维普资讯 http://www.cqvip.com ２００８年第８期 西部探矿工程 ３５ 岩土工程深基坑支护技术的探讨 易运战，孟国民，孔凡林 （重庆市建筑科学研究院，重庆４０００２０） 摘要：深基坑工程支护技术是岩土工程中特殊土质道路施工过程常常遇见的问题。通过对深基坑 支护类型的总结，提出了深基坑工程支护技术当前存在的一些问题，并对支护技术的发展趋势进行了 展望。 关键词：深基坑工程；支护类型；施工 中图分类号：ＴＶ５５１．４文献标识码：Ｂ文章编号：１Ｏ０４—５７１６（２Ｏ０８）０８一Ｏ０３５—０３ ２０世纪９０年代以来，在我国改革开放和国民经济 产生的一系列物理化学反应，使软土硬结成具有整体 利用 持续高速增长的形势下，全国工程建设亦突飞猛进，为 性、水稳定性和一定强度的桩体（水泥土搅拌桩），了保证建筑物的稳定性，建筑基础都必须满足地下埋深 搅拌桩作为基坑的支护结构。水泥搅拌桩适宜于各种 嵌固的要求。建筑高度越高，其埋置深度也就越深，对 成因的饱和粘性土，包括淤泥、淤泥质土、粘土和粉质粘 基坑工程的要求越来越高，随之出现的问题也越来越 多，这给建筑施工、特别是城市中心区的建筑施工带来 了很大的困难。 土等，加固深度可从数米至５０￣６０ｍ。由于其抗拉强度 远小于抗压强度，故常适用于基坑深度不大（５￣７ｍ）、 可采用重力式挡墙结构形式的基坑。这种支护结构防 水性能好，可不设支撑，基坑能在开敝的条件下开挖， 具有较好的经济效益。（２）排桩支护。排桩包括钢板 桩、钢筋混凝土板桩及钻孔灌注桩、人工挖孔桩等，其 支护形式包括：①柱列式排桩支护：当边坡土质较好、 地下水位较低时，可利用土拱作用，以稀疏的钻孔灌注 桩或挖孔桩作为支护结构；②连续排桩支护：在软土中 常不能形成土拱，支护桩应连续密排，并在桩问做树根 桩或注浆防水；也可以采用钢板桩、钢筋混凝土板桩密 排。③组合式排桩支护：在地下水位较高的软土地区， 可采用钻孔灌注桩排桩与水泥搅拌桩防渗墙组合的形 式。对于开挖深度小于６ｍ的基坑，在无法采用重力式 深层搅拌桩的情况下，可采用６００ｍｍ密排钻孔桩，桩 后用树根桩防护，也可采用打入预制混凝土板桩或钢板 桩，板桩后注浆或加搅拌桩防渗，顶部设圈梁和支撑；对 于开挖深度为６～１０ｍ的基坑，常采用８００～１０００ｍｍ 的钻孔桩，后面加深层搅拌桩或注浆防水，并设置２～３ 道支撑；对于开挖深度大于１０ｍ的基坑，可采用地下连 续墙加支撑的方法，也可采用８Ｏ０～１０００ｍｍ大直径钻 孔桩加深层搅拌桩防水，设置多道支撑。（３）地下连续 墙支护［２］。当在软土层中基坑开挖深度大于１０ｍ、周围 相邻建筑或地下管线对沉降与位移要求较高时常采用 地下连续墙作基坑的支护结构。地下连续墙具有如下 优点：①墙体刚度大、整体性好，因而结构和地基变形较 小，可用于超深的支护结构；②适用于各种地质条件，特 １深基坑支护的类型 １．．１深基坑支护系统 各种建筑物与地下管线都要开挖基坑，一些基坑可 直接开挖或放坡开挖，但当基坑深度较深，周围场地又 不宽时，一般都采用基坑支护，过去支护比较简单，也就 是钢板桩加井点降水，一般能满足基坑安全施工，而对 于深基坑已不能满足要求，近几年来随着基坑深度和体 量的增大，支护技术也有了较大进展，按功能分常用的 有以下一些 ］： （１）挡土系统：常用的有钢板桩、钢筋混凝土板桩、 深层水泥搅拌桩、钻孔灌注桩、地下连续墙。