城市中几项深基坑支护方法

城市中深基坑支护技术的研究指导老师：

一、前言城市地下空间开发和高层建筑的建设，产生了大量深基坑工程，其规模和深度不断增加。城市中的深基坑工程一般都处在密集的建筑群中，施工场地狭窄，有些工程的基础紧邻已有建筑物或构筑物的基础。这种环境中的深基坑工程，如果应用现有基坑工程的设计理论(强度控制设计)和常规施工技术已经难以满足保护基坑周围环境的要求，甚至会引发工程事故，给国家造成重大的损失。案例一

2005年某工程项目中深基坑倒塌事故。据了解，该基坑深达15m，因施工方选用支护措施不当而导致基坑倒塌。幸好事发晚上8时，工人已下班，未造成人员伤亡。案例二2009年，合肥市“安徽饭店”综合改造工程项目中开挖的17m深基坑已造成对邻边建筑的不良影响。图示楼房为合肥市梅山路18号的白鹭苑C座，距离“安徽饭店”综合改造项目基坑13.5m。“安徽饭店”基坑开挖过程中，白鹭苑C座出现沉降。白鹭苑C座距离深基坑最近处沉降观测点-26.48mm，最远处-1.64mm，整体倾斜率1.12‰。案例三2010年3月19日13时35分，位于青海省西宁市商业巷南市场的佳豪广场4号楼施工现场发生基坑坍塌事故，造成八人死亡。经初步判断，这起事故是由施工单位采用不当的基坑支护技术造成的。二、研究对象由以上三个案例可以看出，基坑支护措施采取不当会给工程项目造成重大损失，如何安全、合理地选择合适的支护结构并根据深基坑工程的特点进行科学的设计是深基坑工程要解决的主要内容。虽然近年来许多学者和工程技术人员已经在深基坑工程设计的变形控制方面作了很多研究，但在寻找深基坑开挖过程中有关结构变形基坑支护、周围地层位移和近临建筑物变形三者之间关系的规律方面仍然存在很多要解决的问题。三、研究内容基于以上情况，本课题就基坑支护结构、周围地层及相邻建筑物放在一个系统中进行研究。在研究中，我们需要对多种深基坑支护技术进行研究、分析、总结以探寻它们的使用对周围地层及相邻建筑物的不同影响，并总结出它自身的优缺点。下面是几种常见的基坑支护技术：1、深层搅拌桩支护它是利用水泥、石灰等材料作为固化剂通过深层搅拌机械，将软土和固化剂(浆液或粉体)强制搅拌，利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理化学反应，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的桩体(水泥土搅拌桩)，利用搅拌桩作为基坑的支护结构。水泥搅拌桩适宜于各种成因的饱和粘性土，包括淤泥、淤泥质土、粘土和粉质粘土等，加固深度可从数米至50～60m。由于其抗拉强度远小于抗压强度，故常适用于基坑深度不大(5～7m)、可采用重力式挡墙结构形式的基坑。这种支护结构防水性能好，可不设支撑，基坑能在开敞的条件下开挖，具有较好的经济效益。2、排桩支护排桩包括钢板桩、钢筋混凝土板桩及钻孔灌注桩、人工挖孔桩等，其支护形式包括：①柱列式排桩支护：当边坡土质较好、地下水位较低时，可利用土拱作用，以稀疏的钻孔灌注桩或挖孔桩作为支护结构；②连续排桩支护：在软土中常不能形成土拱，支护桩应连续密排，并在桩间做树根桩或注浆防水也可以采用钢板桩、钢筋混凝土板桩密排。③组合式排桩支护：在地下水位较高的软土地区，可采用钻孔灌注桩排桩与水泥搅拌桩防渗墙组合的形式。