許紅星 
摘要：隨著工程建設(shè)的不斷發(fā)展，基坑工程逐漸發(fā)展成為一名新的實(shí)踐工程學(xué)。不同的工程所采用的基坑支護(hù)形式有所不同，本文分析了工程中常見(jiàn)的支護(hù)類型及適用條件，結(jié)合工程實(shí)例，提出工程基坑支護(hù)的結(jié)構(gòu)選型。
關(guān)鍵詞：基坑支護(hù) 結(jié)構(gòu)選型 工程實(shí)例
基坑支護(hù)體系一般為施工過(guò)程中的臨時(shí)構(gòu)筑物，但卻在其中扮演十分重要的角色。基坑支護(hù)的選型應(yīng)該根據(jù)施工場(chǎng)地內(nèi)工程地質(zhì)條件，有利于挖土及地下室的建造，確保周邊建筑物、構(gòu)筑物和管線安全，另外還要綜合考慮工期、造價(jià)、施工難易程度等因素。
1基坑支護(hù)的類型及適用條件
（1）放坡開(kāi)挖。這類無(wú)支護(hù)措施下的基坑開(kāi)挖方法通常稱為放坡開(kāi)挖。 
適用于周圍場(chǎng)地開(kāi)闊，無(wú)重要建筑物，價(jià)錢最便宜，但回填土方較大。
（2）水泥土深層攪拌樁圍墻。
采用深層攪拌機(jī)就地將土和輸入的水泥漿強(qiáng)行攪拌，形成連續(xù)搭接的水泥土柱狀加固體擋墻。一般坑內(nèi)無(wú)支撐，便于機(jī)械快速挖土，是擋土、止水雙重功能較為經(jīng)濟(jì)，污染小。      
適用于處理淤泥，淤泥質(zhì)土，粉土和含水量較高且地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值不大于120kPa的粘性土等地基基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)，但位移相對(duì)較大，要在中間加墩或起拱，厚度較大，只有在紅線位置的周圍環(huán)境允許才能采用，施工十要注意影響周圍環(huán)境。
（3）高壓旋噴樁。
利用高壓通過(guò)旋轉(zhuǎn)的噴嘴將水泥漿噴入土層和土體混合形成水泥加固體，相互搭接，用來(lái)?yè)跬梁椭顾�。施工設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，機(jī)動(dòng)性強(qiáng)，占地少，機(jī)具震動(dòng)小，不會(huì)對(duì)周圍建筑物造成振動(dòng)或噪音。
適用于適用于處理淤泥、淤泥質(zhì)土、流塑、軟塑或可塑黏性土、粉土、砂土、黃土、素填土和碎石土等地基，可用于空間狹小處。
（4）鋼板樁。
是一種將鋼板樁用打樁機(jī)打（壓）入地基，使其互相連結(jié)成鋼板樁墻，用來(lái)?yè)跬梁蛽跛�，工程結(jié)束后可回收，可重復(fù)使用。常用的鋼板樁有槽鋼鋼板樁和“拉森”鋼板樁。槽鋼鋼板樁抗彎能力較弱,易滲水，多用于深度小于4米的較淺基坑或溝槽。“拉森”鋼板樁承載力強(qiáng)，自身結(jié)構(gòu)輕，且通過(guò)鎖口相互咬合，基本不透水，適用于地下水位較高的深基坑支護(hù)。
（5）鋼筋混凝土板樁。