其功能是 形成支护排桩或支护挡土墙阻挡坑外土压力。 （２）挡水系统：常用的有深层水泥搅拌桩、旋喷桩、 压密注浆、地下连续墙、锁口钢板桩。其功能是阻挡抗 外渗水。 （３）支撑系统：常用的有钢管与型钢内支撑、钢筋混 凝土内支撑、钢与钢筋混凝土组合支撑。其功能是支承 围护结构侧力与围护结构位移。 １．２深基坑必须进行支护设计 根据不同的基坑深度、地质、环境与荷载情况采用 不同的支护结构。常见的深基坑支护结构类型及其适 用范围为：（１）深层搅拌桩支护ｌ［１］。它是利用水泥、石灰 等材料作为固化剂通过深层搅拌机械，将软土和固化 剂（浆液或粉体）强制搅拌，利用固化剂和软土之间所 维普资讯 http://www.cqvip.com ３６ 西部探矿工程 ２００８年第８期 别是遇到砂卵石地层或要求进入风化岩层时，钢板桩难 于施工，可采用地下连续墙支护；③可减少工程施工时 对环境的影响，但是造价高、对废浆液难于处理。（４）土 钉墙支护。土钉墙支护是在基坑开挖过程中将较密的 细长杆件钉置于原位土体中，并在坡面上喷射钢筋网混 凝土面层。通过土钉、土体和喷射混凝土面层的共同工 作，形成复合土体，利用复合土体的自稳达到支护目的。 土钉墙支护必须自始至终做到施工及现场监测相结合， 响注浆，有的甚至成孔困难、孔洞坍塌，无法插筋和注 浆。再者注浆时配料随意性大、注浆管不插到位、注浆 压力不够等而造成注浆长度不足、充盈度不够，而使土 钉或锚杆的抗拔力达不到设计要求，影响工程质量，甚 至要做再次处理。 还有一些其他的原因，比如施工过程与设计的差异 太大、工程监理不到位、施工监测不力等。 ３深基坑技术的发展趋势 根据施工中出现的情况和监测数据，及时反馈修改设 计，并指导下一步施工。常用于开挖深度不大、周围相 邻建筑或地下管线对沉降与位移要求不高的基坑支护， （１）基坑向着大深度、大面积方向发展，周边环境更 加复杂，深基坑开挖与支护的难度愈来愈大。因此，从 具有施工快捷简便、经济可靠的特点，得到广泛的应 用。 工期和造价的角度看两墙合一的逆作法将是今后发展 的主要方向。但逆作法施工受桩承载力的很大，采 用逆作法时不能采用一柱一桩，而是一柱多桩，增加了 成本和施工难度。如何提高单桩承载力，降低沉降，减 少中柱桩（中间支承柱），达到一柱一桩，使上部结构施 工速度可以放开，从而加快进度，缩短总工期，这将 成为今后的研究方向； （２）土钉支护方案的大量实施，使得喷射混凝土技 术得以充分运用和发展。为减少喷射混凝土的回弹量 以及保护环境的需要，湿式喷射混凝土将逐步取代干式 喷射混凝土； （３）目前，在有支护的深基坑工程中，基坑开挖大多 以人工挖土为主，效率不高，今后必须大力研究开发小 型、灵活、专用的地下挖土机械，以提高工效，加快施工 进度，减少时间效应的影响； （４）为了减少基坑变形，通过施加预应力的方法控 制变形将逐步被推广，另外采用深层搅拌或注浆技术对 基坑底部或被动区土体进行加固，也将成为控制变形的 有效手段被推广； （５）为减小基坑工程带来的环境效应（如因降水引 起的地面附加沉降），或出于保护地下水资源的需要，有 时基坑采用帷幕型式进行支护。