对于开挖深度小于6m的基坑，在无法采用重力式深层搅拌桩的情况下，可采用600mm密排钻孔桩，桩后用树根桩防护，也可采用打入预制混凝土板桩或钢板桩，板桩后注浆或加搅拌桩防渗，顶部设圈梁和支撑；对于开挖深度为6～10m的基坑，常采用800～1000mm的钻孔桩，后面加深层搅拌桩或注浆防水，并设置2～3道支撑；对于开挖深度大于10m的基坑，可采用地下连续墙加支撑的方法，也可采用800～1000mm大直径钻孔桩加深层搅拌桩防水，设置多道支撑。3、地下连续墙支护当在软土层中基坑开挖深度大于10m、周围相邻建筑或地下管线对沉降与位移要求较高时常采用地下连续墙作基坑的支护结构。地下连续墙具有如下优点：①墙体刚度大、整体性好，因而结构和地基变形较小，可用于超深的支护结构；②适用于各种地质条件，特别是遇到砂卵石地层或要求进入风化岩层时，钢板桩难于施工，可采用地下连续墙支护；③可减少工程施工时对环境的影响，但是造价高、对废浆液难于处理。4、土土钉钉墙墙支支护护土钉钉墙墙支支护护是是在在基基坑坑开开挖挖过过程程中中将将较较密密的的细细长长杆杆件件钉钉置置于于原原位位土土体体中中，，并并在在坡坡面面上上喷喷射射钢钢筋筋网网混混凝凝土土面面层层。。通通过过土土钉钉、、土土体体和和喷喷射射混混凝凝土土面面层层的的共共同同工工作作，，形形成成复复合合土土体体，，利利用用复复合合土土体体的的自自稳稳达达到到支支护护目目的的土土钉钉墙墙支支护护必必须须自自始始至至终终做做到到施施工工及及现现场场监监测测相相结结合合根根据据施施工工中中出出现现的的情情况况和和监监测测数数据据，，及及时时反反馈馈修修改改设设计计，，并并指指导导下下一一步步施施工工。。常常用用于于开开挖挖深深度度不不大大、、周周围围相相邻邻建建筑筑或或地地下下管管线线对对沉沉降降与与位位移移要要求求不不高高的的基基坑坑支支护护具具有有施施工工快快捷捷简简便便、、经经济济可可靠靠的的特特点点，，得得到到广广泛泛的的应应用用。。深基基坑坑工工程程支支护护技技术术虽虽取取得得了了不不少少成成功功的的经经验验，，但但仍仍存存在在一一些些问问题题。。深深基基坑坑工工程程支支护护施施工工过过程程中中常常常常存存在在的的问问题题主主要要有有以以下下几几种种：：1、土土层层开开挖挖和和边边坡坡支支护护不不配配套套常见见支支护护施施工工滞滞后后于于土土方方施施工工很很长长一一段段时时间间，，而而不不得得不不采采取取二二次次回回填填或或搭搭设设架架子子来来完完成成支支护护施施工工一一般般来来说说，，土土方方开开挖挖技技术术含含量量相相对对较较低低，，工工序序简简单单，，组组织织管管理理容容易易。。而而挡挡土土支支护护的的技技术术含含量量高高，，工工序序较较多多且且复复杂杂，，施施工工组组织织和和管管理理都都较较土土方方开开挖挖复复杂杂。。所所以以在在施施工工过过程程中中，，大大型型工工程程均均是是由由专专业业施施工工队队来来分分别别完完成成土土方方和和挡挡土土支支付付工工作作，，而而且且绝绝大大部部分分都都是是两两个个平平行行的的合合同同。。这这样样在在施施工工过过程程中中协协调调管管理理的的难难度度大大，，土土方方施施工工单单位位抢抢进进度度，，拖拖工工期期，，开开挖挖顺顺序序较较乱乱，，特特别别是是雨雨期期施施工工，，甚甚至至不不顾顾挡挡土土支支护护施施工工所所需需工工作作面面，，留留给给支支护护施施工工的的操操作作面面几几乎乎是是无无法法操操作作，，时时间间上上也也无无法法完完成成支支护护工工作作。。