王飛龍

基坑工程是當(dāng)前巖土工程中的熱點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題之一，如何有效控制基坑變形，使基坑工程既安全又經(jīng)濟(jì)，是人們一直探索的課題?；拥闹ёo(hù)結(jié)構(gòu)的變形是影響基坑變形的重要因素。目前較為常用的基坑支護(hù)方法基本包括擋土施工方法與支撐方式兩種，下文將分別對(duì)這兩種方法進(jìn)行解析。

1 擋土施工方法

1.1 主樁橫板條施工方法

本施工方法為早期地下基坑最常用的施工方法，目前常用于小規(guī)模深度，且基坑面以上無(wú)地下水或?yàn)椴煌杆恼惩翆樱煽紤]采用此方式擋土壁。本法施工快且經(jīng)濟(jì)，主樁可用鋼軌樁或H型鋼，于施工完成后可拔除，再回收重復(fù)使用。缺點(diǎn)為主樁間僅用木襯板擋土，木襯板與地層有間隙，無(wú)法完全有效阻擋土壤，尤其砂性土壤自立性差，再加上地下水壓力，易造成土壤流失。另外，若遇地層為卵礫石層，擋土樁打樁不易時(shí)，常使用高壓水沖（鋼劈礫）或預(yù)鉆引孔等輔助措施，提升主樁打樁施工效率。

1.2 鋼板樁施工方法

鋼板樁施工方法將鋼板一片一片連續(xù)地打樁至地層中，逐階降挖，且可配合內(nèi)支撐系統(tǒng)或背拉地錨系統(tǒng)，增加基坑面的穩(wěn)定性，其水密性較好，應(yīng)為目前國(guó)內(nèi)沖積土層，淺基坑是最經(jīng)濟(jì)常用的擋土施工方法。從早期SP-II 鋼板樁，制式長(zhǎng)度小于6公尺，至今已由SP-III型鋼板樁，制式長(zhǎng)度6、9、13、16 公尺等，逐漸發(fā)展為SP-IV、SP-V 鋼板樁長(zhǎng)度19公尺，且可借助焊接方式加長(zhǎng)鋼板樁全長(zhǎng)，提供基坑貫入深度及穩(wěn)定性需求。缺點(diǎn)為長(zhǎng)度受運(yùn)輸限制、施工時(shí)可能造成地層振動(dòng)、噪音問(wèn)題。另若遇地層為卵礫石層，擋土樁打樁不易時(shí)，也常使用高壓水沖（鋼劈礫）或預(yù)鉆引孔等輔助措施，提升打樁效率，在河中施工時(shí)，可采用雙層鋼板樁中間填筑低透水性土壤，避免河水滲透入基坑區(qū)。

1.3 鋼襯板施工方法

鋼襯板施工方法主要是以鍍鋅波浪型鋼板（Linar Plate）以螺栓接合的方式，組成圓形或橢圓形的封閉壁體，常用于推管或潛盾的發(fā)進(jìn)、到達(dá)工作井，主要適用于地層自立性佳的巖層或卵礫石層等，且地下水位低于基坑面，否則必須配合抽降水避免基坑內(nèi)涌水，易造成鄰近地表沉陷。本施工方法的缺點(diǎn)為工程經(jīng)費(fèi)高，鋼襯板無(wú)法回收重復(fù)利用，且止水性不好，必須配合抽水及地盤(pán)改良。

1.4 預(yù)壘樁施工方法

前述鋼軌、H型鋼、鋼板樁等施工方法，打樁時(shí)造成的地表振動(dòng)，易造成鄰房龜裂，雖可采引孔方式減低振動(dòng)程度，但仍無(wú)法完全避免，因而目前于城市內(nèi)的基坑，常采用此施工方法。施工方式為使用螺旋葉片（Flight Auger）鉆掘土壤，并將土壤旋出后，由中空鉆桿內(nèi)注入水泥砂漿（配比1∶1），由下而上，隨著鉆桿上升而填滿鉆孔后，再插入鋼筋籠。缺點(diǎn)為工程經(jīng)費(fèi)高、施工質(zhì)量控制不易、排樁間止水不好，需額外止水措施，另若于軟弱黏土層或疏松砂土層，易坍塌，樁體成形性較差，且注漿時(shí)造成頸縮或包泥情形。

1.5 場(chǎng)鑄混凝土排樁

本施工方法與預(yù)壘樁施工方法最大的不同處，為先下鋼筋籠后再以特密管澆注水中混凝土，其鉆掘方式以先行切削套管、螺旋鉆頭及沖擊鉆頭等，穩(wěn)定孔壁方式則有鋼套管、穩(wěn)定液等，以其穩(wěn)定孔壁及鉆掘方式，分為全套管樁、反循環(huán)樁、沖擊樁等。其優(yōu)點(diǎn)為樁體成效可靠、擋土壁勁度高，可用于深基坑工作，甚至可用大口徑（直徑2 m），提供擋土壁足夠勁度。缺點(diǎn)為工程經(jīng)費(fèi)高、排樁間止水不好，需額外增加止水措施，如CCP止水樁。

