建筑基坑支护结构类型及支护施工基本要求分析

 一、基坑支护的目的与作用

1.保证基坑四周的土体的稳定性，同时满足地下室施工有足够空间的要求，这是土方开挖和地下室施工的必要条件。

2.保证基坑四周相邻建筑物和地下管线等设施在基坑支护和地下室施工期间不受损害。即坑壁土体的变形，包括地面和地下土体的垂直和水平位移要控制在允许范围内。

3.通过截水、降水、排水等措施，保证基坑工程施工作业面在地下水位以上。

二、基坑安全等级划分及常见支护形式

（一）基坑工程安全等级划分根据支护结构及周边环境对变形的适应能力和基坑工程对周边环境可能造成的危害程度，基坑工程划分为三个安全等级。即一级、二级和三级深基坑工程，其对应的重要性系数分别取1.1、1.0、0.9。

一级

★周边环境条件很复杂

★破坏后果很严重

★基坑深度大于12m

★工程地质条件复杂

★地下水水位很高、条件复杂、对施工影响严重

二级

★周边环境条件较复杂

★破坏后果严重

★基坑深度小于等于12m，大于6m

★工程地质条件较复杂

★地下水水位较高、条件较复杂、对施工影响较严重

三级

★周边环境条件简单

★破坏后果不严重

★基坑深度小于等于6m

★工程地质条件简单

★地下水水位低、条件简单、对施工影响轻微不同基坑支护技术的适用范围

（二）常见支护形式

1.钢板桩这种建筑施工技术是一种相对比较简单的支护的设计方法，而且投资比较低。这种设计方法通常用于软地层。

2.地下连续墙这种墙体结构的设计能够有效地提高整个建筑的刚度，提高整个建筑的防渗性。此结构通常情况下，用于软粘土及沙土等各种地质结构比较复杂的施工环境中。

3.柱列式的灌注桩的排桩支护

这种支护技术的设计方式主要分为疏排设计和密排设计两种形式。这种支护的设计在桩顶的设计过程中一定要注意浇注相对比较大的截面的钢筋，并且一定要确保混凝土梁帽连接的可靠性。为了防止地下水及其杂质在空隙内流入深基坑内，在建筑过程中应该使用高压注浆的操作方法。

除此之外，在建筑的深基坑支护的设计中还有土钉墙支护、锚杆喷射支护、锚索支护、桩锚支护、锚板墙支护、水泥土桩的深层搅拌支护等各种不同的施工技术。

（三）常见基坑支护结构的类型及其适用条件

1.放坡开挖

优势：只要求稳定，价钱最便宜。

劣势：回填土方较大。

适用：场地开阔，周围无重要建筑物的工程。

2.围护墙深层搅拌水泥土

深层搅拌水泥土围护墙是采用深层搅拌机就地将土和输入的水泥浆强行搅拌,形成连续搭接的水泥土柱状加固体挡墙。

优势:由于一般坑内无支撑,便于机械化快速挖土;具有挡土、止水的双重功能;一般情况下较经济;施工中无振动、无噪声、污染少、挤土轻微。

劣势：位移、厚度相对较大，对于长度大的基坑,需采取中间加墩、起拱等措施以限制过大的位移;施工时需注意防止影响周围环境。

适用：闹市区工程。

3.高压旋喷桩

高压旋喷桩所用的材料亦为水泥浆,它是利用高压经过旋转的喷嘴将水泥浆喷入土层与土体混合形成水泥土加固体,相互搭接形成排桩,用来挡土和止水。

优势：施工设备结构紧凑、体积小、机动性强、占地少,并且施工机具的振动很小,噪声也较低,不会对周围建筑物带来振动的影响和产生噪声等公害。

劣势：施工中有大量泥浆排出,容易引起污染。对于地下水流速过大的地层,无填充物的岩溶地段永冻土和对水泥有严重腐蚀的土质,由于喷射的浆液无法在注浆管周围凝固,均不宜采用该法。

适用：可用于施工空间较小的工程。

4.槽钢钢板桩

这是一种简易的钢板桩围护墙,由槽钢正反扣搭接或并排组成。槽钢长6～8m ,型号由计算确定。

优势:耐久性良好,二次利用率高;施工方便,工期短。

劣势：不能挡水和土中的细小颗粒,在地下水位高的地区需采取隔水或降水措施;抗弯能力较弱，支护刚度小,开挖后变形较大。

适用：多用于深度≤4m的较浅基坑或沟槽。

5.钻孔灌注桩

优势:施工时无振动、无噪声等环境公害,无挤土现象,对周围环境影响小;墙身强度高,刚度大,支护稳定性好,变形小;当工程桩也为灌注桩时,可以同步施工,从而施工有利于施工组织、工期短。

