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摘要：根据目前的形势深基坑工程施工事故频发，而且事故一旦发生，极易造成群死群伤，后果相当严重，究其原因，主要是施工方案及施工过程中各种安全预控措施不到位。本文针对深基坑支护结构选型、深基坑工程支护设计计算进行了探讨，并对存在的问题进行了分析，对建筑深基坑施工中应注意的问题提出了相关建议。
关键词：深基坑；支护；施工；技术
0 引言
随着国民经济建设的迅猛发展，高层及超高层建筑在大中城市如雨后春笋般的涌现，由于城市化建设步伐的加快，对建筑业科技进步也起着极大的推动作用。高层及超高层建筑的施工技术水平随着工程建设的发展而不断提高，尤其近年来有了突破性的重大进展。当今世界上一些先进的高层和超高层结构体系，都进入了我国的建筑设计和施工领域。特别是高层及超高层建筑基础具有复杂性，按其功能要求分为箱形基础、筏形基础两大类。箱形基础主要解决承载力不足问题，住宅建筑多采用箱形基础，埋深一般都在5m以上。商业建筑地下部分因供停车或营业需要，一般采用筏形基础，上部为框架结构，地下多达3-4层，埋深达10m以上，由于用地紧张，常常将各栋建筑的地下部分连成一片，形成大底盘，这就出现了大面积深基坑支护新的技术问题。
1深基坑支护结构的选型
深基坑土方施工，当施工现场不具备放坡条件，或通过放坡及加设临时支撑不能保证施工安全满足施工要求时，一般采用支护结构进行临时支挡，以保证深基坑的土壁稳定。深基坑支护结构的选型有自立式支护、桩锚支护、喷锚支护、组合型支护等。
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。这种支护结构的优点是挡墙厚度大，整体性、稳定性、隔水性良好，施工速度快，工程造价一般低于冲、钻孔灌注排桩，坑内无支撑结构，便于机械挖土和地下室工程施工：其缺点是挡墙占地面积大，且其强度受到土层含水量和有机质含量的影响。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
1．3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，当超出红线以外时需征得业主的同意。
1．4组合型支护当基坑内有几种深度、或者土层分布变化较大、或者基坑各侧的环境条件有较大差别时，可因地制宣地采用不同的组合支护方式， 以充分发挥各种材料及支护结构类型的优越性，降低工程造价。组合型支护方式主要有：① 上部放坡(或土钉墙)下部钢筋混凝土悬臂排桩(或桩锚)的组合；② 拱形水泥土墙与钢筋混凝土灌注桩或H型钢的组合；③钢筋混凝土排桩与桩间高压旋喷桩的组合；④ 支护桩与用压力注浆或水泥土搅拌桩加固被动区的组合：⑤ 土钉墙与水泥土搅拌桩组合；⑥ 土钉墙与微型注浆桩组合；⑦ 土钉墙与预应力锚索组合；⑧各种支护结构与由水泥土搅拌桩或高压旋喷桩形成的封闭止水帷幕组合。除此之外，还有钢板桩、逆作法、预制混凝土桩、钻孔灌注桩、挖孔灌注桩等多种类型。其中，排桩或土钉墙支护是近几年来深基坑支护的主要形式。
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。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：直剪试验的快剪和固结快剪；三轴试验；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。对软土、冲积粘性土等渗透性能较差的土层，采用水土合算；而对于砂层和杂填土等渗透性良好土层，采用水土分算。对于无止水帷幕的基坑支护工程，应考虑渗透力的影响。但计算土压力的大小，与实际情况是否相符，应通过大量现场测试，不断总结经验，才能使土压力计算符合实际。
关键词：深基坑；支护；施工；技术
0 引言
随着国民经济建设的迅猛发展，高层及超高层建筑在大中城市如雨后春笋般的涌现，由于城市化建设步伐的加快，对建筑业科技进步也起着极大的推动作用。高层及超高层建筑的施工技术水平随着工程建设的发展而不断提高，尤其近年来有了突破性的重大进展。当今世界上一些先进的高层和超高层结构体系，都进入了我国的建筑设计和施工领域。特别是高层及超高层建筑基础具有复杂性，按其功能要求分为箱形基础、筏形基础两大类。箱形基础主要解决承载力不足问题，住宅建筑多采用箱形基础，埋深一般都在5m以上。商业建筑地下部分因供停车或营业需要，一般采用筏形基础，上部为框架结构，地下多达3-4层，埋深达10m以上，由于用地紧张，常常将各栋建筑的地下部分连成一片，形成大底盘，这就出现了大面积深基坑支护新的技术问题。
1深基坑支护结构的选型
深基坑土方施工，当施工现场不具备放坡条件，或通过放坡及加设临时支撑不能保证施工安全满足施工要求时，一般采用支护结构进行临时支挡，以保证深基坑的土壁稳定。深基坑支护结构的选型有自立式支护、桩锚支护、喷锚支护、组合型支护等。
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。这种支护结构的优点是挡墙厚度大，整体性、稳定性、隔水性良好，施工速度快，工程造价一般低于冲、钻孔灌注排桩，坑内无支撑结构，便于机械挖土和地下室工程施工：其缺点是挡墙占地面积大，且其强度受到土层含水量和有机质含量的影响。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
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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。1．3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，当超出红线以外时需征得业主的同意。
1．4组合型支护当基坑内有几种深度、或者土层分布变化较大、或者基坑各侧的环境条件有较大差别时，可因地制宣地采用不同的组合支护方式， 以充分发挥各种材料及支护结构类型的优越性，降低工程造价。组合型支护方式主要有：① 上部放坡(或土钉墙)下部钢筋混凝土悬臂排桩(或桩锚)的组合；② 拱形水泥土墙与钢筋混凝土灌注桩或H型钢的组合；③钢筋混凝土排桩与桩间高压旋喷桩的组合；④ 支护桩与用压力注浆或水泥土搅拌桩加固被动区的组合：⑤ 土钉墙与水泥土搅拌桩组合；⑥ 土钉墙与微型注浆桩组合；⑦ 土钉墙与预应力锚索组合；⑧各种支护结构与由水泥土搅拌桩或高压旋喷桩形成的封闭止水帷幕组合。除此之外，还有钢板桩、逆作法、预制混凝土桩、钻孔灌注桩、挖孔灌注桩等多种类型。其中，排桩或土钉墙支护是近几年来深基坑支护的主要形式。
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。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：直剪试验的快剪和固结快剪；三轴试验；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。对软土、冲积粘性土等渗透性能较差的土层，采用水土合算；而对于砂层和杂填土等渗透性良好土层，采用水土分算。对于无止水帷幕的基坑支护工程，应考虑渗透力的影响。但计算土压力的大小，与实际情况是否相符，应通过大量现场测试，不断总结经验，才能使土压力计算符合实际。
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