2 支撐方式

2.1 水平H型鋼支撐方式

此種支撐方式是利用H型鋼為支撐構(gòu)材，以平面井字型的形狀布設(shè)，傳遞四周擋土壁土壓力、水壓力的對(duì)撐反力，其優(yōu)點(diǎn)為支撐架設(shè)容易迅速且H型鋼可回收重復(fù)利用，可適用于各種地質(zhì)狀況，但因各支撐間距一般為5～6公分，使施工空間分割，挖土、出土作業(yè)狹窄。若施工地基面積很大，支撐長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)使支撐勁度小，造成水平支撐反力不足，或支撐與墻面不垂直而呈斜交，支撐水平剪力增加支撐與橫擋易滑脫，則易造成支撐系統(tǒng)破壞。

2.2 背拉支撐方式

利用背拉預(yù)力地錨的固定端與地層摩擦力或承載力，提供擋土壁的土壓力與水壓力的反力，背拉方式因不需于基坑基地內(nèi)設(shè)置水平支撐及中間柱，施工空間內(nèi)無(wú)障礙，挖土、出土作業(yè)方便，施工動(dòng)線佳，若基地面積大，可設(shè)置斜坡施工便道，車(chē)輛直接至基坑位置，效率更好，適用于基地面積很大、基地形狀不規(guī)則或斜坡地形及腹地很大可供背拉預(yù)力地錨設(shè)置用地。然而，軟弱黏土由于土壤摩擦力或支承力不足，無(wú)法提供足夠支撐反力，砂土層在地下水位以下，施工容易造成鉆孔作業(yè)過(guò)程砂涌及錨碇端漿體無(wú)法成型問(wèn)題，另錨碇體遺留地中造成施工不便。

2.3 圓形免支撐方式

由多單元連續(xù)壁或密接切割壁樁構(gòu)成圓形擋土壁，利用圍束壓力（Hoop Compre

ssion）效果，擋土壁的圓周方向軸壓應(yīng)力，提供擋土壁四周外側(cè)的土壓力、水壓力的支撐反力，并于適當(dāng)深度設(shè)置環(huán)梁，增加圓形的勁度，減低壁體變形及周邊地層沉陷。本施工方法主要適用于圓形之基坑基地或豎井施工，不需設(shè)置內(nèi)部支撐，施工動(dòng)線佳。然而，其單元壁體施工精度控制要求高，由于壁體承受高壓力，采用高強(qiáng)度的水中混凝土，單元與單元接頭必須密接，以利充分傳遞應(yīng)力。

2.4 斜向支撐方式

當(dāng)基地形狀屬狹長(zhǎng)型或大面積基坑工程采用島區(qū)基坑時(shí)，由于長(zhǎng)向水平支撐勁度小，支撐效果不佳，有時(shí)可以用斜撐方式取代。但斜撐支撐點(diǎn)反力座，須有足夠垂直及水平支承力，以提供擋土壁的土壓力、水壓力的支撐反力。該支撐系統(tǒng)容易產(chǎn)生橫擋與斜撐間的水平滑移，且托架、反力墩座設(shè)置不易，一般斜撐與水平面的夾角不宜超過(guò)45度。

2.5 逆打支撐方式

軟弱地層大規(guī)模深基坑一般常使用逆打施工方法，以地下結(jié)構(gòu)體的樓板做為水平支撐，但采用逆打施工方法時(shí)在設(shè)計(jì)階段應(yīng)針對(duì)結(jié)構(gòu)體支撐用臨時(shí)柱體、基樁與結(jié)構(gòu)體的補(bǔ)強(qiáng)事先考慮，且第一層樓板的開(kāi)口部、混凝土施工縫的灌漿處理等問(wèn)題也需予以檢討，同時(shí)應(yīng)事前就制程上能否上下作業(yè)同時(shí)推展、結(jié)構(gòu)體模板施工方法、地下外墻的結(jié)構(gòu)體施工縫與防水處理、安全衛(wèi)生的地下?lián)Q氣設(shè)備等加以檢查與計(jì)劃。

3 結(jié)語(yǔ)

總體而言，深基坑工程在整個(gè)基坑施工工程中占有極其重要的地位。本文結(jié)合兩種基坑支護(hù)常用設(shè)計(jì)方法，從多個(gè)方面探討了兩種方法的不同分類(lèi)及使用注意事項(xiàng)。在實(shí)際施工過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)結(jié)合環(huán)境、土壤等外在因素及工程的具體要求來(lái)選擇合適的方式。

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