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1、 深基坑支护结构型式简述江苏建科建设监理有限公司 （二分部） 王明堂摘要：介绍了几种常用的深基坑支护结构型式，并对每种支护型式 的优缺点和适用条件做了简单的分析，在深基坑施工中，应结合实 际情况，合理选择支护结构型式。 关键词：深基坑 支护 结构型式 随着我国改革开放的逐步深入和经济建设的迅猛发展，为了充 分提高土地的利用率，高层、超高层建筑如雨后春笋般拔地而起。 随着建筑高度的增加，根据构造及使用要求，基础埋深也随之不断 增加，从而产生了大量的深基坑工程。 关于深基坑开挖和支护，根据场地及施工条件，工程可采用的 支护结构型式多种多样。但是，工程界一直没有统一的分类标准。 从被支护土体的作用机
2、理，可将基坑支护分为两大类：支护型和加 固型。支护型基坑支护包括板桩墙、排桩、地下连续墙等；加固型 包括水泥搅拌桩、高压旋喷桩、注浆和树根桩等。而在实际应用中 往往将两者结合，形成混合型。按其受力性能大致可划分为如下四 类：悬臂式支护结构、单（多）支点混合结构、重力式挡土结构及拱式支护结构。其结构型式如图1所示：本文主要介绍我国目前常见的支护类型.1.钢板桩支护钢板桩由带锁口或钳口的热轧型钢制成，把这种钢板桩互相连 接就形成钢板桩墙，被广泛应用于挡土和挡水。目前钢板桩常用的 截面形式有形、形和直腹板型。其形截面示意图如图 2 所示。钢板桩一般为工厂定型产品，质量可靠，在软土地区打设方便， 施工
3、速度快而且简便，工期短；而且可重复使用，费用一般较低， 因此使用广泛。但是钢板桩的施工可能会引起相邻地基的变形和产 生噪声振动，对周围环境影响较大，因此在人口密集、建筑密度很 大的地区，其使用常常会受到限制。而且钢板桩本身柔性较大，若 支撑或锚拉系统设置不当，其变形会很大，所以当基坑支护深度大 于 7时，不宜采用。同时由于钢板桩在地下室施工结束后需要拔 出，因此应考虑拔出时对周围地基土和地表土的影响。2.深层搅拌桩支护深层搅拌桩(水泥土墙)是利用水泥(或石灰)等材料作为固化剂， 在基坑土方开挖前，通过深层搅拌机械，将软土和固化剂强制搅拌， 利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理化学反应，使软土
4、硬结 成具有整体性、水稳定性和一定强度的桩体(块体或墙体)。这种支 护结构多采用格栅形式，即重力坝式挡墙。由于水泥属不透水结构， 因此既能挡土又能挡水，具有良好的防渗效果。 深层搅拌桩属重力式结构，靠本身重量即可抵抗侧向力保持稳 定，一般内部无支撑，便于基坑内机械挖土和地下结构施工，施工 简便、费用较低，而且使用的材料仅是水泥，所以具有对环境影响 小、止水性能好、无支撑、便于机械化作业以及造价经济等优点， 但桩体强度较低、稳定性差、位移变形大。深层搅拌水泥土桩墙的 截面形式见图 3。3.排桩支护排桩支护是指以柱列式间隔布置钢筋混凝土挖孔、钻(冲)孔灌 注桩作为主要挡土结构的一种支护形式。柱列式
5、灌注桩作为挡土围 护结构有很好的刚度，但各桩之间的联系必须在桩顶浇注较大截面 的钢筋混凝土帽梁加以可靠联接。 灌注桩施工简便，可用机械钻(冲)孔或人工挖孔，施工中不需 要大型机械，且无打入桩的噪声、振动和挤压周围土体带来的危害， 成本较地下连续墙低。同时，灌注桩围护结构在建筑主体结构外墙 设计时也可视为外墙中的一部分参与受力(承受侧压)，这时在桩与 主体之间通常不设拉结筋，并用防水层隔开。大多数情况下，悬臂 式柱列桩适用于三级基坑，支锚式柱列桩适合于一、二级基坑工程。 一般来说，当基坑深=814，周围环境要求不十分严格时， 多考虑采用排桩支护。 下列举了几种常用排桩支护形式，如图 4 所示。4
6、.地下连续墙地下连续墙是于基坑开挖之前，用专门挖槽设备，沿开挖工程 周边已铺筑的导墙，在泥浆护壁情况下开挖基槽，然后下钢筋笼浇 注混凝土筑成一道连续的地下墙体。地下连续墙具有整体刚度大的特点和良好的止水防渗效果，适 用于地下水位以下的软粘土和砂土等多种地层条件和复杂的施工环 境，施工时噪声低，振动小，对邻近的工程结构和地下设施影响较 小，可在距离现有结构很近的地方施工，可用于多种地质条件,因此 在国内外的地下工程中得到广泛的应用。地下连续墙可较好地控制 软土地层的变形，在基坑较深(一般10)、周围环境保护要求高 的工程中，经技术经济比较后多采用此技术。 但是地下连续墙在坚硬土体中开挖成槽会有较