鋼筋混凝土板樁具有施工簡(jiǎn)單、現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)周期短等特點(diǎn),曾在基坑中廣泛應(yīng)用,但由于鋼筋混凝土板樁的施打一般采用錘擊方法,振動(dòng)與噪音大,同時(shí)沉樁過(guò)程中擠土也較為嚴(yán)重,在城市工程中受到一定限制。此外,其制作一般在工廠預(yù)制,再運(yùn)至工地,成本較灌注樁等略高。但由于其截面形狀及配筋對(duì)板樁受力較為合理并且可根據(jù)需要設(shè)計(jì),目前已可制作厚度較大(如厚度達(dá)500mm 以上) 的板樁,并有液壓靜力沉樁設(shè)備,故在基坑工程中仍是支護(hù)板墻的一種使用形式。
（6）鉆孔灌注樁。
鉆孔灌注樁圍護(hù)墻是排樁式中應(yīng)用最多的一種,在我國(guó)得到廣泛的應(yīng)用。其多用于坑深7～15m 的基坑工程,在我國(guó)北方土質(zhì)較好地區(qū)已有8～9m 的臂樁圍護(hù)墻。鉆孔灌注樁支護(hù)墻體的特點(diǎn)有:施工時(shí)無(wú)振動(dòng)、無(wú)噪音等環(huán)境公害,無(wú)擠土現(xiàn)象,對(duì)周圍環(huán)境影響小;墻身強(qiáng)度高,剛度大,支護(hù)穩(wěn)定性好,變形小;當(dāng)工程樁也為灌注樁時(shí),可以同步施工,從而施工有利于組織、方便、工期短;樁間縫隙易造成水土流失,特別時(shí)在高水位軟粘土質(zhì)地區(qū),需根據(jù)工程條件采取注漿、水泥攪拌樁、旋噴樁等施工措施以解決擋水問(wèn)題;適用于軟粘土質(zhì)和砂土地區(qū),但是在砂礫層和卵石中施工困難應(yīng)該慎用;樁與樁之間主要通過(guò)樁頂冠梁和圍檁連成整體,因而相對(duì)整體性較差,當(dāng)在重要地區(qū),特殊工程及開(kāi)挖深度很大的基坑中應(yīng)用時(shí)需要特別慎重。
（7）地下連續(xù)墻。
通常連續(xù)墻的厚度為600mm、800mm、1000mm，也有厚達(dá)1200mm的，但較少使用。地下連續(xù)墻剛度大，止水效果好，是支護(hù)結(jié)構(gòu)中最強(qiáng)的支護(hù)型式，適用于地質(zhì)條件差和復(fù)雜，基坑深度大，周邊環(huán)境要求較高的基坑，但是造價(jià)較高，施工要求專用設(shè)備。
（8）土釘墻。
土釘墻是一種邊坡穩(wěn)定式的支護(hù),其作用與被動(dòng)的具備擋土作用的上述圍護(hù)墻不同,它是起主動(dòng)嵌固作用,增加邊坡的穩(wěn)定性,使基坑開(kāi)挖后坡面保持穩(wěn)定。土釘墻主要用于土質(zhì)較好地區(qū),我國(guó)華北和華東北部一帶應(yīng)用較多,目前我國(guó)南方地區(qū)亦有應(yīng)用,有的已用于坑深10m 以上的基坑,穩(wěn)定可靠、施工簡(jiǎn)便且工期短、效果較好、經(jīng)濟(jì)性好、在土質(zhì)較好地區(qū)應(yīng)積極推廣。
（9）SMW工法。
SMW工法亦稱勁性水泥土攪拌樁法,即在水泥土樁內(nèi)插入H 型鋼等(多數(shù)為H 型鋼,亦有插入拉森式鋼板樁、鋼管等) ,將承受荷載與防滲擋水結(jié)合起來(lái),使之成為同時(shí)具有受力與抗?jié)B兩種功能的支護(hù)結(jié)構(gòu)的圍護(hù)墻。SMW 支護(hù)結(jié)構(gòu)的支護(hù)特點(diǎn)主要為:施工時(shí)基本無(wú)噪音,對(duì)周圍環(huán)境影響小;結(jié)構(gòu)強(qiáng)度可靠,凡是適合應(yīng)用水泥土攪拌樁的場(chǎng)合都可使用,特別適合于以粘土和粉細(xì)砂為主的松軟地層;擋水防滲性能好,不必另設(shè)擋水帷幕;可以配合多道支撐應(yīng)用于較深的基坑;此工法在一定條件下可代替作為地下圍護(hù)的地下連續(xù)墻,在費(fèi)用上如果能夠采取一定施工措施成功回收H 型鋼等受拉材料;則大大低于地下連續(xù)墻,因而具有較大發(fā)展前景。
