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【摘要】深基坑支护是地下基础施工中涉及到多学科的综合性系统工程。常用的施工方法主要有排桩、地下连续墙法、土钉墙、水泥土墙、放坡开挖、逆作拱墙等几种。
【关键词】深基坑；支护；施工方法
中图分类号：TU74 文献标识码：A
0 引言
随着地下空间的广泛开发利用及大量的高层建筑兴建，深基坑工程越来越多的出现在房屋建筑、港口、水利、路桥、市政等工程领域。如何保证深基坑周边相邻建（构）筑物的正常安全使用，确保深基坑内建（构）筑物和施工人员的安全，成为广大工程建设者面临的新课题。本文根据近年来的工程实践经验，简要阐述深基坑支护工程常用的施工方法。
1 深基坑支护工程介绍
深基坑工程是指开挖深度超过5m（含5m）的基坑（槽）的土方开挖、支护、降水工程或开挖深度虽未超过5m，但地质条件、周围环境和地下管线复杂，或影响毗邻建（构）筑物安全的基坑（槽）的土方开挖、支护、降水工程。深基坑支护是指为保证地下结构施工人员及基坑周边环境的安全，对深基坑侧壁及周边环境采用的支档、加固与保护的措施。建（构）筑物地下部分施工前，需要经过正确的定位放线，基坑开挖前在留有工作面的边线处事先施工挡土结构。深基坑支护工程有以下几方面的特点：
1.1 临时性和高风险性。深基坑支护工程大多为临时性工程，工程安全储备系数小，存在较大的风险，必须提前做好应急预案。在施工过程中一旦出现险情，需要立即按照预定方案进行抢险和救援。
1.2 区域性强。不同地区的岩土力学性质及地下水位情况差异大，如软粘土地基、黄土地基等工程地质和水文地质条件不同的地基中基坑工程差异性很大。同一城市不同区域也有差异。基坑工程的支护体系设计与施工和土方开挖都要因地制宜，根据本地情况进行。外地的经验可以借鉴，但不能简单搬用。因此要结合工程特点及各地区的地质情况灵活运用。
1.3 综合性强。深基坑支护工程综合了工程地质、土力学、基础工程、结构工程、环境岩土工程等多方面的新型学科，要求深基坑支护工程的设计、施工人员具备多方面的综合专业知识。
1.4 外界环境复杂、不确定作用因素多。深基坑支护结构上的荷载随着外界环境条件变化呈现复杂多样性，如边缘道路上机动车荷载以及地下水管线突然爆裂、边坡雨水冲刷、地下水管涌等情况都是外在不确定变化因素。
2 深基坑支护工程几种常用施工方法
深基坑支护工程有多种施工方法，在工程设计、施工时应本着技术先进、经济合理、确保基坑边坡稳定、基坑周围建筑物道路及地下各种设施安全可靠的原则，同时综合考虑工程水文地质条件、基坑开挖深度、降排水条件、基坑周边环境及荷载、施工季节等因素，做到因地、因时制宜，合理设计、精心施工、严格监控。目前深基坑支护工程常用的施工方法有以下几种：
2.1 排桩
排桩包括钻孔灌注桩、预制桩、深层搅拌桩、钢板桩组合。其中排桩施工根据类型不同又分为悬臂式排桩、土层锚杆排桩、排桩内支撑、钢板桩等常用施工方法。
悬臂式排桩结构是在施工现场以机械成孔后灌注混凝土（或采用预制桩机械沉桩）成桩，按设计要求的直径和桩间距布置组成的支护结构。支撑体系通常由冠梁和排桩组成。排桩顶部设钢筋混凝土冠梁连接。这种方法在软土场地开挖时深度不宜大于5m。
