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浅析深基坑支护优化选型摘要:随着社会城镇化发展深基坑支护优化技术已成为当今城市建设必备的关键技术选择合适的深基坑支护方法将从根本上降低工程的建筑成本本文介绍了实际工程中常用的深基坑支护结构为工程设计提供了理论参考。关键词:深基坑;支护;优化;目前在实际工程中深基坑工程支护方案中存在大量的不合理性和不经济性解决这两种现象的有效手段就是对深基坑工程进行优化设计。包括结构截面、支撑或锚杆尺寸、入土深度、护坡桩和土钉墙的配筋等设计。同一基坑采用不同的支护形式其工程造价成本是不一样的合理的支护形式有时甚至可以节约数千万元的成本。例如深圳罗湖车站基坑工程通过对支护型式的优化在强风化岩层中把桩+锚杆的支护型式优化为土钉墙支护节省了一千多万元。因此合理的支护方案选择对整个工程建设较为重要。1常见支护结构类型及其适用范围[1-4]1.1放坡开挖放坡开挖所需要的工程费用低施工工期短可以为结构施工提供较为宽敞的作业空间是设计时应首先考虑的支护型式。该方法适用于地下水位深、基坑土质条件较好的三级基坑开挖深度不大(通常不大于10m当开挖深度超过4~5m时宜采用分级放坡)。缺点是需要的工作空间较大雨季容易发生事故且回填土方量大(如图1所示)。图1放坡开挖示意图1.2悬臂式支护悬臂式支护的优点是:结构简单、施工方便有利于基坑采用大型机械开挖;缺点是:相同开挖深度位移较大、内力大支护结构需要更大截面和插入深度来满足刚度和稳定性要求。悬臂式支护适用于土质较好、开挖深度较浅(≤8m)且周边环境对基坑位移要求不严格的基坑工程。基底以下的土质情况要好有较大的值特别是深基坑底部不是较弱土层因为这两处产生的反力较大是杆件平衡的关键部位。若为软土层可考虑采用人工加固的方法以提高被动区的被动土压力。1.3水泥土墙支护水泥土墙支护的优点是:①最大限度地利用了原来的地基土;②施工方便且对周围环境影响小;③根据支护结构的需要可以灵活地采用柱状、壁状、格栅状和块状等结构形式;④与钢筋混凝土桩相比可节省钢材并降低造价;⑤不需要内支撑便于地下室的施工;⑥可同时起到止水和挡墙的双重作用。水泥土桩除适用于淤泥、淤泥质土和含水量高的粘土、粉质粘土外对砂土及砂质粘土等硬质的土质的适应性也逐渐被挖掘出来但对泥炭土及有机质土应慎用。1.5拉锚式支护拉锚式支护是由挡土结构与外拉系统组成。其挡土结构与悬臂式或内撑式支护的挡土结构相同。通过拉锚把受拉杆件的一端(锚固段)固定在开挖基坑的稳定地层中另一段与工程构筑物相联结(钢板桩、挖孔桩、灌注桩以及地下连续墙等)用以承受由于土压力、水压力等施加于构筑物的推力从而利用地层的锚固力以维持构筑物(或土层)的稳定。拉锚式支护结构由支护结构体系和锚固体部分组成。支护结构体系同于内撑式支护结构常采用钢筋混凝土排桩和地下连续墙两种。锚固体系可分为锚杆式和地面拉锚式两种。随基坑深度不同锚杆式也可分为单层锚杆和多层锚杆。地面拉锚式支护结构和双层锚杆式支护结构示意图分别如图2(a)、(b)所示。(a)(b)图2拉锚式支护结构示意图1.6内支撑支护内撑式支护由围护体系和内撑体系两部分组成内撑体系可有效改善竖向围护构件的受力状态并能有效地控制边坡位移。围护结构体系常采用钢筋混凝土排桩和地下连续墙型式内支撑常采用钢筋混凝土支撑和钢管(或型钢)支撑。支撑体系按照不同的开挖方式和布置形式又可分为单层、多层支撑和角撑、斜撑等等。如图3所示。内撑式支护的优点是:施工质量较易保证成品的质量稳定性较高能有效控制基坑边坡位移是一种安全可靠的深基坑支护型式;受力形式合理能充分发挥材料在性质上的优点达到经济的目的。其缺点和局限性是:形成内支撑并使其达到一定强度需占用一定的工期基坑工程工期较长;内支撑的存在对大规模机械化开挖不利;内支撑还影响地下结构的施工需逐步拆除。(a)单层支撑(b)多层支撑(c)斜撑图3内支撑支护类型1.7土钉墙支护土钉一般通过钻孔、插筋和注浆来设置传统上称砂浆锚杆(如图4所示)。当放坡不满足稳定或场地不够时可采用土钉支护适用于侧壁安全等级为二、三级的基坑;当要控制位移时也可以加预应力锚杆或加超前支护也可以用搅拌桩等止水。土钉支护是近年发展起来用于土体开挖和边坡稳定的一种新的挡土技术由于经济可靠坡度适应性大应用较广(除深厚软土层外大部分土层都可用)且施工快速简便己在大量工程中得到应用。主要应用于有一定粘性的砂土、粘性土、粉土、黄土及杂填土当场地同时存在砂、粘土和不同风化程度的岩体时应用土钉支护特别有