劣势：桩间缝隙易造成水土流失,特别是在高水位软粘土质地区,需根据工程条件采取注浆、水泥搅拌桩、旋喷桩等施工措施以解决挡水问题。

适用：排桩式中应用最多的一种,多用于坑深7～15m 的基坑工程, 适用于软粘土质和砂土地区。

6.地下连续墙

优势：刚度大，止水效果好，是支护结构中最强的支护型式。

劣势：造价较高，施工要求专用设备。

适用：地质条件差和复杂，基坑深度大，周边环境要求较高的基坑。

7.土钉墙

土钉墙是一种边坡稳定式的支护,其作用与被动的具备挡土作用的上述围护墙不同,它是起主动嵌固作用,增加边坡的稳定性,使基坑开挖后坡面保持稳定。

优势：稳定可靠、施工简便且工期短、效果较好、经济性好、在土质较好地区应积极推广。

劣势：土质不好的地区难以运用。

适用：主要用于土质较好地区。

8.SMW工法

SMW工法亦称劲性水泥土搅拌桩法,即在水泥土桩内插入H 型钢等(多数为H 型钢,亦有插入拉伸式钢板桩、钢管等) ,将承受荷载与防渗挡水结合起来,使之成为同时具有受力与抗渗两种功能的支护结构的围护墙。

施工时基本无噪声,对周围环境影响小;结构强度可靠,凡是适合应用水泥土搅拌桩的场合都可使用;挡水防渗性能好,不必另设挡水帷幕;可以配合多道支撑应用于较深的基坑;此工法在一定条件下可代替作为地下围护的地下连续墙,在费用上如果能够采取一定施工措施成功回收H 型钢等受拉材料;则大大低于地下连续墙,因而具有较大发展前景。

三、深基坑支护4大设计要求

1. 深基坑的设计应该满足建筑的稳定以及变形的建筑要求，即正常使用的极限状态和承载能力极限的状态两种。

2.深基坑的设计应该保证极限状态满足足够的安全系数，切实确保整个建筑工程的安全性。

3.深基坑的设计应该根据周围的实际情况，计算出支护结构的稳定性以及控制的变形范围。

4.深基坑的设计应该依据周围的环境做出适当的水平位移，确保建筑的观测性好，同时也确保周围环境的安全。

此外，在深基坑的设计过程中还应该注意其他细节方面的问题，确保建筑的安全、可靠性。

四、深基坑支护施工10大基本要求

1. 深基坑围护必须根据设计要求，深度及现场环境工程进度来确定施工方案，纺制后经单位总工程师审批，并报总监理工程师审批，符合规范及法律法规要求才能施工。

2.深基坑施工必须解决地下水位，一般采用轻型井点抽水，使地下水位降到基坑底1.0m以下，须有专人负责24h值班抽水，并应做好抽水记录，当采取明沟排水时，施工期间不得间断排水，当构筑物未具备抗浮条件时，严禁停止排水。

3.深基坑土方开挖时，多台挖土机之间间距应大于10m，挖土由上而下，逐层进行，不得深挖。

4.深基坑上下应挖好阶梯或支撑靠梯，禁止踩踏支撑上下作业，基坑四周应设置安全栏杆。

5.人工吊运土方时应检查起吊工具，工具是否牢靠，吊斗下面不得站人。

6. 在深基坑边上侧堆放材料及移动施工机械时，应与挖土边缘保持一定距离，当土质良好时，应离开0.8m以外，高度不得超过1.5m。

7.雨季施工，坑四周地面水必须设排水措施，防止雨水及地面水流入深基坑，雨季开挖土方应在基坑标高以上留15~30cm泥土，待天晴后再开挖。

8.深基坑回填土要四周对称回填，不能一边填满后延伸，并做好分层夯实。

9. 深基坑施工中，现场工程技术人员要坚持跟班作业，及时解决施工中出现的安全、质量问题，确保每道工序在安全保证的前提下才能抓质量、进度。

10.对深基坑施工中的关键部位，必须严格控制，前道工序未验收签证，后道工序绝不允许施工