深基坑支护及降水方式选择的探讨

深基坑支护及降水方式选择的探讨

李炳

陕西建工安装集团有限公司陕西西安721006

摘要：随着城市化水平的加快，城市空间越来越紧张，高层、超高层建筑大批量产生，地下空间利用逐渐增多，对建筑基础施工技术的要求也逐渐提高。深基坑支护及降水作为建筑工程施工当中的关键点，是保证高层建筑施工进度与安全的基础，应深入研究并提前做好对深基坑支护及降水方式的选择。

关键词：深基坑支护；降水方式；选择探讨

社会快速进步，高层建筑不断涌现，工程项目具体施工当中碰到深基坑施工操作的情况就会逐渐增多，虽然可以从最大程度上保证总体结构稳定，对高层建筑或超高层建筑提供较为理想的防护支持效果，但是自身施工难度同样突出，需要具体施工建设紧紧围绕基本需求充分满足。在建筑深基坑的施工中，有关支护和降水方式则是不可或缺的关键环节，本文主要就从深基坑支护和降水方式的选择方面作一探讨。

1深基坑支护方式

1.1钢板桩支护

钢板桩支护是指在运用槽钢或定型钢板桩，用外力将其压入基坑外部土体，使其到达对基坑周围土体的支护作用。钢板桩支护施工过程时，使用热轧槽钢或拉森钢板桩排成墙，并将其按一定的间距实现固定，保证其具备较好的支护和挡水效果。

其优点为：①强度高，容易打入坚硬土层；②可在深水中施工，必要时加斜支撑成为一个围笼；③防水性能好，能按需要组成各种外形的围堰，并可多次重复使用。不足之处是：钢板桩支护技术的应用效果直接受到土壤质量的影响，且给居民生活带来非常大的噪音影响。

1.2土钉墙支护

土钉墙是采用在天然土体上钻孔、插筋、注浆来加固，并且喷射砼面板结合，组成类似重力挡墙，由此抵抗墙后的土体压力，保证开挖面的稳定。土钉墙的做法与矿山加固坑道用的喷锚网加固岩体的做法类似，故也称为喷锚网加固边坡或喷锚网挡墙。

由于土体的抗剪强度较低，抗拉强度几乎为零，但土体具有一定的结构整体性，在基坑开挖时，可存在使边坡保持直立的临界高度，但在超过这个深度或有地面超载时将会发生突发性的整体破坏。土钉墙就是实现对土层的防护加固复合式结构，它可以更加有效的加强土体的稳定和承载力，预防土体变形带来的安全威胁，适用于临空开挖造成的土体稳定性受损的问题，防止坍塌产生。

土钉墙支护的特点有：1）形成土钉复合体、明显提升边坡总体稳定性以及承受边坡超载的能力；2）因为钉长要较锚杆长度小，不施加预应力，所以设备简单；3）伴随着基坑开挖逐层分段进行开挖工作，不占用单独作业时间，施工效率较高，周期较短；4）施工无需占用场地，对现场狭小，放坡困难，有相邻建筑物时尤其显示优越性；5）成本费用要低于其他支护结构；6）施工噪音以及振动小，环境影响小；7）本身变形很小，对相邻建筑物影响不大。

1.3地下连续墙结构

地下连续墙就是利用挖掘狭窄而深的沟槽，浇筑混凝土或者其他的材料，组成连续封闭的墙体实现支护目的。本法特点是：①施工振动小、噪音小，对周围地基无扰动；②墙体刚度大，整体性好；③施工速度快，节省土石方；④可用于密集建筑群中建造深基坑支护及进行逆作法施工，组成具有很大承载力的任意多边形连续墙代替桩基础、沉井基础或沉箱基础；⑤适用各种地质条件，并可将挡土、防渗结合，有非常大的承压作用。

这样的支护方法一般应用到深度超过10米、防水防渗要求高、施工环境以及地下管线较为复杂、空间有限制的基坑支护工程当中。

2降水方式

2.1深井井点降水技术

深基坑降水技术应用过程中，如果深基坑水位比较深，管井实际深度较大，如果选择普通的水泵无法进行工作，那么深井井点降水技术最适宜。应用此项技术的过程中，多数应用在土质渗透系数较大、降水量偏多的深基坑当中，所以具备较为广泛的降水技术，技术优势较为特殊。

