深基坑支护施工中存在的问题和基坑支护选型应用技术的探讨

梁宇辉

摘要：本文从深基坑工程发展现状出发，分析了深基坑支护施工中存在的问题、原因分析及其影响，总结了深基坑工程施工的特点和现实条件，并就深基坑支护工程中常见的支护选型和施工工艺应用技术进行分析和探讨。

关键词：深基坑;基坑支护施工;支护选型应用技术

1.前言

随着城市化的不断发展，高层建筑、地铁以及各大型综合体不断呈现，地下空间逐渐被开发利用，两层以上的地下室越发普遍，深基坑开挖和支护已成为工程中常见的重要分部分项工程。当前，深基坑支护工程具有很典型的地域经验性，设计理论方法与实际仍存在一定差异，基坑坍塌、失稳等现象并不少见，深基坑支护施工目前仍存在不少问题亟待解决。同时，各种深基坑支护技术不断发展，支护选型需要根据实际场地条件加以分析和抉择，并在实际应用中不断提高施工技术水平，从而保障基坑的安全稳定。

2.深基坑工程施工中发展现状和存在的问题

当前，深基坑支护工程设计主要基于传统的朗肯土压力和库伦土压力理论，得益于计算机和软件技术的发展，深基坑支护设计逐渐成熟，各地区也掌握了较多岩土层设计经验参数，行业规范不断修编，深基坑工程施工也随着各种施工工艺的不断发展和成熟积累了较多地区施工经验，在一定程度上较好地保证基坑支护工程的安全。然而，实际基坑工程施工中仍存在一些问题，需要不断改进和完善。

2.1基坑工程设计与施工存在差异

基坑设计中所采用的岩土参数是以勘察报告为依据的，基坑规范[1]对土的抗剪强度指标建议采用三轴抗剪强度指标，该指标较符合土层的实际性状，但由于直剪试验在工程中积累了大量经验而且试验时间短，勘察单位常提供直剪强度指标尤其是非软土。由于土体强度试验指标与实际土层存在较大差异，支护结构所受土压力与实际情况差异较大，基于理论情况的设计与实际施工不相一致。比如预应力锚杆的设计拉力、支护桩的水平位移等，实际施工工况时的情况与设计工况不太一致，这在一定程度上造成工程措施的浪费或者支护结构的不安全。同时，基坑施工常与设计不尽协调，如锚孔注浆中设计要求水灰比0.45的水泥浆，实际施工中往往达不到该浓度要求，否则会造成注浆管道堵塞甚至爆管，导致锚孔注浆难以进行。又如水泥搅拌桩中水泥渗入量，基坑设计时对土层性状掌握不准确，对水泥渗入量要求过高，实际施工中往往与设计不太吻合，会造成材料浪费而水泥渗入量过低又会造成水泥搅拌桩强度不足。因而，基坑设计单位与基坑施工单位需要多加以沟通，设计人员需要了解施工工艺技术，施工人员需要了解设计计算，才能使深基坑支护工程更加安全经济。

2.2土方开挖与支护不协调

深基坑工程土方开挖深度较大，若考虑大面积承台或筏板基础開挖，基坑支护高度加大，支护结构土压力和水平位移较大，基坑设计所需工程措施造价较大，建设单位往往难以接受。实际工作中设计单位对基坑支护高度一般不考虑承台基础开挖深度，而要求施工单位采用分段跳挖的方式施工基础承台。基于施工效率、施工成本、施工便捷度等多方面的原因，施工单位往往未能完全按设计要求采用跳挖方式施工承台基础，甚至出现超挖现象，导致土方开挖与支护不相协调，当土层力学性质较差时容易引起基坑失稳。同时，基坑设计计算时考虑了基坑开挖工况，设定了每级工况时土方开挖深度，支撑结构的设计计算也是基于各级工况的受力情况，但实际施工中，土方开挖深度与设计工况并不吻合，导致支护结构的实际受力不相协调。另外，对于软土基坑开挖，尚应按分层、分段、对称、适时的原则开挖，对采用内支撑的支护结构，宜采用局部开槽方法浇筑混凝土支撑或安装钢支撑。实际施工中，施工单位基于工期紧迫、出土时间限制等往往未能按要求进行开挖，出现分层开挖深度过大、开挖范围过大、支护结构未完全达到养护强度要求时开挖等现象，即土方开挖与支护不相协调。

