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开县北部新区建设开发有限责任公司 405400
摘要：随着城市建设的快速发展，高层住宅建筑拔地而起，深基坑工程项目也越来越多，本文对基坑支护类型、基坑工程水效应和支护设计计算进行了分析，并对存在的问题提出了建议。结合工程实例，对高层建筑深基坑支护技术的应用进行了分析，并提出一些具有工程应用价值的建议措施。
关键词：建筑基坑；基坑支护；安全性
1基坑支护类型
1.1自立式支护
（1）水泥搅拌桩挡墙支护。水泥搅拌桩主要适用于淤泥、淤泥质土、粘土、粉质粘土、粉土、素填土等土层。基坑开挖深度不宜大于8m。如某深业新岸线一期、后海湾维商峰住宅楼等软土基坑支护，大多在主动区施做三排以上的水泥搅拌桩，有的还在被动区施做数排水泥搅拌桩；采用格栅式平面布置。其水泥掺量在10%～20%之间。
（2）悬臂式排桩支护。悬臂式排桩支护一般采用冲、钻孔或人工挖孔灌注桩，个别采用预制桩，如预应力管桩。
这种支护型式的优点是基坑内无支撑，便于机械化挖土和地下室工程施工，其缺点是支护桩顶水平位移较大，当坑深较大或地质条件较差时，工程造价较高。一般都用在地质条件较好的场地；若存在厚软土层，采用此支护型式的，其基坑深度一般不大于6.0m。
1.2 排桩内支撑支护
排桩大多为冲、钻孔灌注桩（桩径Ф80～1200）；个别工程采用地下连续墙或预应力管桩。内支撑系统根据平面形状有角撑式、角撑对撑式、水平拱圈式等多种布置方式；水平拱圈支撑发挥混凝土抗压强度高，抗拉强度低的特点，既经济又可提供较大的施工空间。竖向大多为单道内支撑，也有两道内支撑。支撑材料有钢梁和钢筋混凝土梁两种。这种支护型式大多用在软土层较厚、且基坑深度较深的工程；目前，基坑深度在6～10m 之間的多采用单道撑，基坑深度大于10m 的采用两道以上支撑。
1.3 桩锚支护
这种支护方式主要适用于场地土层性能较好或软土层较薄的场地。对基坑深度较大的工程，岩土锚杆的一些参数如下：与水平夹角在15°～40°之间；长在35m以内；设计轴向抗拔力一般小于600kN；锚筋材料有钢筋或3～4 条钢铰线；大多采用二次高压注浆工艺，第二次注浆压力一般大于2MPa。锚索锁定时都施加预应力，施加预应力大小不等，有的达设计值的70%，有的只有设计值的30%；施加的预应力越大，限制桩顶变位效果越好，但其支护桩承受的压力越接近静止土压力。
1.4 喷锚支护
喷锚或土钉墙支护是锚杆、钢丝网、喷射混凝土相结合的联合支护型式。适用于地下水位以上或经人工降水后的人工填土、粘性土和弱胶结砂土。常用在单层地下室、且淤泥较薄、地下水较少的基坑。但不适用于含水丰富的粉细砂层、砂砾卵石层，不能用于自稳能力极差的厚淤泥层，基坑深度不宜大于12m。喷锚网或土钉墙支护具有以下优点：①通过形成喷射混凝土、锚杆、钢筋网与土体共同作用的主动支护体系，最大限度地利用边壁土体的自稳能力②属柔性支护，可自行调节，使结构处于最佳受力状态，局部不会产生偶然过载③具有很大的灵活性，可根据监测数据随时调整支护参数④所需的设备简单，所需的操作场地小⑤工程造价较低。缺点：①边壁变形较大。②锚杆往往会超出建筑用地红线，需征得红线以外业主的同意。
2深基坑支护设计计算
基坑支护设计必须满足安全性、经济性和可行性这三项基本要求。设计的基本原则是在满足安全与技术可行的前提下，尽量节省工程造价。在基坑支护设计中，首先应满足支护结构的强度要求，然后，根据基坑周边环境的复杂程度进行变形控制。基坑各侧环境不同，其变形控制值也应相应变化，避免由于支护结构变形过大，造成周边建（构）筑物、地下管线破坏。