2.2明沟降水法

明沟降水是指对基坑外部周围以及中部设置排水明沟，基坑的四个角亦或者是每间隔20-30米设置一个集水井，保证地下水流汇聚在集水井当中，应用水泵将地下水排出，利用明沟排出，保证基坑内外部土体干燥状态。明沟降水法应用过程中的限制因素非常多，通常适合土壤密度低、降水深度小、基坑比较稳定且基坑底部不会产生流砂以及管涌的工程当中，这个方式的成本不高，施工操作简便，在工程当中应该优先考虑。

3深基坑支护及降水方式选择探讨

3.1深基坑支护方式选择

3.1.1原则方法

伴随着深基坑支护技术的进步发展，出现了非常多的深基坑支护结构，对普遍应用的深基坑支护形式的优劣势、使用条件、成本进行了解，科学选择深基坑支护方式非常关键。最重要的是可充分将深基坑支护方式的保护功能发挥出来，确保施工过程安全稳定，所以选择深基坑支护的方式要遵循原则：第一，要保证深基坑支护形式设计方案经济、合理、可行，对现场的实际环境、支护系统、开挖深度、强度和变形条件综合考虑。第二，对施工的困难程度、作业的施工机具以及人员情况充分考虑，实现施工便利、投入资金少，最大程度上节约项目成本。第三，综合实际现场条件和类似项目施工经验来计算深基坑支护，保证设计能够适合实际施工情况。第四，做到绿色安全施工，保证施工质量的基础上降低施工给环境带来的影响，减少施工安全事故，提高环境经济社会效益。

3.1.2支护方案的选择

首先是安全问题，支护工程作为一种非持久性设施，同持久性设施的安全要求不同。可深基坑项目施工难度较高，风险大，一旦支护工程安全指标不到位，将给基坑工程的应用带来非常大的影响。所以考虑支护方案时，要按照设计方案和安全等级要求，选择性价比高的支护方案。其次，关注支护方案当中混凝土层凝聚力以及摩擦角的合理性，实际勘察中应反复核查这两个标准值，防止因为不合理导致的支护效果不佳问题。例如，某图书办公综合楼的建设项目基坑支护安全等级是二级，重要性系数为1.05。基坑周边地面附加荷载设计值10kPa。基坑坡顶1米范围内禁止堆载。土质结构为较厚的湿陷性黄土，且构造比较稳定；地下水位基本低于基坑槽设计标高情况，工程应该选择使用土钉墙及放坡支护的方式。

常见的几种深基坑支护的适用条件：

1、钢板桩适用条件：槽钢板桩抗弯能力较弱，支护刚度小，挖后变形较大，多用于深度≤4m的基坑或沟槽，顶部宜设置一道支撑或拉锚；拉森钢板桩因抗弯能力较强，多用于周围环境要求不高的深5～8m的基坑。

2、土钉墙适用条件：用于基坑侧壁安全等级二、三级的非软土场地；基坑深度不宜大于12m；地下水位高于基坑底面时，应采取降水或截水措施。

3、排桩或地下连续墙适用条件：基坑侧壁安全等级一、二、三级；悬臂式结构在软土场地中不宜大于5m；当地下水位高于基坑底面时，宜采用降水控制水位高度。

3.2降水方式选择

基坑降水是利用降水来确保基坑施工的安全和地基处理的施工工作，基坑内外部利用大口径钢筋笼降水井明水明排的方式来实现降水目的。降水设备挑选真空泵、自吸泵以及污水泵三种。施工的整个流程中，应加强沉降观测及地下水观测，相对的调整优化降水措施，更好的控制支护结构变形以及基坑外部的地面沉陷现象。例如，某连续梁主墩深基坑开挖深达12米，地下水位为4-6米，开挖过程中肯定会出现涌水，所以一定要控制涌水：设置止水帷幕的止水效果最理想，可止水帷幕造价高，容易导致基坑底部抗突涌不满足检算标准，容易导致安全威胁。井点降水法相对造价小，安全性能高。只要保证基坑施工过程中电力不断，二十四小时不间断抽水，并加强巡查监控即可。因此，在这个连续梁主墩深基坑开挖过程中选择井点降水法是比较合适的。

总之，在建筑工程当中，基坑支护及降水方式是非常重要的。合理选择基坑支护及降水方式，可以减少选择不当引起的返工损失，加快项目实施进度，保证现场施工人员及周边安全，可极大的提升施工效率及建筑质量水平，直接凸显出应用基坑支护技术以及降水方式的重要意义。

参考文献：

[1]程庆增.深基坑支护技术方案的选择及其优化[J].四川建材，2017，43（04）

[2]刘向浩，侯磊.深基坑降水支护方案浅析[J].价值工程，2017，36（03）