【文章內(nèi)容簡介】 坑開挖深度、巖土性質(zhì)、基坑周圍場地情況及施工條件等因素綜合考慮決定。目前在工程中常用的支護方法有：護壁樁支護結(jié)構(gòu)、地下連續(xù)墻支護、土釘墻支護、內(nèi)支撐支護。3．1．1 護壁樁支護結(jié)構(gòu)護壁樁主要可分為灌注樁、預(yù)制樁和深層攪拌樁。灌注樁應(yīng)用比較廣泛，由于其無噪聲、無振動，對環(huán)境影響小等優(yōu)點，使得灌注樁在工程界得到普遍的應(yīng)用。灌注樁的類型按其成孔方式可分為人工挖孔灌注樁和機械鉆孔灌注樁。人工挖孔樁因施工方便，造價低廉而得到廣泛的應(yīng)用，但人工挖孔樁也有其局限性：當(dāng)?shù)貙又泻辛魃?，礫石等強透水層且水量大時，以及當(dāng)?shù)貙又泻姓託饣蛞谎趸嫉扔卸練怏w時，對人工挖孔樁施工也是一個威脅，應(yīng)盡量避免。利用并列的機械鉆孔灌注樁組成的圍護墻體由于施工簡單，墻體剛度大，造價低，因此在工程中用的比較多。就擋土而言，鉆孔灌注樁擋土結(jié)構(gòu)可用于開挖深度比較大的基坑。在地下水位較高地區(qū)，為了防止地下水并夾帶土體顆粒從樁間空隙流入坑內(nèi)，應(yīng)同時在樁間或樁背采取高壓注漿，設(shè)置深層攪拌樁，旋噴樁等措施，或在樁后專門構(gòu)筑防水帷幕。預(yù)制樁一般是預(yù)先在一定的場地制作成型，采用打樁機械打入土中，施工質(zhì)量易于保證，但打樁時產(chǎn)生的噪聲，振動和擠土將大大影響周圍環(huán)境，故在使用時收到一定的限制，一般用于較淺的基坑支護中。預(yù)制樁按其材料種類可分為鋼筋混凝土預(yù)制樁和鋼板樁。深層攪拌樁是利用水泥，石灰等材料作為固化劑，通過深層攪拌機械，將軟土和固化劑強制攪拌，利用固化劑和軟土之間所產(chǎn)生的一系列物理－化學(xué)反應(yīng)，是軟土硬結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)定性和一定強度的樁體，是加固軟土地基的一種新方法。深層攪拌樁由具有一定剛性的脆性材料所構(gòu)成，按其強度和剛度分，它是介于剛性樁（灌注樁、鋼筋混凝土預(yù)制樁）和柔性樁（砂樁、碎石樁）之間的一種樁型。深層攪拌樁最適宜于處理淤泥、淤泥質(zhì)土、粉土和含水量較高的粘性土地基，其優(yōu)點在于：（1）其施工工藝由于將固化劑和原地基軟土就地攪拌混合，因而最大限度的利用了原土；（2）攪拌時不會將地基土側(cè)向擠出，因而對周圍既有建筑物的影響較??；（3）按照不同地基土的性質(zhì)及工程設(shè)計要求，合理選擇固化劑及其配方，設(shè)計比較靈活；（4）施工時無振動，無噪聲，無污染，可在市區(qū)內(nèi)和密集建筑群中進行施工；（5）土體加固后重度基本不變，對軟弱下臥層不致產(chǎn)生附加沉降。3．1．2 地下連續(xù)墻支護地下連續(xù)墻圍護呈封閉狀態(tài)，在深基坑開挖后，加上內(nèi)支撐或錨桿，就可以起到擋土的作用，更加方便深基坑工程的施工。特別是當(dāng)今地下連續(xù)墻已經(jīng)發(fā)展到既是基坑施工時的擋土圍護結(jié)構(gòu)，又可以作為擬建主體結(jié)構(gòu)的側(cè)墻（此時在墻體內(nèi)側(cè)宜加筑鋼筋混凝土襯套） ，即兩墻合一。