2工程實(shí)例
溫州高教園區(qū)某高校宿舍樓工程，位于溫州市區(qū)南部甌海區(qū)茶山鎮(zhèn)高教園區(qū)東面，剪力墻結(jié)構(gòu)，地上16層地下1層，基坑平面形狀近似Z字形，軸網(wǎng)長(zhǎng)寬尺寸為60.6m*55.6m，基坑挖深為4.200m,局部落深區(qū)挖深為5.700m~7.100m。根據(jù)《巖土工程勘察報(bào)告》本工程地質(zhì)情況概況如下：該土層主要為淤泥質(zhì)粘土，地下水屬于潛水型，水位受季節(jié)變化，大氣降水、人工地表排水等因素的影響，勘察期間測(cè)得穩(wěn)定地下水位埋深0.6~1.3米，水位標(biāo)高為2.25~3.22米（1985國(guó)家基準(zhǔn)）。年變化幅度約為2~3米。本場(chǎng)區(qū)環(huán)境類型為II類，表部雜填土屬?gòu)?qiáng)透水性，根據(jù)淺部土層滲透系數(shù)分析，本場(chǎng)地淤泥屬微弱透水性，淤泥中水平方向滲透性略大于豎向。
雜填土：雜色，由碎塊石混粘性土、砂礫及少量生活垃圾等組成，含少量腐植物。濕~飽和，松散~稍密，中~高壓縮性；僅場(chǎng)區(qū)西部有少量分布層0.2米~0.6米，層底埋深0.2~0.6米。
粘土：表部約30厘米為耕土。灰黃、灰褐色，含少量鐵錳質(zhì)氧化物、腐植物碎屑，可~軟塑，中~高壓縮性，層厚1.0~1.7米，層底埋深1.4~1.9米，全場(chǎng)分布。
31、、淤泥：青灰色，含少量粉細(xì)砂、腐植物碎屑、貝殼碎片，靠近頂面局部為淤泥質(zhì)粘土，具水平微層理構(gòu)造，流塑，高壓縮性，高靈敏度，層厚8.5~14.8米，層底埋深10.0米~16.5米，全場(chǎng)分布。
32、青灰色，含少量粉細(xì)砂、腐植物碎屑、貝殼碎片，靠近頂面局部為淤泥質(zhì)粘土，具水平微層理構(gòu)造，流塑，高壓縮性，高靈敏度，層厚0~8.7米，層底埋深16.5米~24.1米，主要分布于場(chǎng)區(qū)東部，西部大部分缺失。
41、粘土：灰黃、灰綠色，含少量腐植物、鐵錳質(zhì)氧化物，夾少量粉細(xì)砂，標(biāo)貫實(shí)例N值為6~8.5擊/30cm；可塑，中壓縮性。場(chǎng)區(qū)東部Z32、Z33、Z37、Z42孔缺失，其余孔均有分布，層厚2.3~6.1米，層底埋深16.1米~20.4米。
42、灰色，含少量腐植物碎屑夾薄層粉細(xì)砂，標(biāo)貫實(shí)例N值為4.5~5.5擊/30cm；軟塑，中~高壓縮性。場(chǎng)區(qū)東部Z37、Z42孔缺失，其余孔均有分布，層厚1.6~7.2米，層底埋深20.7米~24.6米。
土物理力學(xué)指標(biāo)如下表
編號(hào) 土名 平均厚度
（m） 重力密度
（kn/m3） 粘聚力
（kpa） 內(nèi)摩擦角
（度） 含水量
（%） 豎向滲透系數(shù)
（cm/s）
1 雜填土 0.36    
2 粘土 1.50 16.80 14.5 7.7 45.8 6.02 X10-6
31 淤泥 13.0 15.40 10.2 4.7 72.6 1.49 X10-6
32 淤泥 1.80 16.90   
