[科普中国]-基坑支护结构

基坑支护，是为保证地下结构施工及基坑周边环境的安全，对基坑侧壁及周边环境采用的支挡、加固与保护措施。

中华人民共和国行业标准《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012对基坑支护的定义如下：为保护地下主体结构施工和基坑周边环境的安全，对基坑采用的临时性支挡、加固、保护与地下水控制的措施。

概述基坑开挖是否采用支护结构，采用何种支护结构，应根据基坑周边环境、地下结构的条件、基坑开挖深度、工程地质和水文地质条件、施工条件、施工季节、地区工程经验等通过经济、技术、环境综合分析比较确定。

基坑支护结构体系一般包括两个部分，即挡土结构和降水止水体系。桩、墙式支护结构常采用钢板桩、钢筋混凝土板桩、柱列式灌注桩、地下连续墙等。根据土质条件及基坑规模，可以设计成悬臂式、内支撑式或锚拉式。重力式支护结构多采用水泥土搅拌桩挡墙、土钉墙等。当支护结构不能起到止水作用时，可同时设置止水帷幕或采用坑外降水，以达到控制地下水的目的，使基坑土方工程可在干作业条件下开挖。1

基坑支护结构的分类1．桩、墙式支护结构

柱列桩、板桩、地下连续墙等均属此类，支护桩、墙插入坑底土中一定深度r一般插入至较坚硬土层)，上部悬臂或设置锚撑体系，形成一梁式锚、撑受力构件。其结构计算简图，可将支护桩、墙简化成在土压力作用下的一静定梁或超静定梁，或按插入土中的竖向弹性地基梁求解。

此类支护结构应用广泛，适用性强，易于控制支护结构变形，尤其适用于开挖深度较大的深基坑，并能适应各种复杂的地质条件，设计计算理论较为成熟，各地区的工程经验也较多，是深基坑工程中经常采用的主要结构形式。

2．实体重力式支护结构

水泥土搅拌桩挡墙、高压旋喷桩挡墙等类似重力式挡墙。此类支护结构截面尺寸较大，依靠实体墙身的重力起挡土作用。墙身也可设计成格构式或阶梯形等多种形式，无锚拉或内支撑系统，土方开挖施工方便。墙身主要承受压力，一般不承受拉力，按重力式挡墙的设计原则计算。土质条件较差时，基坑开挖深度不宜过大。其适用于小型基坑工程。土质条件较好时，水泥土搅拌工艺使用受限制。各地已有大量应用实体重力式支护结构的工程经验。

3．组合式支护结构

按场地、地质及环境条件的不同，尚可采用多种形式组合的支护结构，例如桩、墙式支护结构与土钉墙或重力式支护结构结合，以及与岩石锚杆组合而形成组合式支护结构。1

工程特点(1)基坑支护工程是个临时工程，设计的安全储备相对可以小些，但又与地区性有关。不同区域地质条件其特点也不相同。基坑支护工程又是岩土工程、结构工程以及施工技术互相交叉的学科，是多种复杂因素交互影响的系统工程，是理论上尚待发展的综合技术学科。

(2)由于基坑支护工程造价高，开工数量多，是各施工单位争夺的重点，又由于技术复杂，涉及范围广，变化因素多，事故频繁，是建筑工程中最具有挑战性的技术上的难点，同时也是降低工程造价，确保工程质量的重点。

(3)基坑支护工程正向大深度、大面积方向发展，有的长度和宽度均超过百余米，深度超过20余米。工程规模日益增大。

(4)岩土性质千变万化，地质埋藏条件和水文地质条件的复杂性、不均匀性，往往造成勘察所得的数据离散性很大，难以代表土层的总体情况，并且精确度较低，给基坑支护工程的设计和施工增加了难度。

(5)在软土、高地下水位及其他复杂场地条件下开挖基坑，很容易产生土体滑移、基坑失稳、桩体变位、坑底隆起、支挡结构严重漏水、流土以致破损等病害，对周边建筑物、地下构筑物及管线的安全造成很大威胁。

(6)工程实践证明，要做好基坑支护工程，必须包括整个开挖支护的全过程，它包括勘察、设计、施工和监测工作等整个系列，因而强调要精心做好每个环节的工作。

(7)随着旧城改造的推进，各城市的主要高层、超高层建筑大都集中在建筑密度大、人口密集、交通拥挤的狭小场地中，基坑支护工程施工的条件均很差。邻近常有必须保护的永久性建筑和市政公用设施，不能放坡开挖，对基坑稳定和位移控制的要求很严。

(8)基坑支护工程包含挡土、支护、防水、降水、挖土等许多紧密联系的环节，其中的某一环节失效将会导致整个工程的失败。

(9)相邻场地的基坑施工，如打桩、降水、挖土等各项施工环节都会产生相互影响与制约，增加事故诱发因素。

(10)在支护工程设计中应包括支护体系选型、围护结构的承载力、变形计算、场地内外土体稳定性、降水要求、挖土要求、监测内容等，应注意避免“工况”和计算内容之间可能出现的“漏项”，从而导致基坑失误。在施工过程中，尤其在软土地区中施工时，应该认真研究合理安排好挖土的方法，以及支撑与挖土的配合，将会显著地减少基坑变形和基坑支护事故的发生。

(11)基坑支护工程造价较高，但又是临时性工程，一般不愿投入较多资金。可是，一旦出现事故，处理十分困难，造成的经济损失和社会影响往往十分严重。

(12)基坑支护工程施工周期长，从开挖到完成地面以下的全部隐蔽工程，常需经历多次降雨、周边堆载、振动、施工不当等许多不利条件，其安全度的随机性较大，事故的发生往往具有突发性。

本词条内容贡献者为:

曹慧慧 - 副教授 - 中国矿业大学