基坑工程是建筑工程全流程中的首要关键工序与基础性控制环节。其施工质量与安全管控水平,直接决定了后续主体结构施工能否顺利展开,并对工程整体工期、成本与安全产生决定性影响。
基坑工程的支护方式有多种,该如何选择哪种支护方式?我给大家介绍一下8种常见基坑支护类型与方式
排桩施工图
1. 排桩支护
沿基坑开挖边线,以一定间距排列单根桩(如钻孔灌注桩、预制管桩等),并通过冠梁连接成整体,形成挡土结构。
采用旋挖、冲击钻等机械成孔,吊放钢筋笼,浇筑混凝土形成桩体。桩顶浇筑钢筋混凝土冠梁,增强整体性。根据深度和土质,常与锚杆或内支撑组合使用。
结构组成:支护桩、冠梁、锚杆/内支撑(如设置)、桩间止水帷幕(常采用旋喷桩、搅拌桩)。
排桩构成图
使用场景: 开挖深度较大(一般>6m)的深基坑,周边环境复杂,对变形控制要求较高(如邻近建筑物、管线),可作为组合体系的基础,与锚杆或内支撑联合使用。
优点:
刚度大,位移控制能力强,适用于深基坑。
桩型、桩径、桩距选择灵活,适应性强。
与锚杆或内支撑组合后,适用范围极广。
缺点:
桩间有缝隙,自身无止水功能,需另做止水帷幕。
造价相对较高。
施工周期较长(尤其灌注桩)。
地下连续墙施工图
2. 地下连续墙
通过专用机械分段开挖槽孔,并在槽孔内吊放钢筋笼、浇筑混凝土,形成一段段连续的钢筋混凝土墙体,既挡土又止水。
使用抓斗或铣槽机分段开挖槽段,用泥浆护壁防止坍塌。清孔后,吊放预制好的钢筋笼,通过导管浇筑混凝土,形成单元槽段。各槽段通过特殊接头(如工字钢、锁口管)连接,形成连续墙体。
结构组成:钢筋混凝土墙段、各种形式的接头、导墙(用于导向和维持稳定)。
导墙图
使用场景:超深基坑(深度常>12m)。周边环境保护要求极高,需严格控制变形与止水。场地狭窄,紧邻红线施工。拟作为主体结构一部分(“两墙合一”)以节省成本与工期。
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优点:
整体性和防渗性能极佳,是可靠的止水结构。
刚度非常大,变形小,对周边建筑保护性好。
可作为主体结构的一部分(“两墙合一”),节省成本和工期。
* 缺点:
施工工艺复杂,技术要求高,需要专业设备。
造价高昂。
泥浆处理环保要求高,废弃泥浆需妥善处置。
土钉墙施工图
3. 土钉墙
在基坑边坡土体中钻孔设置密集的土钉(钢筋),并与坡面钢筋网、喷射混凝土面层紧密结合,通过土体的加固形成复合重力式挡土结构。
边开挖、边支护。每层土方开挖后,立即在坡面钻孔、插入钢筋(土钉)、注浆,然后挂设钢筋网,喷射混凝土形成面层。如此循环直至坑底。
结构组成:土钉(杆体、注浆体)、喷射混凝土面层、钢筋网、锁脚构件。
使用场景:开挖深度一般不大于12m的二级、三级基坑。地下水位以上或经降水后的黏性土、粉土及填土等有一定自稳能力的土层。 基坑周边有允许放坡的场地。
优点:
材料用量少,造价经济。
施工设备简单,工序紧凑,速度快。
对坑内空间无任何占用。
缺点:
属于被动支护,变形相对较大。
不适用于深厚软土层、地下水位以下的砂性土层。
需要一定的放坡空间,对红线外场地有要求。
锚杆施工图
4. 锚杆(索)支护
将一端锚固在基坑外侧稳定土层中的杆件(钢绞线或钢筋),另一端与支护桩(墙)连接,通过张拉提供主动拉力,以平衡部分土压力。
