李元杰 张向东

(辽宁工程技术大学土木工程学院,辽宁 阜新 123000)

1 深基坑支护的意义

深基坑在施工过程中事故频发,而且事故发生时,极容易造成群体的死伤,危害极大。深基坑支护的存在,就是为了保证地下结构施工及基坑周边环境的安全,确保相邻的建筑物、道路、地下管线的安全。深基坑支护的主要作用是支撑土壁。

2 深基坑支护的现状

我国是一个人口大国,但是相对的人均占地面积来说就比较少,为了满足人们的需求,建筑开始向高处,向深处发展。随着城镇超高层和中高层建筑的大量涌现,地下空间问题也走向发展,尤其是20世纪90年代以来,基坑开挖与支护问题已成为我国建筑业界的热点问题之一,城市地下空间开挖技术得到了长足发展和提高。在20世纪80年代初,中国进入了现代化建设和地铁建设的高潮。在中国沿海地区软土的情况下,国内学者进行了大量的理论分析的计算方法,比如余志成、施文华研究的深基坑支护设计与施工方法;刘建航院士和侯学渊教授讲述的沿海软土地基环境下基坑工程施工方法;应惠提出的估计深基坑围护结构位移和控制方法都在实践中得到了大量的实践和经验。

3 深基坑支护中的技术应用

1)钢板桩支护。钢板桩是由带锁口或钳口的热轧型钢定制而成。钢板支护的形状类似于U型钢,但是比U型钢更深,截面大致呈现梯形。钢板桩支护技术有一定的局限性,且对建筑工程变形的要求不高。

2)深层搅拌支护。深层搅拌支护技术是用深层搅拌机将喷出的水泥浆固化剂与地基进行强制搅拌形成水泥土桩,硬化后便可形成具有一定强度的壁状挡墙,可以挡土又可做隔水帷幕。一般为两排,桩径500 mm,间距350 mm,桩与桩互相咬合,以达到止水目的。一般来说使用这项技术时,深基坑开挖深度不宜超过6 m。

3)排桩支护。排桩支护是由成队列式间隔布置的钢筋混凝土人工挖孔桩,钻孔灌注桩,沉管灌注桩等形成的挡土结构。排桩可根据施工情况为悬臂式支护结构、拉锚式支护结构、内撑式支护结构和锚杆式支护结构。柱列式灌注桩是主要的排桩支护方式,在挡土方面具有很好的效果,但在各桩之间的联系必须在桩顶浇筑较大截面的钢筋混凝土帽梁加以可靠联接。可用于地下室2层~3层,周边没有地铁等特殊需要保护的深基坑。

4)地下连续墙。地下连续墙是在泥浆护壁条件下在地下筑成的一道连续的钢筋混凝土墙壁,作为截水、防渗、承重、挡水结构。早期的地下连续墙多用于大坝的防渗墙,一般是在地下先凿出一条沟槽,然后浇灌混凝土以形成一透水性很低的薄膜,其目的主要是隔水。中国的成槽机械发展得很快,不再单纯地用于防渗或挡土支护,越来越多地作为建筑物的基础,墙体材料已经由过去以混凝土为主的局面而转向多样化发展。

5)土钉支护。深基坑边坡往往不稳定,需要进行进一步的加工和固定,在实际过程中,经常使用的方法就是使用土钉。土钉能够使边坡土层的稳定性得到提升。在基坑开挖坡面,用机械钻孔或洛阳铲成孔,孔内放钢筋,并注浆,在坡面安装钢筋网,喷射混凝土,使土体、钢筋与喷射混凝土面板结合,成为深基坑。土钉支护适用于基坑深度12 m以内的基坑工程。

6)土层锚杆支护。土层锚杆简称土锚杆,是在深基坑还没有开挖的情况下钻孔,达到一定深度时,放入钢筋、钢管等材料,然后注入泥浆或者化学浆,使之成为抗拉力强的锚杆。土锚杆可以增加支撑结构的承受力。

7)护坡桩。护坡桩施工技术可以在深基坑施工过程中起到支撑和挡水的作用。护坡桩就是沿基坑边打的防止边坡坍塌的桩,通常是在边坡放坡有效宽度工作面不够的情况下采用的措施,可以防止邻近的原有工程基础位移、下沉,可以使坡比最大化。

4 深基坑支护中存在的问题

1)不能有效结合深基坑开挖的空间效应。深基坑在开挖过程中,一旦水平方向上发生位移,也会导致基坑内部可能会发生水平位移,并且是中间大两边小的位移。基坑是一个空间意义上的存在,但是在考虑支护的时候,往往总是以平面图纸作为模拟的方法,这样就不能使基坑内部空间得到有效的利用。

2)对土体缺乏科学取样。在深基坑支护过程中,由于考虑到所处地区不同,所处环境不同,深基坑所在的土地也不尽相同。在支护过程中需要对土壤进行尽可能多的取样调查,全面分析所处土地。

3)边坡的修理不符标准。在具体的施工过程中,往往讲求施工效率,导致施工方对现场管理不够,并且施工的机械设备也可能存在不合理的情况,导致边坡出现超挖或者欠挖的情况,使边坡达不到标准水平,给深基坑支护施工带来一定的影响。

5 深基坑支护的改良

1)优化嵌固深度。在深基坑中,桩体本身的嵌固长度影响着支护的效果。嵌固的长短不仅仅决定了经济成本,更重要的是对其安全性有很大的影响。因此,科学的嵌固既能保障安全性,又有经济性。

2)优化桩体。桩体在排列的时候对支护的影响也是显而易见的,因此排桩在排列的时候就要有一定的规律,排桩的排布,可以决定土体受力的情况,如果桩体的排列疏松,就会让土体的受力变大,容易造成土体脱落,从而使排桩丧失支护能力;如果排列过于稠密,会使土体丧失正常的作用。所以,在设计桩体时,要用科学的方法,确保桩体之间的距离,使桩体和土体有效的结合。

3)优化设计基坑加固。深基坑是所有步骤的前提,因此在深基坑的设计时就要充分考虑到后续的工作,因此在基坑施工中要保证稳定性,把基坑的加固和位移的控制结合起来。

4)加强施工计划合理性。在基坑开挖前,为了保证顺利施工,需要安排专业的技术人员对现场进行全面的考察,并交给设计人员,从而加强施工计划的合理性。在施工过程中对施工流程进行不断的优化,形成可靠、全面的施工计划。

6 结语

深基坑支护在很大程度上决定着基坑最终的走向与安全问题,支护问题得到广泛应用的同时,也更要注意科学的方法,在施工过程中严谨科学的对待问题,保证深基坑支护能够达到最终的目的。