地下連續(xù)墻按照施工材料的不同，可分為鋼筋混凝土連續(xù)墻、樁排式連續(xù)墻和水泥土地下連續(xù)墻。其施工工藝具有如下優(yōu)點：（1）墻段剛度大，整體性好，因而結(jié)構(gòu)和地基變形都較小即可用于超深圍護結(jié)構(gòu)，也可用于主體結(jié)構(gòu)；（2）使用各種地質(zhì)條件。對砂卵石地層要求進入風(fēng)化巖層時，鋼板樁難以施工，但卻可以采用合適放入成槽機構(gòu)施工的地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)；（3）可減少工程施工時對環(huán)境的影響。施工時振動少，噪聲低，對周圍相鄰的工程結(jié)構(gòu)和地下管線影響較小，對沉降及變位較易控制；（4）可進行逆筑法施工，有利于加快施工進度，降低造價。由于地下連續(xù)墻具有整體剛度大和防滲性能好，適用于地下水位以下的軟粘土和砂土多種底層條件和復(fù)雜的施工環(huán)境，尤其是基坑底面以下有深層軟粘土需將墻插入很深的情況。但地下連續(xù)墻的造價高于鉆孔灌注樁與深層攪拌樁，因此要根據(jù)基坑開挖深度，土質(zhì)情況和周圍環(huán)境情況，通過技術(shù)經(jīng)濟比較認為經(jīng)濟合理才可采用。一般來說，當(dāng)在軟土層中基坑開挖深度大于 10 米，周圍相鄰建筑物如地下管線對沉降與位移要求較高，或用作主體結(jié)構(gòu)的一部分，或采用逆筑法施工時，可采用地下連續(xù)墻。3．1．3 土釘支護土釘支護是近年來發(fā)展起來用于基坑開挖和邊坡穩(wěn)定的一種新型支護結(jié)構(gòu)。它是由密集的土釘群，被加固的土體，噴射混凝土面層組成，形成一個復(fù)合的，、能自穩(wěn)的、類似于重力式擋墻的擋土結(jié)構(gòu)，以此來抵抗墻后傳來的土壓力和其他作用力，從而使開挖基坑或邊坡穩(wěn)定。土釘一般是通過鉆孔，插筋，注漿來設(shè)置的，但是也可以通過直接打入較粗的鋼筋或型鋼形成土釘。土釘主要分為鉆孔注漿土釘和打入式土釘兩類。鉆孔注漿土釘是目前工程中最常用的土釘類型。打入式土釘?shù)膬?yōu)點是不需要預(yù)先鉆孔，施工速度快。與其他支護結(jié)構(gòu)相比，土釘支護的優(yōu)點主要體現(xiàn)在：（1）能合理利用土體的自承能力，將土體作為支護結(jié)構(gòu)不可分割的部分；（2）結(jié)構(gòu)輕型、柔性大，有良好的抗震性能和延性；（3）施工設(shè)備簡單輕便，不需要大型的機具和復(fù)雜的工藝；（4）施工方便，速度快，不需單獨占用場地；（5）工程造價低，據(jù)國內(nèi)外資料分析，土釘支護工程造價比其他支護形式的工程造價低 1/3～1/2 左右。土釘支護的缺點和局限性主要是基坑變形大。由于土釘支護是一種被動受力支護形式，只有土體發(fā)生變形時土釘才受力，因此基坑變形位移相對較大。土釘支護不宜用于對基坑變形有嚴格要求的支護工程中，土釘支護基坑的深度不宜太大。土釘支護主要適用于地下水位以上或經(jīng)人工降水后的人工填土，粘性土和弱膠結(jié)砂土。