7、大困难，尤其是 遇到岩层需要特殊的成槽机具，施工费用较高。在施工过程中所产 生的泥浆对地基和地下水有污染，需要对排出的废弃泥浆进行处理。5.土钉墙土钉墙由被加固土体、锚固于土体中的土钉群和喷射混凝土面 板组成，形成类似一个以土挡土的重力式的挡土墙，土钉与土体构 成复合体，以此来抵挡墙后传来的土压力或其它附加荷载，从而保 护开挖面的稳定；而土钉间的变形则通过钢筋网喷射混凝土面层加 以约束，土钉墙断面的示意图如图 5 所示。 土钉墙的使用要求土体具有临时自稳能力，以便给出一定时间 进行土钉墙施工，因此对土钉墙适用的地质条件应加以限制。 建筑 基坑支护技术规程(JGJ120-99)规定了土钉墙适用于
8、二、三级基坑、 非软土场地，基坑深度不宜大于 12m。土钉墙支护施工速度快、用 料省、造价低，与其他桩墙支护相比，工期可缩短 50%以上，节约 造价 60%左右；而且土钉支护可以紧贴已有建筑物施工，从而省出 桩体或墙体所占用的地面，同时，土钉墙施工噪音、振动小，土钉 本身变形小，对周边环境影响小。但从许多工程经验看，土钉墙的 破坏几乎均是由于水的作用，地下水容易使土钉墙软化，引起整体 或局部破坏，因此规定土钉墙工程必须做好降水，且其不宜作为挡 水结构。6.锚杆支护锚杆支护是一种岩土主动加固的稳定技术，作为其技术主体的 锚杆，一端锚入稳定的土(岩)体中，另一端与各种形式的支护结构 连接，并施加预
9、应力，通过杆体的受拉作用，调动深部地层的潜能， 达到维护基坑稳定的目的，其断面示意图如图 6 所示。 锚杆支护适用性强，基本不受基坑深度的限制，而且可与多种 支护结构形式联合使用，如排桩、地下连续墙、土钉墙等。例如应 用土层锚杆支护，悬臂式结构厚度可减少到最经济的厚度。而且， 土层锚杆与悬臂式支护结构联合使用，使原来悬臂式结构无法实现 的基坑支护技术变成了可能。但土层锚杆不宜用于有机质土，液限 大于 50%的粘土层及相对密度小于 0.3 的砂土中。由于锚杆技术具 有显著的技术经济效益，目前在我国基坑工程中应用较多，积累了 丰富的工程实践经验。7.组合式挡墙单一类型挡墙往往有其不足，有时不能满足
10、特定功能要求。如 水泥土墙防水性好、造价低，但强度较低；若在水泥土桩中加入型 钢，则能弥补其强度不足的缺点，且若能用后回收 H 型钢，其经济 效益也很显著。 近年来深基坑工程施工条件越来越复杂，单一类型挡墙往往因 其某一方面的不足而被淘汰。组合式挡墙因其适应性相对较强、经 济效益较好，在实践中得到广泛采用。8.其它其他形式的支护结构(如拱型、门型支护结构等等)。门型支护 和拱型支护可看作桩支护的变异和创新，他们都能够更有效的利用 土体与支护结构之间的相互作用，其示意图如图 7 所示：各种支护方案都有它们的适用范围和优缺点。比如：拉锚式支 护虽然可改善支护结构的内力分布形式，但具有一定技术难度和
11、施 工范围限制；内支撑式支护不需要基坑以外的空间，但却会防碍基 坑内的土方施工；土钉墙支护虽然造价比桩支护低，但工艺相对复 杂而且很难应用于软土地区等等。在实际应用中，应综合考虑各种 因素，经比较后最终确定支护方案。参考文献：1 黄强.深基坑支护结构实用内力计算手册M.北京：中国建筑工业出版社,1995. 2 方江华.深基坑支护技术综述J.西部探矿工程,2003,83(3)：53-55.3 张贵然.深基坑支护技术的发展和展望J.洛阳大学学报,2004,19(2)：100-103.4 陈皆福.土钉墙的设计J.城市道桥与防洪,2006,2:37-41.5 谭 炜.深层搅拌桩支护及其工程应用J.低温建筑技术,2004,100(4):77-79.6 高中贵.锚杆在深基坑支护中的应用J.邵阳学院学报,2004,1(4)：83-86. 7 周 沛.地下连续墙在深基坑支护中的应用J.工程设计与建设,2005,37(3)：22-26.作者：王明堂 （1983- ）江苏建科建设监理有限公司苏州圆融星座项目监理部 土建监理 15862649225
