结构设计初学（二）之常见基坑支护

 

1.1 常见基坑支护形式及要点

1.1.1 浅基坑支护

（1）斜柱支撑：适用于开挖较大型、深度不大的拮抗或使用机械挖土时。

（2）锚拉支撑：适用于开挖较大型、深度较深的基坑或使用机械挖土，不能安装横撑时使用。

（3）型钢桩横档板支撑：适用于地下水位较低、深度不很大的一般黏性土层或砂土层中使用。

（4）短桩横隔板支撑：适于开挖深度较大的基坑，当部分地段下部放坡不够时使用。

（5）临时挡土墙支撑：适用于开挖宽度大的基坑，当部分地段下部放坡不够时使用。

（6）挡土灌注桩支护：适用于开挖较大、较浅（小于5m）基坑，邻近有建筑物，不允许背面地基有下沉、位移时采用。

（7）叠袋式挡墙支护：适用于一般黏性土、面积大、开挖深度应在5m以内的浅基坑支护。

1.1.2 深基坑支护

深基坑工程是指开挖深度超过5m（含5m），或深度虽未超过5m，但地质条件和周围环境及地下管线特别复杂的工程。

（1）灌注桩排桩支护

排桩根据支撑情况可分为悬臂式支护结构、锚拉式支护结构、内撑式支护结构和内撑-锚拉混合式支护结构。适用于基坑侧壁安全等级为一级、二级、三级。

施工要求：

1）采用间隔成桩的施工顺序，已完成浇筑的桩与邻桩间距应大于4倍桩径；

2）灌注桩桩顶应充分泛浆（石子沉落，砂浆上浮，气泡上浮可认为桩振捣充分），高度不小于500mm，水下灌注混凝土时混凝土强度应提高一级；3）截水帷幕与灌注排桩间的净距宜小于200mm。

（2）地下连续墙支护

具有施工振动小、噪声低，墙体刚度大，防渗性能好，对周围地基扰动小等优点，适用于基坑侧壁等级为一级、二级、三级。

施工要求：

1）导墙：其作用有三，即保证地下连续墙的位置及尺寸，盛放泥浆，基槽护壁防止槽口坍塌。其混凝土强度等级应≥C20，厚度应≥200mm；导墙顶面应高于地面 100mm（防止地表水流入稀释泥浆），导墙高度应≥1.2m；导墙内净距应大于地下连续墙设计厚度 40mm。

2）地下连续墙应分段开挖，单元槽段长度宜为4-6m；

导管与浇筑要求混凝土浇筑导管间距水平布置距离应≤3m，距槽段端部应≤1.5m（一根混凝土管的倾泻范围大概是1.5m）混凝土浇筑导管距底导管下端距槽底宜为300-500mm浇筑混凝土下放钢筋笼4h内浇筑（及时浇筑，防止钢筋锈蚀）浇筑强度应比设计强度提高一级浇筑高度浇筑面宜高出设计标高300-500mm（将与泥浆接触的承载力不达标的首灌灰顶出，最后敲掉以保证质量）压力注浆单元槽段内不少于2根，当长度大于6m时宜增设注浆管；注浆管下端应伸到槽底200-500mm；压力应控制≤2MPa，注浆总量≥80%以上，压力达到2MPa可终止注浆

注：①注浆目的是为了加强底部软弱层，防止单幅墙体沉降过大；②地下连续墙采用跳幅施工。

（3）土钉墙

土钉墙可分为单一土钉墙（深度宜＜12m）、预应力锚杆复合土钉墙（深度宜＜15m）、水泥土桩复合土钉墙、微型桩复合土钉墙等。当基坑潜在面内有建筑物、重要地下管线时，不宜采用土钉墙。适用于基坑侧壁安全等级为二级、三级。

土钉墙构造要求：

构造要求坡比坡比宜≤1:0.2成孔成孔灌浆型/击入式钢管，直径70-120mm土钉钢筋宜为HRB400及以上，直径16-32mm，土钉水平及竖向间距1-2m注浆第一次注浆：水泥砂浆，体积应≥1.2倍孔体积；第二次注浆：第一次初凝后，方进行第二次注浆，采用纯水泥浆，量为第一次的30%-40%，强度不宜低于20MPa；面层钢筋钢筋网直径为6-10mm，间距150-250mm面层砼强度不低于C20，厚度80-100mm，从下往上喷，骨料粒径≤15mm，保护层厚度≥25mm

土钉墙施工要求：

1）土钉墙施工必须遵循“超前支护，分层分段，逐层施作，限时封闭（一般 24h），严禁超挖”的原则要求。

2）每层土钉施工后，应按要求抽查土钉的抗拔力。

抽检比例：不宜少于总数 1%，同一土层应≥3 根。

3）开挖后应及时封闭临空面，应在 24h 内完成土钉安放和喷射混凝土面层（淤泥质土层为 12h）。

4）上一层土钉完成注浆 48h 后，才可开挖下层土方。

5）钢筋网宜在喷射一层混凝土后铺设，采用双层钢筋网时，第二层钢筋网应在第一层钢筋网被混凝土覆盖后铺设。

（4）型钢水泥土搅拌墙（SMW工法）

施工要求有：

1）型钢水泥土搅拌墙宜采用三周搅拌桩机施工。可采用跳打、单侧挤压方式、先行钻孔套打方式等施工顺序。桩与桩的搭接时间间隔不宜大于24h。

2）拟拔出回收的型钢，插入前除锈，拔出后注浆。

3）适用于基坑侧壁安全等级为一级、二级、三级，深度不宜大于12m。

（5）板桩围护墙

板桩包括混凝土板桩和钢板桩，结合内支撑（以钢支撑为主）使用，具有截水的作用。

板桩施工要求有：

1）宜采用振动锤打设。

2）钢板桩身接头在同一标高处不应大于50%。

3）混凝土板桩吊运时，混凝土强度应达到70%，施打时应达到100%。

4）板桩回收应在基坑回填土完成后进行。拔除后的桩孔应及时注浆填实。

适用条件：基坑侧壁安全等级为一级、二级、三级。适用于黏性土、粉土、砂土等较深的基坑，深度不宜大于12m。

（6）水泥土重力式围护墙

水泥土重力式围护墙是指通过搅拌桩基将水泥与土进行搅拌，形成柱状的水泥加固土，而构成重力式支护结构。

施工要求有：

1）围护墙顶部应设置钢筋混凝土压顶板，并与水泥土加固体用钢筋连接。

2）钢管、钢筋和毛竹插入时，应采取可靠的定位措施，并应在成桩后16h内完成。

3）基坑开挖前宜采用钻取桩芯的方法检验桩长和桩身强度，深度大于5m的基坑应采用制作水泥土试块的方法检测桩身强度。

适用于基坑侧壁安全等级为二、三级，适用于淤泥质土，淤泥基坑，深度不宜大于7m。

（7）锚杆（索）

施工要求有：

1）施工前应通过试成锚验证设计指标和施工工艺。

2）锚固段强度大于 15MPa 并达到设计强度的 75%后方可进行张拉。

3）锚杆长度设计应符合下列规定：

①锚杆自由段长度不应小于 5m 并应超过潜在滑裂面并进入稳定土层不小于 1.5m；

②土层锚杆锚固段长度不宜小于 6m；

4）锚杆布置应符合下列规定：

①锚杆上下排垂直间距不宜小于 2.0m，水平间距不宜小于 1.5m；

②锚杆锚固体上覆土层厚度不宜小于 4.0m；

③锚杆倾角宜为 15°~25°，且不应大于 45°，不应小于 10°。