對于無膠結(jié)砂層，砂礫卵石層和淤泥質(zhì)土，土釘成孔困難，不宜采用土釘支護。對于不能臨時自穩(wěn)的軟弱土層，土釘支護的現(xiàn)場施工無法實現(xiàn)，因此也不能采用土釘支護。從愈多工程經(jīng)驗來看，土釘支護的破壞幾乎是由于水的作用，水使土體產(chǎn)生軟化，引起整體或局部破壞，因此規(guī)定采用土釘支護工程必須做好降水，且不能作為擋水結(jié)構(gòu)。3．1．4 內(nèi)支撐支護表３1 鋼支撐和現(xiàn)澆鋼筋混凝土支撐的優(yōu)缺點材料 優(yōu)點 缺點鋼結(jié)構(gòu)支撐自重小，安裝和拆除方便，可重復(fù)使用，可隨挖隨撐，能很好地控制基坑變形，一般情況下可優(yōu)先考慮采用鋼支撐安裝節(jié)點比較多，當(dāng)構(gòu)造不合理或施工不當(dāng)時，很容易造成節(jié)點變形而導(dǎo)致基坑過大的水平位移，施工技術(shù)水平要求高混凝土結(jié)構(gòu)支撐具有較大的平面剛度，適用于各種復(fù)雜平面形狀的基坑，現(xiàn)澆節(jié)點不會產(chǎn)生松動而增加基坑的變形，施工技術(shù)水平要求較低自重大，材料不能重復(fù)利用，安裝和拆除需要較長工期，不能做到隨挖隨撐，對控制變形不利，當(dāng)采用爆破拆除支撐時會出現(xiàn)噪聲、振動等危害內(nèi)支撐最大的缺陷還在于占據(jù)基坑內(nèi)的空間，給挖土和主體結(jié)構(gòu)施工造成許多困難，干擾并影響施工進度；隨著主體結(jié)構(gòu)的施工進展，在自下至上逐步卸去支撐時，還有可能進一步增加周圍地層的位移。此外，環(huán)境溫度變化可對支撐的內(nèi)力產(chǎn)生很大的影響，比如 20m 寬的基坑若環(huán)境溫度降低 10186。C，支撐就會縮短 25mm，使基坑變形增加；而在溫度升高后，這一變形并不能完全恢復(fù)，相反會使支撐內(nèi)力增加許多，所以有時對內(nèi)支撐在高溫下采取冷卻或涂漆（減少吸收熱量）等措施。有下列條件時，可優(yōu)先考慮選擇使用內(nèi)支撐支護結(jié)構(gòu)：（1）相鄰場地有地下建筑物，不宜選用錨桿支護結(jié)構(gòu)；（2）為保護場地周邊建筑物，基坑支護不得有較大的內(nèi)傾變形；（3）場地土質(zhì)條件較差，對支護結(jié)構(gòu)有嚴格要求時。3．1．5 基坑降水方法一、明溝排水(一)、明溝排水的適用條件明溝排水是指在基坑內(nèi)設(shè)置排水明溝或滲渠和集水井，然后用水泵將水抽出基坑外的降水方法。明溝排水(簡稱明排)一般適用于土層比較密實，坑壁較穩(wěn)定，基坑較淺，降水深度不大，坑底不會產(chǎn)生流砂和管涌等的降水工程。當(dāng)具備下列條件時，一般可以采用明溝排水方案。(1)地質(zhì)條件。場地為較密實的、分選好的土層，特別是帶有一定膠結(jié)度或粘稠度的土層時，由于其滲透性低，滲流量較少，在地下水流出時，邊坡仍穩(wěn)定，即使在挖土方時，底部可能會出現(xiàn)短期翻漿或輕微變動，但對地基無損害，所以適宜明排；當(dāng)?shù)貙油临|(zhì)為硬質(zhì)粘土夾無水源補給的砂土透鏡體或薄層時，由于在基坑開挖過程中，其所儲存的少量水會很快流出而被疏干，有利于明誹；在巖石土質(zhì)中施工時，一般均可以進行明排。