2011年11月
建材国装饰
对深基坑支护技术的探讨
朱坤
(报华建设集团有限公司)
施工技术
摘要：本人结合实际工作经验，对一些深基坑支护设计与随工，提出了深基坑支护类型及适应范图，简述深基坑设计理论及其存在的一些间题，并对深基坑支护工程的技术应用进行了个人的思考。
关键调：支护设计；深基坑；基坑支护
深基坑工程是随着城市建设事业的发展而出现的一种较类型的岩土工程，基坑支护设计是一个综合性的若土工程问题既涉及土力学中典型强度与稳定间题，又包含了变形间题，同时还涉及到土与支护结构的共同作用以及结构力学等问题，随着对这些间题的认识及其对策研究的
深入，越来越多的新技术在深基坑工程中也得到应用。 1深基坑支护类型
①土钉墙支护；②揽拌桩支护：③柱列式灌注桩、排桩支护：④内支撑和锚杆支护：③钢板桩支护：③地下连续墙。
2深基坑支护的土压力 2.1土强度指标的选择
土的抗剪强度指标C.与土的固结度有密切的关系，土的固结过程就是土中孔降水压力的消散过程，对于同一种土，在不同排水条件下进行试验，可以得出不同的抗剪指标C和中，故试验条件的选取应尽可能反映地基土的实际工作状态。在基坑支护设计中应采用三轴试验的指标，才能保证选取参数值的客观性和准确性。对于黏性土，计算围护结构背后由自重应力而产生的主动土压力采用三轴试验的固结不排水剪的指标与实际工作状态较致，但由地面临时载而产生的土压力，通常采用三轴不排水剪指标较合理，特别对于软黏性土，最好采用现场十字板的原位测试方法确定C和中，因为室内试验的扰动影响太明显，强度指标偏低，使设计过于保守。计算基坑内被动士压力时，一般宜采用三辅固结不排水剪。对于砂土，由于排水固结迅速，对于任何情况，均可采用排水剪指标，或采用固结不排水剪经孔障水压力修正后的C，值来计算土压力。
2.2土压力计算理论及方法
①试验结果证实了太沙基理论的定性结论，土压力大小取决于位移的大小和位移方向：②实测结果表明，当变形小于5%H(H为开挖深度) 时，被动土压力仍然能得到充分发挥，所以说，对于深基坑工程的实际变形情况而言，套用一些经验的位移指标来判断墙前土体是否达到被动极限状态，是有局限性的；③在黏性土上的许多基坑支护工程，护坡桩钢筋强度未完全发挥，实际钢筋应力还低于钢筋的设计强度，造成很大浪费，而造成钢筋应力低的原因主要是计算土压力大于实际土压力。实验还表明，把基坑支护结构视为平面不合理，因为基坑工程的"角效应"即土压力的空间效应，对墙体位移有明显的抑制作用。利用这种空间效应可以
在两边折减桩数或减少配筋量。 2.3水土压力的合算与分算
按照有效应力原理，可知”土、水压力分算"比”土、水压力合算"概念要清楚。但由于要测得有效应力强度指标，一般试验难以做好，而且水、土压力合算法在一些软黏土地区的临时性开挖工程中土压力计算值与实测值较为符合。
土在有水作用时，增后土压力主要是水、土压力共同作用的结果，在末搞清水、土耦合效应的前提下，水、土压力合算是一个包含一定的实践经验的综合方法，对工程实践来说是有利的、为搞清墙后土体在水、土共同作用下的破坏机理，进行水、土压力分算，是符合系统科学原理的方法。
3支护结构计算方法 3.1静力平衡法
静力平衡法亦称自由端支承法，该法假定围护结构是刚性的，并可绕支撑点转动。围护结构的前侧产生被动土压力，后侧产生主动土压力。静力平衡法适用于围护结构的入土深度不太深即底端非嵌固的情况，此
万方数据
时围护结构由于土压力的作用而达到极限平衡状态。利用墙前后土压力
的极限平衡条件来求插入深度、结构内力等。 3.2等值梁法
单支撑(错拉)埋深板桩计算，将其视为上端简支、下端固定支承，变形曲线有一反弯点，一般认为该点弯矩值为零，于是可把挡土结构划分为两段假想渠，上部为简支，下部为一次超静定结构，其弯矩图不变，该法称为等值架法。实践表明，等值梁法计算板桩是偏于安全的，实际设计计算常将最大弯矩予以折减，折减经验系数为0.6-0.8，一般取0.74。等值渠法基于极限平衡状态理论，假定支挡结构前后受极限状态的主被动土压力作用，不能反映支挡结构的变形情况，亦即无法预先估计开挖对周
图建筑物的影响，故一般仅作支护体系内力计算的校核方法之一 3.3弹性地基的m法
基坑工程弹性地基果法取单位宽度的挡墙作为竖直放置的弹性地基渠，支撑简化为与截面面积、弹性模量和计算长度等有关的二力杆弹簧。弹性地基架法中土对支挡结构的抗力(地基反力)用土弹簧模拟，地基反力的大小与挡境的变形有关，即地基反力由水平地基反力系数同该深度挡墙变形的乘积确定。即fmy,其中，f为土对支挡结构的水平地基反力，kN/m:为比例系数.kN/m:为计算深度，m:为计算点处编的水平位移m。弹性地基渠的m法优点是考虑了支护结构与土体的变形协调。工程实践表明，在软土中的悬臂桩支护计算采用m法，计算位移与实测位移有报大差异，实测位移是计算值的好几倍，这说明桩后土体变形已不再属于弹性范围。另外，m法无法直接确定支护结构的插入深度，通常假定试算有很大的随意性，有时桩底落在软弱土层中，还需经验来修正。 3.4弹塑有限元法
有限单元法作为今后基坑支护设计计算的发展方向，它的优点是考虑了土体与结构的变形协调，而且可以得出塑性区的分布，从而判断支护结构的总体稳定性。但选取合理的本构模型与计算参数，以及型性区范围与稳定性之间的定量关系均缺乏经验。目前，随着计算机技术及系统科学的发展，为有限单元法的完善提供了更有利的工其。在结构计算方面，建立了能考患基坑围护结构和土压力的空间非线性其同作用理论及其计算方法，并编成程序，方便高效地完成基坑围护工程的计算。
4地下水治理 4.1明排水治理法
在填土、浅层黏性土中开挖基坑，经计算和现场试验判断不可能发
生坑底突涌或侧壁渗漏、流土，可采用明沟盲沟排水方法。 4.2并点降水治理法
降水治理方法适用以下条件；①地下水位较浅的砂石类或粉土类土层：②周围环境容许地面有一定的沉降：③止水惟帮密闭，坑内降水时坑外水位下降不大：①基坑开挖深度与抽水量均不大，或基坑施工期较矩； ③有有效措施足以使邻近地面沉降控制在容许值以内：③具有地区性成熟经验，验证降水对周围环境不产生大的不良影响。填土、粉土及含薄层粉砂的粉质黏土含水层涌水量不大时，适用轻型并点降水。黏性土、融泥质土和粉土，适用电渗井点降水，砂土、粉土地层适用喷射井点降水，砂土、碎石土和岩石地层适用管井井点降水，管井降水可根据水文地质条
件，水位降幅要求和环境保护要求采用完整并或非完整并。 4.3
隔渗治理法
采取隔渗措施治理方法适用以下条件：①开挖深度以上或坑底以下接近坑底部位分布有粉土、粉砂，有可能产生流土时:②邻近基坑有地表水体(潮塘、果道、河流)，与基坑之闻没有可幕隔水层时：③有承压水突
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