2.1 岩土层计算指标的选用
基坑支护设计首先遇到的是岩土层抗剪强度c 值的选取。如何根据场地的工程地质资料，以及基坑工程特点和采用的计算理论来选用合适的抗剪强度指标是至关重要的。
不同的试验方法，得出的抗剪强度指标差别很大。目前，确定抗剪强度指标的方法主要有：①直剪试验的快剪和固结快剪，②三轴试验，③原位测试的十字板剪切试验。
2.2 土压力计算
基坑支护结构土压力计算大多以朗肯土压力和库伦土压力理论为基础。用的更多的是朗肯土压力理论。有的采用土压力三角形分布简图；有的采用梯形简图。墙或桩顶发生很小位移时，主动土压力即可发挥出来，而被动土压力充分发挥时需有大得多的位移，这往往是实际工程所不允许的；对于悬臂式和单层支撑（或单锚式）支护，开挖过程中一般都能达到主动土压力极限状态；而对多层支撑（或多层拉锚）式，其土压力比较复杂，墙或桩位移产生拱效应，从而在挖方以下的土压力减小，在支撑附近侧压力增大，此外，侧压力还与支撑是否施加预载及支撑刚度有关，故对于排桩悬臂式支护，一般采用三角形简图，但被动土压力需作一定折减，以减小排桩的水平变位；当用等值梁法计算排桩内支撑支护、排桩锚拉支护时，可选用梯形简图。
3 存在问题
尽管深基坑支护工程的设计与施工已积累丰富经验，但由于在理论和实践上，都还存在许多不成熟与不完善之处，至今仍存在不少问题。
3.1 基坑工程勘察问题
基坑工程勘察常常不能满足设计要求，土层抗剪强度指标试验方法及取值不统一。基坑工程勘察应满足规范中规定的要求，包括勘察范围、勘探点的深度及间距，场地水文地质勘察、岩土工程测试参数、基坑周边环境的勘查及对基坑工程的建议等，其中尤其重要的是岩土工程测试参数及对基坑周边环境的勘查。现有岩土工程报告中岩土的取样数量均偏少，岩土参数测试值变异较大，大部分岩土抗剪强度参数取值均为经验值，直接导致基坑工程计算结果的不够准确。
对于基坑周边环境的勘查则很少有勘察报告能达到基坑设计阶段的要求，周边建筑物的结构型式、基础型式及埋深、与基坑周边的距离等描述一般均过于粗略，对于地下管线的描述则更不清晰，管线的类型、接头型式、管径及埋深等都不详。
3.2 施工质量问题
基坑工程特别是土钉墙和喷锚工程专业特殊性强，许多施工单位没有岩土工程专业工程经验，甚至对岩土工程专业知识知之甚少，有的甚至完全不懂；但出于利益的驱使，偷工减料的现象时有发生，特别是有的土方开挖单位，为了方便省钱，根本就没有分层开挖，基坑工程一次开挖到底，直接导致坑顶开裂、坑壁失稳。基坑工程除保护周边环境外，还要保证坑内工程桩的安全，软土基坑必须分层均衡开挖，每层高度不宜超过1m。饱和流塑状态的淤泥层，对桩周的约束效应很低，工程桩（预应力管桩）的横截面，不论是横向抗切的配筋，还是截面积都相对比较薄弱。由于土方开挖未严格按要求进行，桩体位移、倾斜、断裂很容易发生，类似的事故不少。某商城基坑支护结构未按要求施工，随意减少重力式挡墙之水泥搅拌桩数量，致使发生基坑侧壁滑坡，工程桩倾斜、折断。在未进行基坑侧壁支护加固补强的情况下，强行方开挖，再次导致补打的工程桩受到破坏。
4结束语
综上所述，深基坑工程项目越来越多，基坑开挖深度也越来越深。由于基坑周边地面建筑和地下设施密集，且地质条件复杂多变，深基坑支护的难度也越来越大，造成经济损失和不良社会影响。因此，研究适用地质条件的新深基坑支护技术是必要的。
参考文献：
[1]陈祖煜.土坡稳定分析通用条分法及其改进[J].岩土工程学报，1983（4）：13-29.