除地下连续墙外，一般 采用旋喷桩或深层搅拌桩等工法构筑成止水帷幕。目 前，有将水利工程中防渗墙的工法引入到基坑工程中的 趋势； ２存在的常见问题 深基坑工程支护技术虽取得了不少成功的经验，但 仍存在一些问题。深基坑工程支护施工过程中常常存 在的问题主要有以下几种： ２．１土层开挖和边坡支护不配套Ｅ３］ 常见支护施工滞后于土方施工很长一段时间，而不 得不采取二次回填或搭设架子来完成支护施工一般来 说，土方开挖技术含量相对较低，工序简单，组织管理容 易。而挡土支护的技术含量高，工序较多且复杂，施工 组织和管理都较土方开挖复杂。所以在施工过程中，大 型工程均是由专业施工队来分别完成土方和挡土支付 工作，而且绝大部分都是两个平行的合同。这样在施工 过程中协调管理的难度大，土方施工单位抢进度，拖工 期，开挖顺序较乱，特别是雨期施工，甚至不顾挡土支护 施工所需工作面，留给支护施工的操作面几乎是无法操 作，时间上也无法完成支护工作。 ２．２边坡修理达不到设计、规范要求 常存在超挖和欠挖现象一般深基础在开挖时均使 用机械开挖、人工简单修坡后即开始挡土支护的砼初喷 工序。而在实际开挖时，由于施工管理人员不到位，技 术交底不充分，分层分段开挖高度不一，挖机械操作手 的操作水平等因素的影响，使机械开挖后的边坡表面平 整度，顺直度极不规则，而人工修理时不可能深度挖掘， 只能就机挖表面作平整度修整，在没有严格检查验收就 开始初喷，故出现挡土支付后出现超挖和欠挖现象。 （６）在软土地区，为避免基坑底部隆起，造成支护结 构水平位移加大和邻近建（构）筑物下沉，可采用深层搅 拌桩或注浆技术对基坑底部土体进行加固，即提高支护 结构被动区土体的强度的方法。 参考文献ｌ ２．３成孔注浆不到位、土钉或锚杆受力达不到设计要 求 深基坑支护所用土钉或锚杆钻孔直径为１００４１５０ 的钻杆成孔，孔深少则五、六米，深则十几米，甚至二十 多米，钻孔所穿过的土层质量也各不相同，钻孔如果不 认真研究土体情况，往往造成出渣不尽，残渣沉积而影 ［１］余志成，施文华．深基坑支护设计与施工［Ｍ］．北京：中国 建筑工业出版社，１９９９． Ｅｚ－ｌ王梦恕．我国地铁施工方法综述与展望ＥＪ］．地下空间， １９９８，６． 维普资讯 http://www.cqvip.com
２００８年第８期 西部探矿工程 ３７ 岩溶地区水库构造缺口处理研究 刘欢昕 （水电一总队四支队，贵州贵阳５５０００２） 摘要：针对岩溶地区水电站库首地质构造缺口的特殊性，在防渗帷幕灌浆施工中，进行中压灌浆及 堵漏灌浆研究；通过工程实例，介绍岩溶地区地质构造缺口堵漏技术。 关键词：岩溶；构造缺口；堵漏灌浆 中图分类号：ＴＵ４５文献标识码：Ｂ文章编号：１ＯＯ４—５７１６（２ＯＯ８）Ｏ８一ＯＯ３７一Ｏ２ 洪家渡水电站作为坝址防渗依托的九级滩（Ｔ１Ｙ３） 泥页岩隔水层，于库首右岸白虎山至高家坝一带被Ｆ５ 断层错断，导致断层上盘永宁镇组（Ｔ１ ｙｎ１）灰岩岩溶含 水层与下盘永宁镇组（Ｔ１ｙ１１１）灰岩岩溶含水层相接后， 再与断层上盘的玉龙山（ＴＩＹ２）灰岩岩溶含水层相衔 接，构成地质上的构造缺口，形成统一岩溶含水层。