(2)水文條件。場地含水層為上層滯水或潛水，其補給水源較遠，滲透性較弱，漏水量不大時，一般可以考慮采用明排隨水。(3)挖土方法。當(dāng)采用拉鏟挖斗機、反向鏟和抓斗挖土機等機械挖土，為避免由于挖土過程中出現(xiàn)的臨時浸泡而影響施工時，對含水層的砂、卵石．涌水量較大、具有一定陣水深度的降水工程，也可以采用明排降水。(4)其他條件。當(dāng)基坑邊坡為緩坡或采用堵截隔水后的基坑時；建筑場地寬敞，鄰近無建筑物時；基坑開挖面積大，有足夠場地和施工時間時：建筑物為輕型地基荷載等條件下，采用明排降水的適用條件可以擴大。明溝排水的抽水設(shè)備常用離心泵、潛水泵和污水泵等，以污水泵為好。(二)、明溝排水工程的布置隨著基坑的開挖，當(dāng)基坑深度接近地下水位時，沿基坑四周(基礎(chǔ)輪廓線以外，基坑邊緣坡腳 內(nèi))設(shè)置排水溝或滲渠，在基坑四角或每隔 30～40m 設(shè)一直徑為 ～ 的集水井，溝底寬大于 ，坡度為 ％—％，溝底比基坑底低 ～，集水井底比排水溝底低 ～。集水井容積大小決定于排水溝的來水量和水泵的排水量，宜保證泵停抽后 30 分鐘內(nèi)基坑坑底不被地下水淹沒。隨著基坑的開挖，排水溝和集水井隨之分級設(shè)置與加深，直到坑底達到設(shè)計標高為止?；娱_挖至預(yù)定深度后，應(yīng)對排水溝和集水井進行修整完善，溝壁不穩(wěn)時還須利用磚石干砌或用透水的砂袋進行支護。二、輕型井點降水(一)、輕型井點的降水原理及適用條件輕型井點抽水系真空作用抽水。輕型井點由井點管、過濾器、集水總管、支管、閥門等組成管路系統(tǒng)，井由抽水設(shè)備啟動，在井點系統(tǒng)中形成真空，并在井點周圍一定范圍形成一個真空區(qū)，真空區(qū)通過砂并擴展到一定范圍。(二)、輕型井點工程的布置輕型井點系統(tǒng)的平面布置由基坑的平面形狀、大小，要求降深，地下水流向和地基巖性等因家決定，可布成環(huán)形、U 型或線形等，一般沿基坑外緣～ 布置。當(dāng)降水基坑為矩形、圓形、三角形成不規(guī)則形狀時，常采用環(huán)形封閉式或 U 形井點布置。當(dāng)降水基坑為矩形、圓形、三角形成不規(guī)則形狀時，常采用環(huán)形封閉式或 U 形井點布置。當(dāng)降水深度在 6m 以內(nèi)時，采用單級井點降水。當(dāng)降水深度較大時，可采用下臥降水設(shè)備或多級井點降水。三、噴射井點降水(一)、噴射井點降水原理及適用條件噴射井點系統(tǒng)由高壓水泵、供水總管、井點管、噴射器、測真空管、排水總管及循環(huán)水所組成。噴射井點主要適用于滲透系數(shù)較小的含水層和降水深度較大(8～2m)的降水工程。其主要優(yōu)點是降水深度大，但由于需要雙層井點管，噴射器設(shè)在井孔底部，有二根總管與各井點管相連，地面管網(wǎng)敷設(shè)復(fù)雜，工作效率低，成本高，管理困難。四、電滲井點降水電滲降水一般只適用于含水層滲透系數(shù)較小()的飽和粘土，特別是在淤泥和淤泥質(zhì)粘土之中的降水。