2、边边坡坡修修理理达达不不到到设设计计、、规规范范要要求求常存存在在超超挖挖和和欠欠挖挖现现象象一一般般深深基基础础在在开开挖挖时时均均使使用用机机械械开开挖挖、、人人工工简简单单修修坡坡后后即即开开始始挡挡土土支支护护的的砼砼初初喷喷工工序序。。而而在在实实际际开开挖挖时时，，由由于于施施工工管管理理人人员员不不到到位位，，技技术术交交底底不不充充分分，，分分层层分分段段开开挖挖高高度度不不一一，，挖挖机机械械操操作作手手的的操操作作水水平平等等因因素素的的影影响响，，使使机机械械开开挖挖后后的的边边坡坡表表面面平平整整度度，，顺顺直直度度极极不不规规则则，，而而人人工工修修理理时时不不可可能能深深度度挖挖掘掘，，只只能能就就机机挖挖表表面面作作平平整整度度修修整整，，在在没没有有严严格格检检查查验验收收就就开开始始初初喷喷，，故故出出现现挡挡土土支支付付后后出出现现超超挖挖和和欠欠挖挖现现象象。。3、成成孔孔注注浆浆不不到到位位、、土土钉钉或或锚锚杆杆受受力力达达不不到到设设计计要要求求深基基坑坑支支护护所所用用土土钉钉或或锚锚杆杆钻钻孔孔直直径径为为100～150的钻钻杆杆成成孔孔，，孔孔深深少少则则五五、、六六米米，，深深则则十十几几米米，，甚甚至至二二十十多多米米，，钻钻孔孔所所穿穿过过的的土土层层质质量量也也各各不不相相同同，，钻钻孔孔如如果果不不认认真真研研究究土土体体情情况况，，往往往往造造成成出出渣渣不不尽尽，，残残渣渣沉沉积积而而影影响响注注浆浆，，有有的的甚甚至至成成孔孔困困难难、、孔孔洞洞坍坍塌塌，，无无法法插插筋筋和和注注浆浆。。再再者者注注浆浆时时配配料料随随意意性性大大、、注注浆浆管管不不插插到到位位、、注注浆浆压压力力不不够够等等而而造造成成注注浆浆长长度度不不足足、、充充盈盈度度不不够够，，而而使使土土钉钉或或锚锚杆杆的的抗抗拔拔力力达达不不到到设设计计要要求求，，影影响响工工程程质质量量，，甚甚至至要要做做再再次次处处理理。。还还有有一一些些其其他他的的原原因因，，比比如如施施工工过过程程与与设设计计的的差差异异太太大大、、工工程程监监理理不不到到位位、、施施工工监监测测不不力力等等。。四、、深深基基坑坑技技术术的的发发展展趋趋势势基坑坑向向着着大大深深度度、、大大面面积积方方向向发发展展，，周周边边环环境境更更加加复复杂杂，，深深基基坑坑开开挖挖与与支支护护的的难难度度愈愈来来愈愈大大。。因因此此，，从从工工期期和和造造价价的的角角度度看看两两墙墙合合一一的的逆逆作作法法将将是是今今后后发发展展的的主主要要方方向向。。但但逆逆作作法法施施工工受受桩桩承承载载力力的的限限制制很很大大，，采采用用逆逆作作法法时时不不能能采采用用一一柱柱一一桩桩，，而而是是一一柱柱多多桩桩，，增增加加了了成成本本和和施施工工难难度度。。如如何何提提高高单单桩桩承承载载力力，，降降低低沉沉降降，，减减少少中中柱柱桩桩(中间间支支承承柱柱)，达达到到一一柱柱一一桩桩，，使使上上部部结结构构施施工工速速度度可可以以放放开开限限制制，，从从而而加加快快进进度度，，缩缩短短总总工工期期，，这这将将成成为为今