常见基坑支护的优劣效果分析

席彩杰

华北建设集团有限公司北京100055

摘要：深基坑支护具体是指在深基坑侧壁或者周围环境采取的一定保护、支挡以及加固措施，从而对基坑周围以及地下结构施工环境安全带来一定的帮助的施工办法。随着社会经济建设的发展，深基坑支护的类型越来越多样化，包含钢板桩支护、复合土钉墙支护、地下连续墙支护、桩锚联合支护等。深基坑支护技术在基础工程建设中的应用越来越广泛，而且我国的地下工程比较多，此技术的发展空间较大。所以，对深基坑支护技术在建筑工程中的应用进行研究是十分必要的。

关键词：基坑支护；优劣；效果分析

1.深基坑支护管理的重要性

1.1工程建设的安全性保障

在深基坑支护施工过程中，要从地理条件、气候条件、周边环境、基坑开挖等方面进行分析研究。在基坑支护施工过程中，必然会有一些不可预知的情况，应根据工程施工实际情况，积极与设计做好沟通交流，对施工方案和施工方法进行动态调整，以保证支护结构的稳定性。因此，加强深基坑支护管理的管理，才能够有效地保证建筑工程的安全性。

1.2成为了建筑技术的焦点

深基坑支护管理在建筑技术中成为焦点，具体如下：①它是一种非常复杂的工程，影响着整体工程如何组织施工。为保证施工的安全，从土方开挖到回填都需要对基坑的位移及变形进行监测。通过这样系统的监测，有利于及时采取必要手段，避免一些安全事故；②住建部成立专门的审查制度，对深基坑支护进行论证分析，保障了工程施工的安全，有效地遏制安全事故；③在运行过程中，必须加强管理。深基坑支护周围应该禁止重物堆放，以及各种重车的震动和碾压，确保周围或边坡整体面的安全，从而杜绝事故发生；④必须根据深基坑的实际情况，以及设计的要求，制定出科学合理的挖土方案。这影响着支护结构的安全稳定，必须付诸实际，并适当做出调整。

1.3积极应对突发事件

高层建筑施工时间长、施工工序数量多、施工范围越广、技术越复杂，施工单位就越多，必然会出现各种事故。应严格按照不同施工工艺特点，并根据地质、水文、周边环境等的实际情况，编制有效的应急预案。应急预案从危险源分析、预防措施、应急处理措施等方面综合分析，保障施工的安全。

2.深基坑支护结构的种类

2.1土钉墙支护结构的特点

土钉墙是由天然土体通过土钉墙就地加固并与喷射砼面板相结合，形成一个类似于重力挡墙以此来抵抗墙后的土压力，从而保持开挖面的稳定，这个土挡墙就被称为土钉墙支护结构。土钉墙支护结构的优点如下：支护稳定性高、施工成本小、施工场地小。在利用土钉墙支护结构对边坡进行支护前，要对施工区域周围土体和环境进行勘测，对勘测到的数据进行分析，以满足工程的施工需求。

土钉墙主要用于土质较好地区，我国华北和华东北部一带应用较多，目前我国南方地区亦有应用，有的已用于坑深10m以上的基坑。土钉墙支护结构稳定可靠、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。

2.2排桩支护结构的特点

排桩支护结构是以某种桩型按队列布置组成的基坑支护结构，多用于深基坑施工场地。通常由支护桩、冠梁、支撑及防护渗帷幕等组成。排桩可根据施工情况分为悬臂式支护结构、内撑式支护结构和锚杆式支护结构。

在进行排桩支护结构施工前，技术人员会先对施工区域边坡的土质、地下结构状况、周边环境状况等情况进行勘测。对深基坑进行排桩支护的施工中，要注意对桩体的嵌固深度深度和支撑力进行估算，然后要根据实际情况和设计要求排列桩体。对于变形要求较高，场地狭小，不具备拉锚条件的工程，还可以设置双排桩进行支护。

2.3放坡开挖

由于放坡开挖只对土质的要求高，在技术方面的要求低，所以进行放坡开挖施工时成本比较低。此外，对于放坡开挖施工场地也有一定的要求，如果放坡的场地过小，不能满足放坡所需要的面积，则不利于放坡施工的正常开展。如果放坡场地不能改变且场地较小，那么就要在放坡工地周围设置防护措施。放坡的坡度是根据土质的状况、放坡周围土体的荷载能力和施工技术、施工设备决定的，同时，放坡的坡度要满足设计要求，确保边坡不会发生坍塌。