对于大面积的深基坑，通常采用土层锚杆排桩支护，这种支护是在稳定土层中通过专用锚杆钻孔机械在土层中成孔，注入水泥浆或水泥砂浆将钢筋或钢绞线与土体粘结到一起拉结排桩共同挡土。支撑体系通常由腰梁、锚杆和冠梁和排桩几部分组成，这种结构通过锚杆与土体握裹结合，按设计要求施加预应力，可承受很大的拉力，而且具有不需要大型机械、占用场地小、节省钢材、降低造价的优点，这是深基坑支护工程中非常普遍采用的一种支护体系。
排桩内支撑是在排桩内部设置型钢或钢筋混凝土水平支撑，用以支撑坑壁挡土。平面支撑体系通常由腰梁、水平支撑和立柱三部分构件组成。这种支护结构有受力合理、安全可靠、易于控制变形，但是对于面积大、纵横向尺寸大的基坑水平支撑就难以设置，而且坑内施工人员作业时因有纵横向的支撑，给施工造成不便，同时需要大量的支撑材料。
排桩的优点是適应性强、变形小、抗弯强度高，施工时需要的场地小，缺点是预制桩、钢板桩施工时噪音高，而且混凝土排桩不能止水，当地下水位高于深基坑底面时需要采取降水措施。以上几种施工方法，在施工现场应根据不同的条件合理选用。
2.2 地下连续墙
地下连续墙是用机械成槽的施工方法灌注钢筋混凝土形成的地下墙体。支护特点是适应性强、变形小、抗弯强度高，缺点是施工时需要较多的机具设备。地下连续墙主要有预制钢筋混凝土连续墙和现浇钢筋混凝土连续墙两类，现场地下连续墙施工多采用后者。地下连续墙有如下优点：施工时振动小、噪声低，墙体刚度大，对周边地层扰动小；可适用于多种土层，除夹有孤石、大颗粒卵砾石等局部障碍物时影响成槽效率外，对黏性土、无黏性土、卵砾石层等各种地层均能高效成槽。
地下连续墙施工采用专用的挖槽设备，沿着基坑的周边，按照事先划分好的幅段，开挖狭长的沟槽。挖槽方式可分为抓斗式、冲击式和回转式等类型。在开挖过程中，为保证槽壁的稳定，采用特制的泥浆护壁。泥浆应根据地质和地面沉降控制要求经试配确定，并在泥浆配制和挖槽施工中对泥浆的相对密度、黏度、含砂率和pH值等主要技术性能指标进行检验和控制。每个幅段的沟槽开挖结束后，在槽段内放置钢筋笼，并浇筑水下混凝土。然后将若干个幅段连成一个整体，形成一个连续的地下墙体，即现浇钢筋混凝土壁式连续墙。
2.3 土钉墙
土钉墙是采用土钉或预应力锚杆加固基坑侧壁土体，同时喷射钢筋混凝土护面，共同组成支撑结构。施工时按设计要求开挖工作面，修整边坡，埋设喷射混凝土厚度控制标志，喷射第一层混凝土，钻孔安设土钉或预应力锚杆，注浆安设连接件，绑扎钢筋，再喷射第二层混凝土，并同时设置坡顶、坡面和坡脚的排水系统。这也是支护工程常采用的一种施工方法，其特点有支护结构简单、可止水、安全可靠、施工机具简单、施工灵活方便、造价低、对周边环境污染影响小、噪音低。其缺点是这种方法适用基坑侧壁安全等级为二、三级的非软土场地，基坑开挖深度不宜大于12m。
2.4 水泥土墙
水泥土墙是采用机械成孔由水泥土桩相互搭接形成的连续型、格栅型的重力式挡土止水墙，同时具备挡土和止水的作用。这种支护方法施工速度快、材料简单、造价低。缺点是适用于基坑侧壁安全等级低且基坑深度不宜大于6m。
2.5 放坡开挖
放坡法是根据现场土质情况及施工规范允许的坡率放坡开挖基坑。当地质条件较好、基坑周边具备放坡场地、降水及放坡开挖不影响相邻建(构)筑物和管线安全的情况下，可采用全深度或部分深度放坡的开挖方法。这种方法的优点是不用支撑结构，在基坑周围满足放坡条件的工程采用非常普遍。其缺点是施工现场须具备开阔场地，开挖土方量大。放坡开挖适用于基坑侧壁安全等级为三级的基坑工程。
2.6 逆作拱墙