2.3基坑工程时空效应明显

所谓基坑工程的时空效应，是指基坑开挖和支护的过程中，支护结构和周边土体的变形和位移随着基坑开挖的时间尺度和空间尺度而有不同影响。淤泥和淤泥质土等软土地层具有灵敏度高、孔隙比和压缩性大、抗剪强度低、触变性等特点，此类地层的基坑开挖和支护具有很强的时空效应。花岗岩残积土地层具有遇水易软化崩解的特性，天然工况下稳定性能满足要求，当遇长时间的暴雨入渗，雨水浸软土体则抗剪强度降低，饱和土体增重也加大土压力，基坑侧壁不稳定增加，基坑开挖或无支护时间越长，风险则增加。目前，行业上对基坑工程的时空效应研究尚未深入，基坑规范和设计单位对该方面并未做出相应的规定和对应措施要求，需要施工单位根据施工经验加强施工技术措施和管理水平。对于基坑工程的空间效应，基坑的形状越复杂和不规则，长条形基坑，基坑的平面尺寸越小，其空间效应则越显著，土体位移和沉降越明显。对于基坑工程的时间效应，基坑开挖所用时间、基坑侧壁土体无支撑暴露的时间、施工间歇时间等时间的长短对支护结构的变形和位移有重要影响。因而，对于基坑工程的时空效应问题，施工单位需要从土方开挖顺序和方式，支撑的时间节点、实时监测和控制等方面加强施工管理。

3.深基坑支护选型和应用技术

3.1排桩支护技术

排桩基坑支护，作为支挡式结构，常用于垂直开挖较深的基坑。根据土层性质等可选择混凝土灌注桩和钢板桩等，较大型基坑支护以混凝土灌注桩更为常见。当基坑周边存在地基变形敏感的建筑物和管线时，不应采用挤土效应明显、易塌孔和缩颈或振动较大的桩型和施工工艺，宜采用间隔成桩施工顺序，对松散易坍塌地层采取改善泥浆性能等措施。冠梁施工应注意将桩顶浮浆或低强度混凝土清除，桩纵向钢筋锚人冠梁35d，加强整体刚度。

3.2锚杆支护技术

锚杆基坑支护作为锚拉式支护结构，允许支护结构适量变形和位移，深基坑中多采用预应力钢绞线锚杆。锚杆施工应注意避免超过用地红线或对周边建筑物基础造成损害，锚固段不宜设置在淤泥等软土和松散填土层内。锚杆一般结合混凝土腰梁进行支护，须当锚固体强度和混凝土梁强度达到规定要求时方可进行张拉锁定，然后进行下一层土方开挖。

3.3土钉墙支护技术

土钉墙支护应用于安全等级为二、三级的基坑，支护结构位移稍大，当基坑周边有重要管线时不宜采用。深基坑支护中常结合水泥土桩、钢管微型桩等组成复合土钉墙并可适当放坡。土钉间距不宜大于2m，喷射混凝土面层宜为80mm～lOOmm，面层中配置通长加强筋并宜以土钉焊接，根据土钉层数分层开挖土方，喷射作业应分段依次进行。

4.结语

深基坑工程随着技术水平的不断进步和施工工艺的发展，各地区已积累了较多的施工经验，一定程度上保证了基坑工程的安全，但基坑工程仍存在不少问题，需要设计与施工不断融合妥善解决。深基坑支護施工中也要熟悉各支护选型的应用技术，明确各施工工艺的适用条件和注意事项，将基坑工程存在问题的影响尽可能减小。

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