摘要：随着城市建设的快速发展，高层住宅建筑拔地而起，深基坑工程项目也越来越多，本文对基坑支护类型、基坑工程水效应和支护设计计算进行了分析，并对存在的问题提出了建议。结合工程实例，对高层建筑深基坑支护技术的应用进行了分析，并提出一些具有工程应用价值的建议措施。
关键词：建筑基坑；基坑支护；安全性
1基坑支护类型
1.1自立式支护
（1）水泥搅拌桩挡墙支护。水泥搅拌桩主要适用于淤泥、淤泥质土、粘土、粉质粘土、粉土、素填土等土层。基坑开挖深度不宜大于8m。如某深业新岸线一期、后海湾维商峰住宅楼等软土基坑支护，大多在主动区施做三排以上的水泥搅拌桩，有的还在被动区施做数排水泥搅拌桩；采用格栅式平面布置。其水泥掺量在10%～20%之间。
（2）悬臂式排桩支护。悬臂式排桩支护一般采用冲、钻孔或人工挖孔灌注桩，个别采用预制桩，如预应力管桩。
这种支护型式的优点是基坑内无支撑，便于机械化挖土和地下室工程施工，其缺点是支护桩顶水平位移较大，当坑深较大或地质条件较差时，工程造价较高。一般都用在地质条件较好的场地；若存在厚软土层，采用此支护型式的，其基坑深度一般不大于6.0m。
1.2 排桩内支撑支护
排桩大多为冲、钻孔灌注桩（桩径Ф80～1200）；个别工程采用地下连续墙或预应力管桩。内支撑系统根据平面形状有角撑式、角撑对撑式、水平拱圈式等多种布置方式；水平拱圈支撑发挥混凝土抗压强度高，抗拉强度低的特点，既经济又可提供较大的施工空间。竖向大多为单道内支撑，也有两道内支撑。支撑材料有钢梁和钢筋混凝土梁两种。这种支护型式大多用在软土层较厚、且基坑深度较深的工程；目前，基坑深度在6～10m 之間的多采用单道撑，基坑深度大于10m 的采用两道以上支撑。
1.3 桩锚支护
这种支护方式主要适用于场地土层性能较好或软土层较薄的场地。对基坑深度较大的工程，岩土锚杆的一些参数如下：与水平夹角在15°～40°之间；长在35m以内；设计轴向抗拔力一般小于600kN；锚筋材料有钢筋或3～4 条钢铰线；大多采用二次高压注浆工艺，第二次注浆压力一般大于2MPa。锚索锁定时都施加预应力，施加预应力大小不等，有的达设计值的70%，有的只有设计值的30%；施加的预应力越大，限制桩顶变位效果越好，但其支护桩承受的压力越接近静止土压力。
1.4 喷锚支护
喷锚或土钉墙支护是锚杆、钢丝网、喷射混凝土相结合的联合支护型式。适用于地下水位以上或经人工降水后的人工填土、粘性土和弱胶结砂土。常用在单层地下室、且淤泥较薄、地下水较少的基坑。但不适用于含水丰富的粉细砂层、砂砾卵石层，不能用于自稳能力极差的厚淤泥层，基坑深度不宜大于12m。喷锚网或土钉墙支护具有以下优点：①通过形成喷射混凝土、锚杆、钢筋网与土体共同作用的主动支护体系，最大限度地利用边壁土体的自稳能力②属柔性支护，可自行调节，使结构处于最佳受力状态，局部不会产生偶然过载③具有很大的灵活性，可根据监测数据随时调整支护参数④所需的设备简单，所需的操作场地小⑤工程造价较低。缺点：①边壁变形较大。②锚杆往往会超出建筑用地红线，需征得红线以外业主的同意。
2深基坑支护设计计算
基坑支护设计必须满足安全性、经济性和可行性这三项基本要求。设计的基本原则是在满足安全与技术可行的前提下，尽量节省工程造价。在基坑支护设计中，首先应满足支护结构的强度要求，然后，根据基坑周边环境的复杂程度进行变形控制。基坑各侧环境不同，其变形控制值也应相应变化，避免由于支护结构变形过大，造成周边建（构）筑物、地下管线破坏。