2.4钻孔灌注桩

钻孔灌注桩围护墙是排桩式中应用最多的一种，在我国得到广泛的应用。其多用于坑深7～18m的基坑工程。钻孔灌注桩支撑墙的特点包括：施工过程中无振动、噪声低等特点，对周围环境影响小；墙体强度高，刚性高，支撑稳定性好，变形小；当工程桩也是现浇桩时，可同时施工，有利于组织、方便、工期短。但是地下水高时容易造成桩间土的流失，特别是在高水位软粘土地区，应根据工程条件采用桩间注浆、水泥搅拌桩和旋喷桩，以解决挡水问题。钻孔灌注桩围护墙适用于软粘土和砂土，在施工砂石、砾石时应慎用。钻孔灌注桩围护墙主要通过桩之间的桩顶连梁和周围的檩条作为整体，因此相对整体性较差，在重要地区，特殊工程和大基坑开挖深度的应用需要非常小心。

2.5地下连续墙

通常地下连续墙的厚度为600mm、800mm、1000mm，也有厚达1200mm的，但较少使用。地下连续墙刚度大，止水效果好，是支护结构中最强的支护型式，适用于地质条件差和复杂，基坑深度大，周边环境要求较高的基坑，但是造价较高，施工要求专用设备。

2.6基坑支护选型小结

基坑支护形式的合理选择是基坑支护设计的首要工作。通常，当地质条件良好，周围环境要求宽松时，可采用软支护，如土钉墙。当周围环境较高时，应采用更刚性的支座来控制水平位移，如桩排或地下连续墙。另外，当周围环境差、地质条件不好，锚固周围土壤扰动的原因及影响周围环境的安全性时，桩排或地下连续墙应是较好的支护型式；在地质条件较差、基坑深度较深、周围环境要求较高的情况下，也可采用地下连续墙加逆行法，这是支护类型最强的一种。基坑支护最重要的是保证周围环境的安全。

3.不同基坑支护方式的优劣分析

3.1围护墙深层搅拌水泥土

深层搅拌土-水泥围护墙是利用深层搅拌机通过力的作用将土体与流入的水泥浆料混合，形成连续的超覆土-水泥柱和固体挡土墙。由于水泥具有一定的稳定性，在很大程度上能承受的外部影响，有效保护基坑施工人员和设备安全的同时，也可以通过混合的方式加固对基坑与周围的环境形成一个相对平衡的地形结构，容易进一步完成后续操作。因此在目前城市建筑工程项目，尤其是毗邻高层建筑较多的市政工程建筑项目中应用较为广泛。它不仅有效解决了因为施工作业面狭窄而导致的基坑支护安全性不稳定情况，而且降低了对周围高层建筑地基的影响。但是，与其它的基坑支护方式比起来，这种围护墙深层搅拌水泥土的方式相对的成本造价也比较高，并且因为要进行水泥搅拌和浇灌作业，在进行基坑支护作业的过程中会对周围环境造成一定范围内的噪音和粉尘污染。因此，有必要在进行相关作业的时候向城建和环保部门报备，请求协助降低环境污染，如此一来也增加了相对成本。

3.2高压旋喷桩

用于高压喷射灌浆桩材料的水泥砂浆，是利用高压旋转喷头混合浆向土壤和水中喷射形成水泥土和固体，相互重叠形成桩。事实上，高压旋转桩法是在围护墙中深层搅拌水泥土的方式进行延伸。二者在具体施工过程中并没有太大的明显差异，只不过是采用高压旋喷桩的方式进行作业，可以有效解决围护墙深层搅拌水泥土在进行作业的过程中对周围环境所带来的粉尘及噪音污染问题。不过因为高压旋喷桩的施工结构相对紧凑，占地面积较小，尽管最大程度地突出了其机动性强的优势，也制约了其有效施工范围。因此，只能在一些施工空间较小的建筑工程上使用，并不适用于大型建筑工程项目。在一些改扩建项目工程中采用高压旋喷桩比较合适。经过对高压旋喷桩方式的实地勘验发现，由于高压旋喷桩在施工的过程中会有大量的泥浆产生，施工工程作业面的区域位置限制，并没有较为合适的导流槽对这些泥浆进行有效处理，极易对地下水及其它基坑周围的水系造成腐蚀性污染影响，因此笔者个人建议在进行基坑支护作业的时候只有客观条件完全允许的情况下再采取高压旋喷桩的方式，否则这种方式应慎用。