由于粘性上的顆粒較小，地下水流動十分困難，其中僅自由水在孔隙中流動，其它部分地下水則處于被毛細管吸附的約束狀態(tài)，不能在壓力水頭作用下參與流動，當(dāng)向土中通以直流電流后，不僅自由水、而且被毛細管約束的枯滯水也能參與流動，增加孔隙水流動的有效斷面，其滲透性提高數(shù)十倍，從而縮短降水時間，提高降水效果。管井降水(一)、管井降水原理及適用條件管井降水方法即利用鉆孔成井，多采用單井單泵(潛水泵或深井泵)抽取地下水的降水方法。當(dāng)管井深度大于 15m 時，也稱為深井井點降水。管井井點直徑較大，出水量大，適用于中、強透水含水層，如砂礫、砂卵石、基巖裂隙等含水層，可滿足大降深、大面積降水要求。(二)、管井防水工程的布置抽降管井一般沿墓坑周圍距基境外緣 布置，如場地寬敞或采用垂直邊坡或有錨仟和土釘護坡等條件下，應(yīng)盡量距離基坑邊緣遠些，可用 3～5m；當(dāng)基坑邊部設(shè)置圍護結(jié)構(gòu)及止水帷幕的條件下，可在墓坑內(nèi)布置管井，采用坑內(nèi)降水方法。管井的間距和深度應(yīng)根據(jù)場地水文地質(zhì)條件、降水范圍和降水深度確定。井間距一般為 10～20m。當(dāng)降水層為弱透水層或降水深度超過含水層底板時，井間距應(yīng)縮小，可用 6～8m；當(dāng)降水層為中等送水層或降水深接近含水層底板時，井間距可為 8～12；當(dāng)降水層為中等到強透水層，含水層厚度大于降水深度時，可用 12～20m；當(dāng)降水深度較淺，含水層為中等以上透水層．具有一定厚度時，井間距可大于 20m。井點深度要大于設(shè)計井中的降水深度或進入非含水層中 3～5m，井中的降水深度由基坑降水深度、降水范圍等計算確定。六、輻射井點降水(一)、輻射井點降水的原理及適用條件輻射井降水是在降水場地設(shè)置集水豎井，于豎井中的不同深度和方向上打水平井點，使地下水通過水平井點流入集水豎井中，再用水泵將水抽出，以達到降低地下水位的目的。該降水方法一般適用于滲透性能較好的含水層(如粉土、砂土、卵石土等)中的降水，可以滿足不同深度，特別是大面積的降水要求。(二)、輻射井點降水工程的布置輻射井降水的豎井和水平井點設(shè)置，應(yīng)根據(jù)場地水文地質(zhì)條件、降水深度和降水面積等綜合考慮確定。集水豎井一般設(shè)置在基坑的角點外 2～3m，豎井直徑 3～5m，深度超過基坑底 3～5m。對于長方形基坑，可在對角設(shè)置兩個集水豎井；當(dāng)基坑長度較大時，可在一長邊的兩個角和另一邊中部各設(shè)置一個集水豎井；基坑長度大于 100m 時，可按 50～80m 間距設(shè)置一個豎井。對于正方形基坑，其邊長大于 40m，可在基坑的四個角設(shè)置豎井。當(dāng)降水面積特別大時，除在周邊按 50—8hn 間距布設(shè)豎井外，還可以在基坑中部設(shè)置臨時降水井點。水平井點在集水豎井內(nèi)施工，其平面位置一般沿基坑四周布設(shè)，形成封閉狀。當(dāng)面積較大或降水時間要求緊時，可在基坑中部打入水平井點，形成扇形狀。七、自滲井點降水自滲井點降水法適用于下列條件：1)在降水范圍內(nèi)的地層結(jié)構(gòu)為三層以上，含水層有兩層以上，備含水層之間為相對隔水層(以粉質(zhì)粘土為主)或隔水層(以粘土為主)。下層含