逆作拱墙是指在平面上将地下连续墙体或排桩做成闭合拱形的支护结构。这种结构的特点是结构承受压力，底部不用嵌固，埋深小，受力安全可靠，施工方便、效率高，造价低。缺点是适用基坑侧壁安全等级为二、三级，在淤泥和淤泥质土场地不宜采用，基坑深度不宜大于12m。
3 与深基坑支护工程相关的其它方面工作
深基坑支护施工与基坑开挖大多是同步实施，在有地下水的基坑施工过程中，还要兼顾对基坑实施降水作业，同时对其支护结构本身及周围建（构）筑物、道路及地下各种管线等设施进行监测，这包涵与深基坑支护施工密不可分的两个方面工作：地下水控制和基坑工程监测。
3.1 地下水控制
地下水控制的设计和施工要满足深基坑支护结构的安全使用要求，其方法要根据施工场地实际情况及深基坑周边工程地质、水文地质和环境条件，并结合采用的具体深基坑支护方案和地下基础施工方案等综合因素确定。地下水控制常用的施工方法有集水明排、降水（包括真空井点、喷射井点、管井三种）、截水以及回灌等型式单独或组合使用。
3.2 基坑工程监测
在基坑开挖深度超过5m或开挖深度未超过5m，但施工场地地质、水文条件和基坑周围环境非常复杂的情况下，必须实施基坑工程监测，监测单位须根据深基坑支护工程编制专项监测方案。监测方案主要内容包括工程概况、监测依据、监测目的、监测项目、测点布置、监测方法及精度、监测人员及主要仪器设备、监测频率、监测报警值、异常情况下的监测措施、监测数据的记录制度和处理方法、信息反馈制度等。必须论证的基坑工程监测方案要组织专家进行专门论证。
4 结语
深基坑支护工程是各种土木和建筑工程的重要组成部分，其结构设计、施工的安全可靠性对保证建设主体工程、相邻建（构）筑物、市政公用设施和施工人员的生命安全以及经济效益、社会效益意义十分重大。因此，深基坑支护工程的设计和施工者必须严格按照相关规范要求，从思想上高度重视并认真地做好这项工作，确保施工安全。
【关键词】深基坑；支护；施工方法
中图分类号：TU74 文献标识码：A
0 引言
随着地下空间的广泛开发利用及大量的高层建筑兴建，深基坑工程越来越多的出现在房屋建筑、港口、水利、路桥、市政等工程领域。如何保证深基坑周边相邻建（构）筑物的正常安全使用，确保深基坑内建（构）筑物和施工人员的安全，成为广大工程建设者面临的新课题。本文根据近年来的工程实践经验，简要阐述深基坑支护工程常用的施工方法。
1 深基坑支护工程介绍
深基坑工程是指开挖深度超过5m（含5m）的基坑（槽）的土方开挖、支护、降水工程或开挖深度虽未超过5m，但地质条件、周围环境和地下管线复杂，或影响毗邻建（构）筑物安全的基坑（槽）的土方开挖、支护、降水工程。深基坑支护是指为保证地下结构施工人员及基坑周边环境的安全，对深基坑侧壁及周边环境采用的支档、加固与保护的措施。建（构）筑物地下部分施工前，需要经过正确的定位放线，基坑开挖前在留有工作面的边线处事先施工挡土结构。深基坑支护工程有以下几方面的特点：
1.1 临时性和高风险性。深基坑支护工程大多为临时性工程，工程安全储备系数小，存在较大的风险，必须提前做好应急预案。在施工过程中一旦出现险情，需要立即按照预定方案进行抢险和救援。
1.2 区域性强。不同地区的岩土力学性质及地下水位情况差异大，如软粘土地基、黄土地基等工程地质和水文地质条件不同的地基中基坑工程差异性很大。同一城市不同区域也有差异。基坑工程的支护体系设计与施工和土方开挖都要因地制宜，根据本地情况进行。外地的经验可以借鉴，但不能简单搬用。因此要结合工程特点及各地区的地质情况灵活运用。