41 粘土 3.16 18.7 11.1 5.1 34.1 2.23 X10-6
42 粘土 4.45 18.0 25.5 8.5 40.5 0.03 X10-6

現(xiàn)狀關(guān)系為：本工程西、南面為河道，距擬建建筑物最短距離為6.6m，北側(cè)為已建二層配電房，東側(cè)為已建17#、18#、19#學(xué)生宿舍樓，擬建建筑物距19#學(xué)生宿舍樓9.6m。本工程北側(cè)配電房及東側(cè)學(xué)生宿舍分布范圍內(nèi)，應(yīng)加強(qiáng)建筑物沉降監(jiān)測(cè)，西、南側(cè)注意基坑變形，保證基坑安全。
根據(jù)以上《巖土工程勘察報(bào)告》：本場(chǎng)區(qū)土層主要為淤泥質(zhì)粘土。一般來(lái)講，軟粘土地基中基坑工程主要側(cè)重處理支護(hù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，另外，由于場(chǎng)區(qū)兩面臨河，且富含地下水，應(yīng)處理好止水及降水問(wèn)題。
《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》（JGJ120—99），該基坑側(cè)壁安全等級(jí)為一級(jí)，支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)選擇排樁或地下連續(xù)墻。
場(chǎng)地狹小，四周建筑物距離較近。應(yīng)注意周圍建筑物不受影響，保證周圍和地下管線安全。
工期緊張，整個(gè)工程的難點(diǎn)主要為地下室基坑施工，為保證工期，地下室節(jié)頂節(jié)點(diǎn)為重中之重。
綜合以上四點(diǎn)因素，本工程最終采用的基坑支護(hù)形式為：鉆孔灌注樁+內(nèi)支撐的圍護(hù)形式，圍護(hù)樁外側(cè)采用雙頭水泥土攪拌樁做止水帷幕。采用這種基坑支護(hù)形式既能有效的保證基坑及周邊建筑物安全，提高支護(hù)體系的可靠性，又很好的解決了擋水和場(chǎng)地狹小的問(wèn)題。同時(shí)，由于該工程工程樁同為灌注樁，所以圍護(hù)樁和工程樁可同步施工，有些工程樁可兼做圍護(hù)樁，從而有利于施工的組織，可有效的縮短工期。
3總結(jié)
基坑支護(hù)的原則為安全、經(jīng)濟(jì)、便于施工，基坑安全不僅是指基坑自身的穩(wěn)定安全：保證基坑開(kāi)挖和地下室結(jié)構(gòu)施工安全，同時(shí)包括基坑周邊建筑物、地下管線的安全。針對(duì)不同項(xiàng)目的基坑選型，應(yīng)該做到因地制宜，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況出發(fā)，結(jié)合工程的特點(diǎn)，綜合考慮地質(zhì)條件、工期、造價(jià)、方便挖土及運(yùn)輸?shù)纫蛩�。本文分析了工程中常�?jiàn)的基坑類型及適用條件，并結(jié)合工程實(shí)例對(duì)基坑支護(hù)的原則及選型做了分析。基坑支護(hù)雖然是建筑工程中的一個(gè)臨時(shí)構(gòu)筑物，但卻是其中一個(gè)不可或缺且十分重要的部分，所以基坑支護(hù)選型時(shí)一定要從實(shí)際出發(fā)，從設(shè)計(jì)、施工兩方面保證基坑安全。總之，基坑支護(hù)的原則及選型是一個(gè)復(fù)雜和不斷改進(jìn)的工程，需要在今后做進(jìn)一步的探討與研究。