基坑围护存在的问题及支护技术初探

基坑围护存在的问题及支护技术初探

由于近年来深基坑围护工程施工难度和数量的不断增加，基坑支护的设计和施工的可靠性变得越来越重要。本文就这一问题进行初步讨论，总结出一些经验教训和对策。

标签 基坑围护；问题；支护技术

1 目前地基深基坑支护中存在的问题

地基深基坑支护设计与施工是一项系统工程，必须具有结构力学、土力学、地基基础、地基处理、原位测试等多种学科知识，同时要有丰富的施工经验，并结合拟建场地土质和周围环境情况，才能制定出因地制宜的围护结构方案和管理办法。近几年来，工业、民用与市政工程建设处于大发展时期，有些施工单位因种种原因致使深基坑施工中事故不断。目前地基深基坑支护中存在以下问题：

1.1 重力式挡土墙的稳定性差

重力式水泥搅拌桩作为挡土墙在浅基坑(-6m)中作围护结构是成功的，重力式搅拌桩作挡墙在浅基坑应用成功之后，有些单位开始用于深基坑围护结构中。如果地质条件、周围环境、施工质量好的话，部分深基坑(-7m)采用重力式搅拌桩作围护结构也是成功的。但是， 不具备上述条件时就会造成事故。如某工程基坑开挖深度 -7.8m，采用搅拌桩为挡土结构，经开挖后，挡土墙发生严重的位移，造成工程桩向中心倾斜，搅拌桩墙体发生严重开裂和倾斜现象。

1.2 现场管理不善

对基坑围护的施工设计粗制滥造，不讲原则，只图省钱的现象不无存在；有的虽有方案，但不按工况规定去做，特别是深基坑施工管理薄弱，建设方为省钱， 自行对外发包基坑施工任务，自行管理，结果发生围护结构倒坍事故。杭州某大型深基坑工程，深度达10米，占地面积约8000余平方米，设计施工为一家单位， 为中标不惜增加施工风险，一味优化设计方案，降低工程造价，特别是对支护结构作了大幅调整，从而导致基坑施工过程中一侧发生支护结构崩塌，基底土隆起， 支撑碎裂的严重后果，造成重大的损失。

1.3 深基坑内不降水开挖土方

一般深基坑开挖深度超过6m，坑内地基土处于污泥质粘土层，该土层有许多薄层粉细砂层，地下水呈水平渗透较强的现象，当基坑开挖不降水时，由于开挖坡度较陡和挖土机振动的影响，土的强度有所降低，土体将发生滑动。为此，我们建议深基坑内采用降水并分层挖土方法，以避免该类事故的发生。

1.4 基坑周围严重堆载造成塌方事故

在基坑支护结构设计中，基坑周围地面堆载一般取10-20kN/m m，然而由于施工现场狭窄，大量建筑材料，特别是钢筋、管材堆放在基坑邊上，例如：浦东某工程的基坑边堆放了近400 t钢材，增加了挡墙背后的主动土压力，从而加剧了基坑失稳的危险性，因此，在深基坑施工过程中要严格控制地面超载。

1.5 支撑结构不合理，施工质量差

目前深基坑平面尺寸越来越大，基坑宽度达数十米甚至上百米，如果采用“十”字形接头，则支撑平面刚度较大；支撑的支点数量少，连接不牢固，有的挖土机在上面工作，造成支撑杆下挠，当弯曲变形到一定程度之后，丧失支撑作用，对基坑稳定造成严重的威胁；支撑间距设计过稀，由于围擦断面较小，结果围擦发生较大的弯曲变形。

1.6 围护结构注浆质量差

采用钢板桩或灌注桩作为挡土墙结构，均要求背后用水泥搅拌桩或注浆作防水帷幕。目前因注浆工艺不完善，难以保证注浆均质性，有的堵住了，有的未见注浆体，当基坑开挖以后，沿灌注桩之间有渗水漏水现象，若因基坑外露时间长， 其结果使基坑外地下水形成降水漏斗曲线，导致地基土产生不均匀沉降，必然引起周围建筑物开裂、倾斜。

1.7 监测技术未被重视，分析能力差

深基坑施工是很复杂的，一出事就是大事故。有的建设单位往往对监测技术不够重视，凭老经验办事；有的深基坑施工不排监测手段，盲目施工；有的虽设置一些测点，但对资料数据不认真分析，如某工程打桩时，观测位移数量较大， 决策人员还认为问题不大，仍继续施工，结果出现严重的挤土，围护结构破坏的事故。另一工程观测结果虽然天天上报，但无人分析，未被现场人员重视，分析能力低，从而导致事故的发生

2 深基坑围护中的土钉墙支护技术

土钉墙支护技术，是在被加固土体内植入一定长度和密度的细长杆件与喷射混凝土面板相结合，形成一个类似重力式挡土墙。锚杆一般采用Ф18～Ф32的螺纹钢筋或Ф50钢管制作，并采用高压注浆而形成。其抗拔力主要由锚杆与土体的摩擦力及一部分抗剪力组成。在被支护土体表面铺设钢筋网并喷射一定厚度的混凝土，调节各锚杆及土体应力分布，使其与土体共同作用，弥补土体自身强度的不足，并通过增强边坡土体自身稳定性，形成主动约束机制的复合土体，不仅有效地提高了土体的整体刚度，又弥补了土体抗拉、抗剪强度低的弱点。通过相互作用，土体自身结构强度潜力得到充分发挥，改变了边坡变形和破坏性状，显著提高了整体稳定性。土钉墙支护一般按下列工序施工：首先对局部开挖修整后的土壁进行一次混凝土喷射，随即布孔，用机钻或洛阳铲等设备成孔，成孔至设计深度后，置入杆件再进行压力注浆，在第1次喷层上安装绑扎钢筋网和销定锚

头，然后喷混凝土到设计厚度。特殊情况下也可将上述程序进行调整变通使用，可以先装锚杆后喷混凝土，施工灵活性较大。

混凝土在高压空气作用下高速喷向受喷面，在喷层与土层面产生嵌固效应。锚杆深固于土体内部，主动支护土体，并与土体共同作用，有效保持和提高围土强度，使土体变荷载为支护结构。钢筋网能有效地调整喷层与锚杆内应力分布，增强支护体的柔性和整体性，将传统支护被动受力结构体系变为主动受力结构体系。

深基坑围护结构设计，一方面要有理论作指导，另一方面还要具有丰富的实践经验，必须由施工总承包单位负责，委托有资历的单位进行设计。在深基坑围护结构设计的同时，应将监测方案一并考虑，提出监测内容及要求，选择有经验的监测单位实施，以便及时得到可靠数据和建设性意见。