浅析深基础支护结构设计施工
中图分类号：TU755 文献标识码：A 文章编号：1008-925X(2011)07-0061-02
摘要：本文首先介绍了深基础基坑支护的设计原则及参数选取，进而提出了深基础基坑支护的施工作业过程，可以为基坑设计与施工作业管理人员提供合理的参考。
关键词：深基础 支护结构 设计与施工
在城市内部，由于建筑物比较密集，建筑物基础的资质水文条件比较复杂，因此，基坑支护的设计与施工成为基础工程的关键部分。科学的进行支护设计，合理的选择支护施工方案，对于确保基坑作业的安全顺利进行，保证基础以及建筑物的施工质量，缩短工期以及节约成本投入具有重要的意义。
1 深基础基坑支护设计
1.1 深基础基坑支护设计原则。
对于建筑物深基础而言，其基坑支护设计是保证基础安全的必要条件，因此，基坑支护的设计必须遵循安全可靠，经济合理，以及便于施工的原则。首先，支护结构的选择必须按照相关的规范要求，要做到确保坑壁的稳定以及基坑施工安全。其次，能够满足邻近建筑物以及地下管线的正常使用。第三，要便于施工作业，便于挖土以及模板安装、钢筋绑扎与混凝土浇筑作业的实施，支护工期较短经济合理的原则选择支护形式并制定施工方案。
1.2 深基坑支护设计参数的确定
1.2.1 深基坑支护土压力计算。对于深基础基坑支护土压力的计算，目前仍然沿用简化后的库仑公式以及朗金公式作为计算公式，在土压力计算中常用的计算公式：
土压力计算在工程实际验算过程中必须经过合理的修正，从而尽可能的满足工程实际情况的需求。
1.2.2 土压力计算中抗剪强度指标的确定。抗剪强度直接反映土体的承载能力，因此抗剪强度指标对于支护结构设计具有非常重要的作用，对于抗剪强度指标的确定，首先应根据工程实际情况确定分析方法，从而确定采用总应力或有效应力强度指标，之后根据不同测试方法测试。在工程实际应用中，砂性土大多用直剪试验代替三轴试验方法得到强度指，粘性土大多采用直剪方法得到的强度指标，由于粘土的三轴与直剪内摩擦角之比的分散性较大，在实际工程中，不宜采用直剪方法获取地基土的强度参数，以避免设计中选择强度参数的可靠度较差。
1.2.3 水压力的计算。在基坑支护设计中，水压力计算大多采用水土合算的计算方式，对与淤泥质土可采用水土合算方法计算出土压力，不需单独计算水压力，采用饱和重度即可。对砂类土一般采用水土分算。
2 深基础基坑施工
2.1 支护结构的选择及施工。
基坑的支护形式种类较多，在基坑施工作业中，经常使用的支护形式主要有以下几种形式：
2.1.1 悬臂式支护结构。悬臂式支护结构是指不带内撑以及拉锚的板、排桩墙与地下连续墙支护结构的统称，悬臂式支护结构必须依靠其足够的入土深度和结构的抗弯能力来确保支护结构的稳定与安全，一般由钻孔灌注桩、沉管灌注桩、预制桩或钢板桩组成桩排挡墙。由于悬臂式支护结构桩入土深度以及桩身弯距大，因此施工成本较高，而且对周围邻近建筑的影响比较大。
2.1.2 水泥土桩墙支护结构。水泥土桩墙支护结构是重力式围护墙的一种，主要通过水泥作为固化剂经过深层搅拌机械在将水泥以及土体强制搅拌，从而形成具有一定强度和稳定性的的水泥土复合桩。水泥土桩墙支护结构主要是依靠墙体的自重来平衡内外土压力差，特别适用于适合软土地区的基坑支护结构设计。
2.1.3 内撑式支护结构。内撑式支护结构一般由支护结构体系与内撑体系构成，支护结构中，支护桩常大多采用钢板桩或者钢筋混凝土桩，支护墙通常采用采用地下连续墙或者钢筋混凝土桩排桩墙的形式。内支撑可以一般采用钢筋混凝土梁或者是钢管支撑，钢筋混凝土支撑体系刚度较好、变形量小。钢管支撑加载预压力便捷，而且可以回收再利用。由于内撑式支护结构可适用各种土层和基坑深度，因而在基坑支护工程中较为常用。
2.1.4 门架式支护结构。们驾驶支护结构较常见的形式主要有钢筋混凝土灌注桩、压顶梁和联系梁形成空间门架式支护结构体系。门架式支护结构支护深度相对较大，属于悬臂型支护。门架式支护结构主要用于开挖深度已超过悬臂式支护结构的合理支护深度的，属于对悬臂支护结构的延伸替代。
2.1.5 土钉墙支护结构。土钉墙支护结构一般情况下采取砂浆锚杆的形式进行支护，也有采用打入或射入方式设置土钉。土钉墙支护结构施工流程为边开挖基坑，边在土坡中设置土钉，并在坡面上铺设钢筋网通过喷射混凝土形成混凝土面板，形成土钉墙支护结构。
2.2 排水作业。
在深基础基坑施工过程中，必须重视排水问题。为防止地下水深入基坑，深基础土方施工需要隔渗处理，即利用高压喷粉、深层搅拌形成的水泥土墙,隔绝地下水渗入基坑内。排水作业时必须时刻观测地下水位变化情况,以免导致周围建筑物原地下水位变化。
2.3 深基础地基土加固。
目前常用的地基土加固施工方案主要有水泥土深层搅拌桩，旋喷桩以及注浆三种形式，对于基坑支护土体加固位置来说，加固围护墙体的被动侧可以有效提高被动区土体抗力，从而减少围护墙侧向位移。加固围护墙体的主动侧可以减少主动区土的压力，同时增强防渗帷幕的作用。对于基坑坑底以下的加固，应该在土体开挖前在坑底下部位置与围护墙底平面上之间做不透水加固土层，通过与周围墙体形成一体，利用加固土层以上的土重平衡以及抵抗承压水。
2.4 土方开挖。
在基坑土方开挖过程中，对于面积较大的基坑，应该采取分块分区对称开挖的形式。在开挖作业过程中遵循首先开槽支撑，先支撑后开挖，分层实施开挖以及避免超挖的原则。土方开挖作业应尽可能的缩短基坑无支撑的时间，对于同一基坑深浅不同时，应按照先浅后深的原则，如果施工作业现场两基坑相邻，应该采取先深后浅的作业方式。
3 结语
随着我国城市建设规模的不断扩张，高层以及超高层建筑日益增多，高层建筑深基础的设计与施工成为基础工程的研究重点。高层建筑深基础支护的设计与施工质量直接关系到建筑物基础施工的安全稳定，因此，合理的确定基坑支护验算重点设计参数，科学的选择支护结构并制定施工方案，对于确保深基础基坑作业安全，保证建筑物基础的施工质量具有重要的意义。
参考文献
[1] 赵明华,俞晓.土力学与地基基础[M] . 武汉:武汉理工大学出版社,2006:282-289
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