库 水将沿此集中岩溶通道渗漏，为处理此构造缺口，先运 用多种物探手段探明地质情况，采用高压灌浆与堵漏灌 浆相结合方法，形成了可靠的防水帷幕。 １地质条件 验，同时对钻探情况、压水试验情况进行分析，确定物探 方法。物探测试方法以电磁波ＣＴ法为主，声波ＣＴ法 为辅，当测试段有金属套管时，采用声波ＣＴ法。物探 测试主要技术参数：一孔发射，另一孔全孔接收，然后两 孔互换，定发点距５ｍ，接收点距１ｍ；遇异常时，定发点 距３ｍ，接收点距０．５ｍ；电波频率８￣１６ＭＨｚ，声波频率 ８ＯＯ～５ＯＯＯＨｚ；ＣＴ为彩色图片，成像精度ｌｍ。通过物 探测试，基本查明了岩溶渗漏通道的埋深、范围与型式， 岩溶发育极为复杂，渗漏类型多样化，既有溶洞集中管 道式渗漏，又有分散的裂隙渗漏，为此确定相应的处理 措施。 ３ 防渗处理研究 ３．１堵漏灌浆处理 洪家渡水电站右岸的底纳河与坝址下游大寨冲沟 形成一河间地块。地形分水岭于白虎山至高家坝一带， 高程１２５０ｍ以上为山盆工期夷平面，地貌上表现为丘 陵溶洼地形。区域内出露地层有二叠系上统龙潭组及 长兴一大隆组、三叠系下统夜郎组及永宁镇组、三叠系 上统关岭组。区域内断层发育较多，主要断层为Ｆ５平 移逆断层，其产状Ｎ６０。～７Ｏ。Ｅ，倾向ＮＷ，倾角４２。～ ７５。，地层断距５０￣１００ｍ，破碎带宽２～３ｍ，影响带宽几 十至百余米，破碎带在灰岩中形成方解石胶结之角砾 堵漏灌浆为针对岩溶发育，灌浆浆液沿溶洞、岩溶 管道、溶蚀裂隙、溶蚀破碎带大量渗漏，为处理该类情况 而采取的灌浆措施。堵漏灌浆的特点是浆液流串较远、 水泥耗量大、灌浆难以达到结束标准。堵漏灌浆的重点 是处理较大溶洞及集中渗漏通道。为此，针对溶洞有无 充填物采取相应处理措施。 （１）有充填物的溶洞处理：在距洞口８００￣８７０ｍ处 岩，在泥页岩中则较为破碎，形成断层泥及方解石团块。 受此影响，形成错综复杂型式各异的岩溶渗漏通道。 ２ 勘察手段 勘察手段主要为物探方法。通过隧洞开挖揭示了 部份地质资料，为对防渗帷幕施工廊道的地质情况进行 深入分析研究，确定采用物探测试孔来探测帷幕线上地 层内的集中岩溶渗漏管道，为防渗帷幕优化设计提供资 为一大型溶洞，溶洞沿洞轴线两侧分别延伸１Ｏ余米，两 侧发育溶沟达１４０ｍ，溶洞规模大。在１１４０ｍ高程以 下，溶洞因顶部塌陷而形成一溶塌体，底部深度超过 ５０ｍ。该部位地下水位较高，该溶塌体结构复杂，细粒 碎屑充填物在大梯度渗水作用下可能出现流土管涌，从 而危及溶塌体的稳定，故解决此类溶塌体的防渗和稳定 问题，是本工程构造缺口处理的关键。 料。物探孔每钻进５ｍ按要求进行钻孔冲洗和压水试 －１３３ 中华人民共和国行业标准．ＹＢ９２５８－－９７建筑基坑工程技 术规范［ｓ］．冶金工业出版社，１９９８． ［４］广州地铁大型车站深基坑支护结构的设计和施工技术的研 究［Ｒ］．铁科院西南分院，广州市地铁总公司设计研究院． １９９７．
