淺談不同基坑支護(hù)形式的對(duì)比分析

范正春, 邵金威

(中國(guó)水利水電第十工程局有限公司， 四川成都 610072)

1 鋼板樁支護(hù)

由帶鎖口或者鉗口的熱軋型鋼采用專用機(jī)械打入土體，把這種型鋼成一定規(guī)律的連接起來(lái)形成的支護(hù)結(jié)構(gòu)，鋼板樁的形式類似于U型鋼但比U型鋼寬和深，截面大致呈一個(gè)梯形形狀。

1.1 適用條件

適用于淤泥土、黏土、粉土、砂土等土層；鋼板樁支護(hù)一般應(yīng)用于深度不超過(guò)5m范圍的基坑支護(hù)，基坑開(kāi)挖深度大于5m時(shí)一般配合內(nèi)支撐體系形成組合式的支護(hù)結(jié)構(gòu)。

1.2 優(yōu)點(diǎn)

結(jié)構(gòu)本身具有較強(qiáng)剛度以及強(qiáng)度，因具有鎖口功能、型鋼與型鋼之間結(jié)合緊密水密性好，可以起到很好的防水作用；型鋼施工簡(jiǎn)便快捷，可以大幅縮短施工工期，可有效減少基坑土石方開(kāi)挖的工程量，有利于施工機(jī)械化作業(yè)和排水系統(tǒng)的實(shí)施；基坑支護(hù)在完成本身結(jié)構(gòu)功能以后可以拔出型鋼重復(fù)使用，達(dá)到節(jié)約鋼材等優(yōu)點(diǎn)。

1.3 缺點(diǎn)

需采用大量的特定鋼材，費(fèi)用較高，制作時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，需提前制作，機(jī)械打入過(guò)程中型鋼下部容易偏離軸線，且不易糾正；在打樁過(guò)程中，若遇下部有障礙物時(shí)，打樁工作無(wú)法完成，必須移除障礙物才能順利完成打樁作業(yè)。

2 地下連續(xù)墻

地下連續(xù)墻是基礎(chǔ)工程在地面上采用一種挖槽成孔，延著定位的軸線，在泥漿護(hù)壁條件下，開(kāi)挖出一條狹長(zhǎng)的深槽，在深槽清孔完成后將制作好的成品鋼筋籠放入槽內(nèi)，然后采用與灌注樁相同的水下混凝土澆筑法將混凝土澆筑完成，形成一個(gè)單元的槽段，依次依段施工完成，并在段與段之間采取防水加固措施后在地下形成一道連續(xù)的鋼筋混凝土墻壁。

2.1 適用條件

適用于基坑設(shè)計(jì)安全等級(jí)為一、二、三級(jí)的基坑支護(hù)工程；適用于基坑開(kāi)挖深度較大，通常與內(nèi)支撐系統(tǒng)共同形成組合式基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，一般用于基坑深度大于10m的支護(hù)結(jié)構(gòu)；軟弱地基或砂土地基需要支護(hù)的結(jié)構(gòu)；基坑周邊存在保護(hù)要求較高的建(構(gòu))筑物，需要支護(hù)結(jié)構(gòu)本身的變形和防水要求較高的支護(hù)工程；基坑內(nèi)部空間有限，支護(hù)結(jié)構(gòu)與用地紅線極近，采用其他支護(hù)形式無(wú)法滿足預(yù)留施工操作空間要求的支護(hù)工程；采用逆作法施工，地下水豐富且基坑內(nèi)部需要采取防水但防水措施或排水措施無(wú)法滿足要求時(shí)，可采用地下連續(xù)墻支護(hù)。

2.2 優(yōu)點(diǎn)

地下連續(xù)墻為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，其剛度較大，整體性好，配合內(nèi)支撐體系后，基坑開(kāi)挖過(guò)程中安全性能較高，支護(hù)結(jié)構(gòu)變形量較小，地下連續(xù)墻本身具有較強(qiáng)的抗?jié)B性，防水性能較好，基坑內(nèi)降排水時(shí)對(duì)基坑外圍地下水位影響較小，可作為地下室結(jié)構(gòu)外墻，從而達(dá)到節(jié)約成本的目的；可逆作法施工，土石方開(kāi)挖前即可是施工，總工期相對(duì)縮短，開(kāi)挖基坑時(shí)無(wú)需放坡，土石方開(kāi)挖量相對(duì)較小，無(wú)需單獨(dú)支模和養(yǎng)護(hù)，有利于總工期控制和成本控制。