2.1 岩土层计算指标的选用
基坑支护设计首先遇到的是岩土层抗剪强度c 值的选取。如何根据场地的工程地质资料，以及基坑工程特点和采用的计算理论来选用合适的抗剪强度指标是至关重要的。
不同的试验方法，得出的抗剪强度指标差别很大。目前，确定抗剪强度指标的方法主要有：①直剪试验的快剪和固结快剪，②三轴试验，③原位测试的十字板剪切试验。
2.2 土压力计算
基坑支护结构土压力计算大多以朗肯土压力和库伦土压力理论为基础。用的更多的是朗肯土压力理论。有的采用土压力三角形分布简图；有的采用梯形简图。墙或桩顶发生很小位移时，主动土压力即可发挥出来，而被动土压力充分发挥时需有大得多的位移，这往往是实际工程所不允许的；对于悬臂式和单层支撑（或单锚式）支护，开挖过程中一般都能达到主动土压力极限状态；而对多层支撑（或多层拉锚）式，其土压力比较复杂，墙或桩位移产生拱效应，从而在挖方以下的土压力减小，在支撑附近侧压力增大，此外，侧压力还与支撑是否施加预载及支撑刚度有关，故对于排桩悬臂式支护，一般采用三角形简图，但被动土压力需作一定折减，以减小排桩的水平变位；当用等值梁法计算排桩内支撑支护、排桩锚拉支护时，可选用梯形简图。
3 存在问题
尽管深基坑支护工程的设计与施工已积累丰富经验，但由于在理论和实践上，都还存在许多不成熟与不完善之处，至今仍存在不少问题。
3.1 基坑工程勘察问题
基坑工程勘察常常不能满足设计要求，土层抗剪强度指标试验方法及取值不统一。基坑工程勘察应满足规范中规定的要求，包括勘察范围、勘探点的深度及间距，场地水文地质勘察、岩土工程测试参数、基坑周边环境的勘查及对基坑工程的建议等，其中尤其重要的是岩土工程测试参数及对基坑周边环境的勘查。现有岩土工程报告中岩土的取样数量均偏少，岩土参数测试值变异较大，大部分岩土抗剪强度参数取值均为经验值，直接导致基坑工程计算结果的不够准确。
对于基坑周边环境的勘查则很少有勘察报告能达到基坑设计阶段的要求，周边建筑物的结构型式、基础型式及埋深、与基坑周边的距离等描述一般均过于粗略，对于地下管线的描述则更不清晰，管线的类型、接头型式、管径及埋深等都不详。
3.2 施工质量问题
基坑工程特别是土钉墙和喷锚工程专业特殊性强，许多施工单位没有岩土工程专业工程经验，甚至对岩土工程专业知识知之甚少，有的甚至完全不懂；但出于利益的驱使，偷工减料的现象时有发生，特别是有的土方开挖单位，为了方便省钱，根本就没有分层开挖，基坑工程一次开挖到底，直接导致坑顶开裂、坑壁失稳。基坑工程除保护周边环境外，还要保证坑内工程桩的安全，软土基坑必须分层均衡开挖，每层高度不宜超过1m。饱和流塑状态的淤泥层，对桩周的约束效应很低，工程桩（预应力管桩）的横截面，不论是横向抗切的配筋，还是截面积都相对比较薄弱。由于土方开挖未严格按要求进行，桩体位移、倾斜、断裂很容易发生，类似的事故不少。某商城基坑支护结构未按要求施工，随意减少重力式挡墙之水泥搅拌桩数量，致使发生基坑侧壁滑坡，工程桩倾斜、折断。在未进行基坑侧壁支护加固补强的情况下，强行方开挖，再次导致补打的工程桩受到破坏。
4结束语
综上所述，深基坑工程项目越来越多，基坑开挖深度也越来越深。由于基坑周边地面建筑和地下设施密集，且地质条件复杂多变，深基坑支护的难度也越来越大，造成经济损失和不良社会影响。因此，研究适用地质条件的新深基坑支护技术是必要的。
参考文献：
[1]陈祖煜.土坡稳定分析通用条分法及其改进[J].岩土工程学报，1983（4）：13-29.