1.3 综合性强。深基坑支护工程综合了工程地质、土力学、基础工程、结构工程、环境岩土工程等多方面的新型学科，要求深基坑支护工程的设计、施工人员具备多方面的综合专业知识。
1.4 外界环境复杂、不确定作用因素多。深基坑支护结构上的荷载随着外界环境条件变化呈现复杂多样性，如边缘道路上机动车荷载以及地下水管线突然爆裂、边坡雨水冲刷、地下水管涌等情况都是外在不确定变化因素。
2 深基坑支护工程几种常用施工方法
深基坑支护工程有多种施工方法，在工程设计、施工时应本着技术先进、经济合理、确保基坑边坡稳定、基坑周围建筑物道路及地下各种设施安全可靠的原则，同时综合考虑工程水文地质条件、基坑开挖深度、降排水条件、基坑周边环境及荷载、施工季节等因素，做到因地、因时制宜，合理设计、精心施工、严格监控。目前深基坑支护工程常用的施工方法有以下几种：
2.1 排桩
排桩包括钻孔灌注桩、预制桩、深层搅拌桩、钢板桩组合。其中排桩施工根据类型不同又分为悬臂式排桩、土层锚杆排桩、排桩内支撑、钢板桩等常用施工方法。
悬臂式排桩结构是在施工现场以机械成孔后灌注混凝土（或采用预制桩机械沉桩）成桩，按设计要求的直径和桩间距布置组成的支护结构。支撑体系通常由冠梁和排桩组成。排桩顶部设钢筋混凝土冠梁连接。这种方法在软土场地开挖时深度不宜大于5m。
对于大面积的深基坑，通常采用土层锚杆排桩支护，这种支护是在稳定土层中通过专用锚杆钻孔机械在土层中成孔，注入水泥浆或水泥砂浆将钢筋或钢绞线与土体粘结到一起拉结排桩共同挡土。支撑体系通常由腰梁、锚杆和冠梁和排桩几部分组成，这种结构通过锚杆与土体握裹结合，按设计要求施加预应力，可承受很大的拉力，而且具有不需要大型机械、占用场地小、节省钢材、降低造价的优点，这是深基坑支护工程中非常普遍采用的一种支护体系。
排桩内支撑是在排桩内部设置型钢或钢筋混凝土水平支撑，用以支撑坑壁挡土。平面支撑体系通常由腰梁、水平支撑和立柱三部分构件组成。这种支护结构有受力合理、安全可靠、易于控制变形，但是对于面积大、纵横向尺寸大的基坑水平支撑就难以设置，而且坑内施工人员作业时因有纵横向的支撑，给施工造成不便，同时需要大量的支撑材料。
排桩的优点是適应性强、变形小、抗弯强度高，施工时需要的场地小，缺点是预制桩、钢板桩施工时噪音高，而且混凝土排桩不能止水，当地下水位高于深基坑底面时需要采取降水措施。以上几种施工方法，在施工现场应根据不同的条件合理选用。
2.2 地下连续墙
地下连续墙是用机械成槽的施工方法灌注钢筋混凝土形成的地下墙体。支护特点是适应性强、变形小、抗弯强度高，缺点是施工时需要较多的机具设备。地下连续墙主要有预制钢筋混凝土连续墙和现浇钢筋混凝土连续墙两类，现场地下连续墙施工多采用后者。地下连续墙有如下优点：施工时振动小、噪声低，墙体刚度大，对周边地层扰动小；可适用于多种土层，除夹有孤石、大颗粒卵砾石等局部障碍物时影响成槽效率外，对黏性土、无黏性土、卵砾石层等各种地层均能高效成槽。
地下连续墙施工采用专用的挖槽设备，沿着基坑的周边，按照事先划分好的幅段，开挖狭长的沟槽。挖槽方式可分为抓斗式、冲击式和回转式等类型。在开挖过程中，为保证槽壁的稳定，采用特制的泥浆护壁。泥浆应根据地质和地面沉降控制要求经试配确定，并在泥浆配制和挖槽施工中对泥浆的相对密度、黏度、含砂率和pH值等主要技术性能指标进行检验和控制。每个幅段的沟槽开挖结束后，在槽段内放置钢筋笼，并浇筑水下混凝土。然后将若干个幅段连成一个整体，形成一个连续的地下墙体，即现浇钢筋混凝土壁式连续墙。