2.3 缺點(diǎn)

連續(xù)墻段與段之間的接頭質(zhì)量較難控制，往往容易形成結(jié)構(gòu)的薄弱點(diǎn)；墻身雖可保證垂直度，但相對(duì)比較粗糙，需開(kāi)挖完成后再加工處理；地下連續(xù)墻的施工技術(shù)相對(duì)要求較高，無(wú)論是成槽控制、槽體施工、水下混凝土澆筑的質(zhì)量控制、槽段接頭連接、泥漿處理等控制難度較大；泥漿存儲(chǔ)和造漿場(chǎng)地占地面積較大，容易形成場(chǎng)地泥濘和泥漿污染，現(xiàn)場(chǎng)文明施工難度相對(duì)較大。

3 灌注樁排樁支護(hù)

采用鉆孔灌注樁、沖孔灌注樁或挖孔灌注樁按某種隊(duì)列形式組成的基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，一般頂部設(shè)置冠梁或設(shè)置圍囹，使灌注樁之間形成一個(gè)整體支護(hù)結(jié)構(gòu)。

3.1 適用條件

適用于基坑設(shè)計(jì)安全等級(jí)為一、二、三級(jí)的基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)；一般懸臂式排樁結(jié)構(gòu)，在軟弱土層中適用于基坑開(kāi)挖深度不大于5m的基坑支護(hù)；當(dāng)兩層和兩層以上地下室基坑支護(hù)設(shè)計(jì)中，多采用排樁與內(nèi)支撐體系組成的組合式基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，一般適用于基坑開(kāi)挖深度5～20m基坑工程。

3.2 優(yōu)點(diǎn)

可適用于不同的土層；樁長(zhǎng)可因地質(zhì)情況進(jìn)行更改，工程造價(jià)相對(duì)較低；樁身鋼筋混凝土強(qiáng)度高，剛性大，穩(wěn)定性好，變形小，可與工程樁同步施工，從而縮短了總工期；成孔根據(jù)土層及工期要求可選擇性較大。

3.3 缺點(diǎn)

工程造價(jià)相對(duì)較高，施工工期較長(zhǎng)，需等待樁身和內(nèi)支撐系統(tǒng)達(dá)到一定強(qiáng)度后才能進(jìn)行土石方開(kāi)挖，土石方開(kāi)挖需分層開(kāi)挖，樁間需做加固措施；樁間縫隙容易造成水土流失，特別是在高水位的砂土地區(qū)，需根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)土質(zhì)情況采取注漿、水泥攪拌樁、旋噴樁等止水措施，砂礫層或卵石層在基坑周邊應(yīng)適當(dāng)采取降水措施來(lái)控制水位。

4 放坡土釘墻支護(hù)

由天然土體通過(guò)機(jī)械修整后，就地用土釘進(jìn)行加固并采取噴射混凝土面板施工，形成一個(gè)類似于重力擋墻依靠自身重量來(lái)抵抗墻后的土壓力的支護(hù)形式。

4.1 適用條件

主要適用于土質(zhì)較好地層，基坑開(kāi)挖深度較淺、地下水位較低的基坑。

4.2 優(yōu)點(diǎn)

顯著提高邊坡穩(wěn)定性和邊坡承受貨載能力；工程造價(jià)相對(duì)較低；效果比較好；施工工藝簡(jiǎn)單，施工機(jī)械占用場(chǎng)地小，施工效率高，工期短；施工時(shí)噪音小，對(duì)環(huán)境影響小。

4.3 缺點(diǎn)

只能適用于有一定粘結(jié)性的雜填土、黏性土、粉土邊坡，不適用于松散砂土、軟塑、流塑黏性土以及有豐富地下水的邊坡；對(duì)于基坑周邊臨近有建筑物或道路等重要建筑物時(shí)不宜使用此支護(hù)形式。

5 復(fù)合土釘墻支護(hù)

將土釘墻與一種或幾種支護(hù)體系或截水體系有機(jī)結(jié)合形成的復(fù)合式支護(hù)結(jié)構(gòu)，它的主要構(gòu)成要素有：土釘、預(yù)應(yīng)力錨桿(錨索)、截水帷幕、微型樁、掛網(wǎng)噴射混凝土面層等。

5.1 適用條件

適用于開(kāi)挖深度不大于15m的基坑；適用于淤泥質(zhì)土、人工填土、砂性土、粉土、黏性土等土層，受場(chǎng)地限制需垂直開(kāi)挖區(qū)域。

5.2 優(yōu)點(diǎn)

