郑邵永
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摘要：结合工作实践经验，本文根据基坑周边环境及工期造价的要求，在深厚淤泥和砂层中合理选用不同的浅基坑支护形式，可供同行参考。
关键词：深厚淤泥；深厚砂层；浅基坑；支护结构
一、引言
在珠江三角洲及东南沿海部分地区有深厚淤泥层和深厚砂层，在深厚淤泥层和深厚砂层如何选用合理的基坑支护形式特别是浅基坑支护形式一直都是一个热点及难点问题，因为支护形式要满足经济性、安全性、施工可行性以及对周边环境的保护程度。许多浅基坑在施工过程中发生了事故，造成了较大的经济损失，耽误了工期，除了施工原因外，没有合理选用支护形式占的比例也是相当高的。简单基坑不“简单”，本文将对深厚淤泥及深厚砂层中常见的浅基坑的支护形式进行归纳总结，使其具有一定的参考性。
二、浅基坑支护的主要形式
浅基坑开挖深度一般小于6.0m，较常用的支护类型主要有：放坡、水泥土重力式挡墙、土钉墙、悬臂钻孔灌注桩后加止水帷幕、钢板桩加型钢支撑等。
1、放坡开挖支护
放坡开挖适用于场地周边开阔，临近基坑边无重要建筑物或地下管线，允许基坑边土体有较大水平位移。当开挖深度超过4m时，可采用分级放坡，并在分级之间留1～2m宽的平台。淤泥中放坡比主要取决于淤泥的物理力学性质指标c、φ，砂层中放坡比主要取决于砂层的自然休止角。由于基坑开挖时挖掘机械和运输机械的振动会引起的基坑深层滑动，因此放坡比通常要达到1：3。
在淤泥和砂层中放坡开挖通常还要采取其它的加固措施，最常使用且最经济是的是水泥土搅拌桩。水泥土搅拌桩有三种布设方法：坡顶、坡中、坡底。坡顶搅拌桩主要作用是止水和挡土，一般要求穿透淤泥层和砂层；坡中搅拌桩主要作用是增加放坡面滑动的稳定性，一般要求超过基坑开挖深度3～4m；坡底搅拌桩主要作用是提高坡脚的稳定性，防止坡脚发生管涌引起坡体的渗透破坏，一般要求超过基坑开挖深度2～3m。当然也可以选择其他的措施，如旋喷桩、型钢、木桩等进行加固。放坡开挖支护的剖面见下图1所示。
2、水泥土重力式挡墙支护
重力式挡墙在深厚淤泥和砂层中应用较普遍，尤其是可以很好的解决砂层的止水问题。在场地允许情况下，上部放1～2m坡，下部4～5m采用重力式挡墙。挡墙的宽度和深度根据开挖深度、淤泥及砂层厚度、土体物理力学指标、化学指标等综合考虑。目前珠江三角洲地区的搅拌桩抗压强度28天一般不超过1.5MPa，这就导致采用软件计算出的挡墙宽度一般要达到基坑开挖深度的0.8倍左右，水泥土置换率要达到80%以上，这就导致了重力式挡墙的经济性受到严重影响。
一般采取一些措施来改善搅拌桩的抗压和抗拉强度，常规做法是在搅拌桩顶部做200mm厚的钢筋混凝土压顶板，并在最外边2排搅拌桩中插入钢筋、毛竹、型钢、钢管等刚性大的构件来满足计算时的抗压验算和抗拉验算。水泥土重力式挡墙支护的剖面见下图2所示。
3、复合土钉墙支护结构
土钉墙是高强度土钉、网喷混凝土面层及原状土三者共同受力，构成的类似重力挡土墙的支护结构，复合土钉墙是将土钉墙与各种隔水帷幕、微型桩及预应力锚杆等构件结合起来，根据工程具体条件选择与其中一种或多种组合。
隔水帷幕具有隔水、预加固开挖面及开挖导向作用，另外，隔水帷幕对提高基坑侧壁的稳定性、减少基坑变形、防止坑底隆起及渗流破坏作用等问题也大有帮助。隔水帷幕可采用深层搅拌法、高压旋喷法及压力注浆等方法形成，其中水泥土搅拌桩隔水帷幕效果好，造价便宜，通常情况下优先采用。
水泥土搅拌桩抗弯及抗剪强度较低，在软土较深厚时往往不能满足抗隆起要求或局部抗剪要求，通常在水泥土搅拌桩中加入微型桩。
在深厚淤泥和砂层中一般不采用钢筋土钉，因为在淤泥或砂层中成孔困难，经常塌孔、缩孔，土钉直径没有保证，因此多采用钢花管土钉，在钢花管中部及尾部设置注浆孔，直接打入土中后灌水泥浆形成土钉，钢花管一般采用电焊钢管，直径为48mm。复合土钉墙支护的剖面见下图3所示。
4、钢板桩加型钢支撑
钢板桩是一种带锁口或钳口的热轧（或冷弯）型钢，靠锁口或钳口相互连接咬合，形成连续的钢板桩，用来挡土和挡水，具有高强、轻型、施工快捷、环保、可循环利用等优点。
用于基坑支护的钢板桩主要有槽钢、工字钢、拉森钢板桩(U型钢)和H型钢板桩。拉森钢板桩和H型钢板桩是基坑支护工程中比较常用的两种型钢。钢板桩适用于围护占地小，适用于狭窄的场地，但钢板桩的打入和拔出会产生较大的挤土效应，对周边环境会产生一定影响，其次，砂层渗透系数很大，单纯依靠钢板桩无法满足止水的要求，因此必须增设止水帷幕。这一方面将增加了围护的造价，另一方面也给钢板桩的拔出带来了很大困难。
钢板桩加型钢支撑的支护形式通常用在市政管道开挖管沟或基坑内电梯井时的侧壁支护，此类基坑一般为长方形，适合用钢板桩加型钢支撑。由于钢板桩的刚度有限，如果在深厚淤泥层中可能会产生较大的变形，甚至可达10cm～20cm。但是因为钢板桩的延性较好，因此只要支撑构件不出现问题，支护结构的安全是没有问题的。很多地区的地下水位较高，钢板桩要与搅拌桩或旋喷桩止水配合进行支护。钢板桩加型钢支撑支护的剖面见图4。
结束语:
综上所述，在深厚淤泥层和砂层中进行浅基坑支护，可根据周边环境、周边管线、地质条件、施工要求、工期安排、经济造价等合理选择支护形式，做到因地制宜、因时制宜、合理设计。要积极总结不同支护形式在实际施工中的特点，多观察学习类似工程做法，吸取事故工程的经验教训，提高设计水平，勇于创新设计理念和设计方法，使基坑工程更安全、更经济、施工更便捷。
参考文献：
[1]浅谈淤泥深基坑土方开挖施工技术[J].诸永明.浙江建筑.2015.
[2]淤泥层深厚地质条件下基坑支护技术探讨[J].王晓亮.科技创新与应用. 2012.
论文作者:郑邵永
论文发表刊物:《防护工程》2018年第21期
论文发表时间:2018/12/7
标签：基坑论文; 淤泥论文; 钢板论文; 型钢论文; 深厚论文; 挡墙论文; 重力论文; 《防护工程》2018年第21期论文;