工的安全性能起到重大作用。
对原有SMW工法桩+钢管抛撑的支护形式基坑剖面设计为排桩（钻孔灌注桩）+混凝土抛撑的支护形式，土钉墙支护设计剖面不变。特将1#基坑东侧、北侧采用φ700@1100钻孔灌注桩作为排桩结合500×800钢筋混凝土抛撑的支护形式。
4基坑施工
按照“时空效应”理论，以“分层、分块、对称、平衡、限时”的原则，依次开挖，将“大坑化为小坑”进行挖土施工，待中心岛土方开挖完毕，立即施工该区域内的钢筋混凝土底板及抛撑，各分块严格按挖土方案工序流水施工，每块的无抛撑暴露时间严格控制，从挖土开始到支撑浇捣，控制在48h内完成。
4.1施工流程
场地平整测量放线放坡开挖土方至压顶梁坡面加固以及压顶梁施工压顶梁养护达到设计强度中心岛土方分块分层开挖至坑底标高中心岛底板及抛撑施工中心岛底板及抛撑养护达到设计强度开挖抛撑下三角土。
4.2 施工要点
根据基坑支护设计方案及底板后浇带设置情况，整个基坑土方开挖按三个阶段、7个区块进行施工。
5.4.1第一阶段土方开挖
本阶段共分二次开挖，考虑到第二次土方要留设中心岛，第一次土方开挖采用开槽退挖，开挖标高-1.050m～-2.800m，开槽宽度8.0m左右为压顶梁施工提供操作面，每个区段内土方开挖完毕立即施工混凝土护坡及压顶梁；第二次开挖中心岛土方至-2.800标高，为大面开挖。
5.4.2第二阶段土方开挖
本阶段为中心岛土方开挖（共分两次开挖），当压顶梁混凝土达到设计强度80%以上时开始开挖中心岛土方。保留三角土区域土方及穿越2、5、6区块的临时道路，其余分两次开挖至坑底。挖至设计标高后及时跟进施工底板。
5.4.3第三阶段土方开挖
本阶段为三角土开挖。待钢筋混凝土抛撑施工完毕并达强度到80%后，开挖钢筋混凝土抛撑下方的三角留土，所有三角留土通过多台挖机驳运至中间出土通道装土外运，底板上出土道路铺路基板并避开框架柱及墙板插筋。周边三角土区域底板应分块浇筑，减小围护位移。
5.4.4混凝土抛撑施工
（1）对坑边留置土开槽进行抛撑施工，控制坡度和标高，先根据混凝土抛撑坡向标高开挖沟槽，标出混凝土抛撑的中心灰线，再进行抛撑处的土方开挖及垫层施工。
（2）抛撑钢筋放样、绑扎等施工应精确，切实做好抛撑钢筋的绑扎及支模，确保基坑支护结构的整体稳定，其抛撑定位时，须全部避开格构柱、结构柱，以便地下室结构顺利施工。
（3）在中心岛底板及与底板相接处（中心岛底板外边）抛撑牛腿支墩混凝土浇筑完成，养护至设计强度75%后，进行抛撑混凝土的浇筑。
5基坑监测
5.1监测项目
基坑监测主要项目：
（1）深层土体水平位移监测：在基坑靠近围护结构的位置，共设置6只深层土体水平位移监测孔，测斜孔深度为22m。
（2）支撑轴力观测：在基坑支撑体系的抛撑布设6组轴力监测点，主要观测支撑体系在深基坑开挖过程中的支撑应力随时间和工况的变化情况。
（3）围护结构顶及道路人行道水平垂直位移观测：在基坑四周大道靠近基坑的人行道上级围护结构顶设若干个观测点，以监测其随基坑开挖变化的情况。
5.2监测工期频率及警戒值
（1）监测工期：从开挖前一周进场埋设测点至斜抛撑拆除，且监测数据稳定或结构做到±0.000。
（2）监测频率：按围护设计方案，根据挖土的进展速度及基坑的变形情况来定。基坑开挖阶段每天监测1次，在基坑开挖接近坑底，如遇超警戒值或变化速度的异常情况应加强观测次数，必要时每天2次或更多。拆撑期间加密监测频率。
（3）监测警戒值：土体测斜孔最大水平位移和沉降警戒值为40mm，水平位移和沉降速度警戒值一般取大于3mm/d。
4.3监测数据
表1 深层土体水平位移监测情况
表2 支撑轴力监测情况
表1、表2的监测数据显示：水平位移随着挖土施工进度增长较快，日平均变化率约为+1.0mm，特别是CX2、CX4、CX5等孔在开挖三角土期间日增量的最大值为10mm，水平位移总量超过设计警戒值，但水平位移速率一直未超过。分析其原因主要是混凝土抛撑、中心岛底板、压顶梁达到设计强度需要时间，从而增加了总的水平位移量。支撑轴力在基坑开挖过程中监测一直相对稳定，未超过设计值要求值。
6结语
采用排桩（钻孔灌注桩）+混凝土抛撑支护形式，结合中心岛开挖的施工方法，在本工程中取得了良好的效果，也带来了较好的经济效益；而且还方便了施工，节省了工期，更节约了施工成本。
【参考文献】
［1］GB5O010-2010，混凝土结构设计规范[S]．北京：中国建筑工业出版社，2010.
［2］唐孟雄，陈如桂，陈伟. 深基坑工程变形控制[M].北京：中国建筑工业出版社，2006.
［3］JGJ120-99，建筑基坑支护技术规程[S].北京：中国标准出版社，1999.
［4］龚晓南，高有潮. 深基坑工程设计施工手册[M]. 北京：中国建筑工业出版社，1998.
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