結(jié)構(gòu)輕、柔性大，有良好的抗震性；施工設(shè)備相對(duì)簡(jiǎn)單，不需用單獨(dú)占用場(chǎng)地、工期短、效果好；工程造價(jià)相對(duì)較低。

5.3 缺點(diǎn)

基坑周邊具有地下管線或建筑物基礎(chǔ)時(shí)，施工時(shí)可能對(duì)其產(chǎn)生破壞，此區(qū)域應(yīng)慎重使用；永久性結(jié)構(gòu)中應(yīng)考慮預(yù)應(yīng)力錨桿(錨索)銹蝕等耐久性問(wèn)題；深基坑施工時(shí)土石方開(kāi)挖需分層開(kāi)挖，分層施工，預(yù)留操作平臺(tái)，施工工期相對(duì)較長(zhǎng)，需等待支護(hù)結(jié)構(gòu)達(dá)到一定強(qiáng)度后才能繼續(xù)開(kāi)挖。

6 重力式擋土墻

以擋土墻自身重力來(lái)維持擋土墻在土壓力作用下的邊坡穩(wěn)定的支護(hù)結(jié)構(gòu)。

6.1 適用條件

適用于地層穩(wěn)定、土石方開(kāi)挖時(shí)不會(huì)對(duì)相鄰建筑物產(chǎn)生破壞的地段。

6.2 優(yōu)點(diǎn)

就地取材、施工簡(jiǎn)便、工程造價(jià)低

6.3 缺點(diǎn)

體積大、重量大，對(duì)地層承載力要求較高；耗費(fèi)材料較多。

7 SMW工法支護(hù)

俗稱新型水泥土攪拌樁，即在水泥攪拌樁內(nèi)插入H型鋼等，使之成為同時(shí)具有剛性與抗?jié)B性兩種功能的支護(hù)結(jié)構(gòu)。

7.1 適用條件

適用于淤泥質(zhì)土、粉土、黏土、砂土、砂、礫、卵石等土層；對(duì)基坑有防水要求的工程。

7.2 優(yōu)點(diǎn)

施工土體擾動(dòng)較??；基本無(wú)泥漿污染，方便現(xiàn)場(chǎng)安全文明施工布置；施工機(jī)械振動(dòng)噪音小，可夜間進(jìn)行施工；成型后結(jié)構(gòu)止水性能較好，不必另設(shè)止水帷幕；可配合多道內(nèi)錨系統(tǒng)或支撐體系應(yīng)用于較深基坑；施工工期短；現(xiàn)場(chǎng)占用施工場(chǎng)地??；土石方開(kāi)挖量相對(duì)較??；支護(hù)結(jié)構(gòu)在完成使用功能后，采取一定措施H型鋼可回收再次利用，工程造價(jià)相對(duì)低等。

7.3 缺點(diǎn)

水泥土養(yǎng)護(hù)時(shí)間較長(zhǎng)；需連續(xù)進(jìn)行施工；H型鋼需在水泥攪拌土未完全硬化時(shí)插入。

8 放坡開(kāi)挖

8.1 適用條件

適用于場(chǎng)地開(kāi)闊，土層較好，周圍無(wú)重要建筑物(構(gòu)筑物)、無(wú)地下管線的工程；一般適用于開(kāi)挖深度不大于5m的基坑工程。

8.2 優(yōu)點(diǎn)

工程造價(jià)低，施工工序簡(jiǎn)單、進(jìn)度塊，工期相對(duì)較短。

8.3 缺點(diǎn)

只適用于基坑開(kāi)挖深度較淺工程；對(duì)周邊土層要求嚴(yán)格，在回填土層時(shí)，雨季浸泡過(guò)后，容易引起基坑坍塌；基坑周邊地下水豐富區(qū)域，應(yīng)當(dāng)設(shè)置降排水措施。

9 結(jié)束語(yǔ)

以上幾種基坑支護(hù)形式僅僅是對(duì)常見(jiàn)支護(hù)形式進(jìn)行了比較分析，實(shí)際工程應(yīng)用因基坑四周環(huán)境不同，開(kāi)挖的深度不同，地質(zhì)條件不同，地下水位條件不同，承受的荷載也不同，所使用的基坑支護(hù)形式不同，往往采用兩種或兩種以上的基坑支護(hù)形式形成組合式支護(hù)結(jié)構(gòu)?；庸こ屉m然為臨時(shí)性工程，因發(fā)生事故后造成的經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)影響較大，需慎重對(duì)待，安全為主。