3.3放坡开挖

这是最为简单的基坑支护方式，也是在路桥工程或者大型厂矿企业基础设施建设中常见的基坑支护方式。因为建筑施工项目的基础安全质量要求较高，所以采用这种方式稳妥。但也恰恰因为确保建筑施工范围内的质量安全，让基坑支护所形成的土石方作业面增大，在突出了稳定性和经济性的优势基础上，增加了土石方回填作业的强度。因此，尽管这种方式简便，但是在城市建筑项目，尤其是周围有高层建筑的施工项目中已经被逐步的淘汰。

3.4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，具体型号根据不同的施工作业面环境来灵活选定。目前在很多的基坑支护作业中，建筑施工单位都比较倾向于采取这种方式来进行基坑支护作业。其中最主要的一个原因是所有基坑支护的原材料设备都能够在此工程项目施工完毕后具备二次使用的价值，可以循环使用。这样就极大的节省了建筑施工单位在基坑支护作业上的成本支出。而且这种支护方式经过有效测算之后可以最大限度的确保深度在4米范围内的基坑或者沟槽稳定性，已经基本上能够满足大多数的建筑施工项目基本需求。不过，这种支护方式的最大缺陷在于，所有的支护桩都是由简易钢板组合而成，对于泥土的加固支护完全没问题，但是对于细沙或者水流的阻抗能力就不明显了，在那些地下水位较高的地区如果采用槽钢钢板桩来做支护的话，必须采取隔水和降水措施。这里需要强调的是，一些建设单位为了省事，没有采取有效措施将水和降水隔离，而是规划了明渠引水通道进行引水。这种方法在减小地下水对基坑的影响似乎是有效的。但是由于钢板桩抗水能力不足，同时水流的影响和水流对钢板桩的稳定性的直接影响，致使整个基坑支护工程的连续性就有坍塌的危险。因此，施工单位采取槽钢钢板桩的方式有效降低施工成本固然无可厚非，因为其间的物料可以循环利用，也符合绿色施工的理念，的确值得提倡和推广，只要是在外部施工条件完全具备的情况下，采用这种方式是比较恰当的，但是必要的隔水和降水措施上必须要到位才能确保基坑支护工程体系的安全性和稳定性。

3.5钻孔灌注桩

钻孔灌注桩具有承载能力高、沉降小特点。钻孔灌注桩的施工，因其所选护壁形成的不同，有泥浆护壁方式法和全套管施工法两种。相比起槽钢钢板桩只能解决最高强度为4米深的基坑支护，钻孔灌注桩的抗压和承载能力就明显强出很多，基本上多用于7～15米的深基坑支护作业中。不过之所以这种方式在实际建筑工程项目中被应用的较少，一方面是因为深基坑的建筑工程需求并不多，采取这种方式会直接增加成本，且建筑施工材料并不能循环使用；另一方面，通过对施工作业的有效监测发现，在钻孔灌注桩完成之后，其桩间缝隙能够造成水土流失，其涉及挡水的作业工程量也并不小。因此尽管这种方式在具体施工的过程中是所有基坑支护作业中对周围环境影响最小的，但是也是利用率最低的一种，只有在一些比较特殊的建筑工程项目中处于深基坑的安全性和稳定性考了才会使用。

3.6地下连续墙

虽然刚性大，止水效果好，但它是支护结构中最坚固的支护形式，能够有效地解决槽钢薄板桩和钻孔灌注桩的挡水问题。但由于成本较高，成本和更专业的设备必须用于建设，除了一些关键项目的工程项目和特殊地形区域，采用这种方式来提高基坑支护工程的建设尚未形成规模效应。

3.7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，承受被动土压力，增加边坡的稳定性，使基坑开挖后坡面保持稳定。这种支护方式是建筑工人在实际施工作业中总结和归纳出来的一种方式，其稳定性较好，但是最大的缺陷是其对地质条件及周边环境的要求偏高，只适用于土质较好的地区，因此也影响了其推广。

4.结束语

由于我国社会经济的快速发展，建筑工程的数量逐渐增长，有关的施工技术逐渐成熟，基坑支护技术也在不断创新，从而满足各种建筑工程的实际施工需求。

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