2.3 土钉墙
土钉墙是采用土钉或预应力锚杆加固基坑侧壁土体，同时喷射钢筋混凝土护面，共同组成支撑结构。施工时按设计要求开挖工作面，修整边坡，埋设喷射混凝土厚度控制标志，喷射第一层混凝土，钻孔安设土钉或预应力锚杆，注浆安设连接件，绑扎钢筋，再喷射第二层混凝土，并同时设置坡顶、坡面和坡脚的排水系统。这也是支护工程常采用的一种施工方法，其特点有支护结构简单、可止水、安全可靠、施工机具简单、施工灵活方便、造价低、对周边环境污染影响小、噪音低。其缺点是这种方法适用基坑侧壁安全等级为二、三级的非软土场地，基坑开挖深度不宜大于12m。
2.4 水泥土墙
水泥土墙是采用机械成孔由水泥土桩相互搭接形成的连续型、格栅型的重力式挡土止水墙，同时具备挡土和止水的作用。这种支护方法施工速度快、材料简单、造价低。缺点是适用于基坑侧壁安全等级低且基坑深度不宜大于6m。
2.5 放坡开挖
放坡法是根据现场土质情况及施工规范允许的坡率放坡开挖基坑。当地质条件较好、基坑周边具备放坡场地、降水及放坡开挖不影响相邻建(构)筑物和管线安全的情况下，可采用全深度或部分深度放坡的开挖方法。这种方法的优点是不用支撑结构，在基坑周围满足放坡条件的工程采用非常普遍。其缺点是施工现场须具备开阔场地，开挖土方量大。放坡开挖适用于基坑侧壁安全等级为三级的基坑工程。
2.6 逆作拱墙
逆作拱墙是指在平面上将地下连续墙体或排桩做成闭合拱形的支护结构。这种结构的特点是结构承受压力，底部不用嵌固，埋深小，受力安全可靠，施工方便、效率高，造价低。缺点是适用基坑侧壁安全等级为二、三级，在淤泥和淤泥质土场地不宜采用，基坑深度不宜大于12m。
3 与深基坑支护工程相关的其它方面工作
深基坑支护施工与基坑开挖大多是同步实施，在有地下水的基坑施工过程中，还要兼顾对基坑实施降水作业，同时对其支护结构本身及周围建（构）筑物、道路及地下各种管线等设施进行监测，这包涵与深基坑支护施工密不可分的两个方面工作：地下水控制和基坑工程监测。
3.1 地下水控制
地下水控制的设计和施工要满足深基坑支护结构的安全使用要求，其方法要根据施工场地实际情况及深基坑周边工程地质、水文地质和环境条件，并结合采用的具体深基坑支护方案和地下基础施工方案等综合因素确定。地下水控制常用的施工方法有集水明排、降水（包括真空井点、喷射井点、管井三种）、截水以及回灌等型式单独或组合使用。
3.2 基坑工程监测
在基坑开挖深度超过5m或开挖深度未超过5m，但施工场地地质、水文条件和基坑周围环境非常复杂的情况下，必须实施基坑工程监测，监测单位须根据深基坑支护工程编制专项监测方案。监测方案主要内容包括工程概况、监测依据、监测目的、监测项目、测点布置、监测方法及精度、监测人员及主要仪器设备、监测频率、监测报警值、异常情况下的监测措施、监测数据的记录制度和处理方法、信息反馈制度等。必须论证的基坑工程监测方案要组织专家进行专门论证。
4 结语
深基坑支护工程是各种土木和建筑工程的重要组成部分，其结构设计、施工的安全可靠性对保证建设主体工程、相邻建（构）筑物、市政公用设施和施工人员的生命安全以及经济效益、社会效益意义十分重大。因此，深基坑支护工程的设计和施工者必须严格按照相关规范要求，从思想上高度重视并认真地做好这项工作，确保施工安全。