在支护桩(墙)上钻孔,穿过不稳定土层到达稳定层,插入钢绞线或钢筋,注浆形成锚固段。待浆体达到强度后,对锚杆进行张拉并锁定,将拉力传递至支护结构。
结构组成:锚杆(索)体(钢绞线/钢筋)、锚固段(注浆体)、自由段、锚具、腰梁(用于将锚固力均匀传给支护桩墙)。
锚杆支护剖面图详图
使用场景:与排桩、地下连续墙等组合,为支护结构提供锚拉力。需要基坑内部有开阔空间以便土方和主体施工。基坑外侧有可供锚固的稳定土层,且无地下管线、建筑物等障碍。
优点:
提供主动拉力,有效控制变形。
不占用基坑内部空间,方便土方开挖和主体施工。
可提供较大的支护抗力。
缺点:
锚杆伸入红线外土层,可能涉及产权或地下空间使用权问题。
在软弱土层中锚固力有限,长度可能很长。
属于隐蔽工程,质量控制和检测尤为重要。
内支撑施工图
5. 内支撑支护
在基坑内部设置水平或斜向的支撑杆件(钢或混凝土),两端顶在相对的支护桩(墙)上,形成内部支撑体系,以平衡坑外土压力。
随土方开挖分层安装。先施工支护桩(墙)和冠梁,开挖至第一道支撑标高后,安装支撑(或浇筑混凝土支撑)。继续下挖,依次安装下道支撑。主体结构施工时,需“换撑”或逐层拆除。
结构组成:支撑杆件(对撑、角撑、环梁等)、围檩(腰梁)、立柱和立柱桩、节点连接件。
使用场景:基坑平面形状复杂、面积大或超深。周边环境极其敏感,对变形控制要求极为严格。 基坑周边无锚杆施工条件。
优点:
刚度极大,变形控制效果最好。
适应各种复杂平面形状和超深基坑。
受力明确,可靠性高。
缺点:
支撑体系占用基坑内部大量空间,严重影响土方开挖和主体结构施工效率。
安装、拆除(或换撑)工序复杂,工期较长。
材料用量大,造价高。
挡土墙
6. 重力式挡墙
主要依靠墙体自身的重量和宽度来维持稳定、抵抗土压力的挡土结构,常用水泥土搅拌桩相互搭接形成实体墙。
使用深层搅拌机械,将水泥浆与原位土强制搅拌,形成连续搭接的水泥土桩墙。通常采用格栅式布置,以增强整体性。
结构组成:水泥土搅拌桩群(格栅状)、墙顶混凝土面板。
重力式挡土墙(其中一种)
使用场景: 开挖深度一般不大于7m的浅~中等深度基坑。软土地区,对止水有要求且场地相对宽敞。对施工噪音、振动有严格限制的敏感区域。
优点:
挡土与止水合二为一,止水效果好。
施工无振动、无噪音,对周边环境影响小。
造价相对较低。
缺点:
墙体宽度大,需占用较宽的施工场地。
墙体刚度有限,位移相对较大,不适用于深基坑或对变形要求严格的工程。
水泥土强度受土质和施工质量影响大。
钢板桩施工图
7. 钢板桩支护
将带有锁口的U型、Z型等截面型钢桩打入土中,相互扣合形成连续的板桩墙,用于挡土和部分挡水。
使用振动锤或静压设备,将单根钢板桩依次打入设计标高,锁口相互咬合。基坑回填后,可将其拔出重复使用。
结构组成:钢板桩(U型、Z型、直线型等)、锁口、必要时设内支撑或锚杆。
钢板桩平面图
使用场景:深度一般不大于10m的中等深度基坑。 临时性工程(如管道沟槽、桥梁围堰),可回收利用。地质条件以黏性土、粉土为主,砂层中需注意止水。对工期要求紧,需快速完成支护。
优点:
施工速度快,工期短。
材料可回收重复使用,经济性较好。
重量轻,运输和施工方便。
缺点:
刚度小,变形大,不适合深基坑或软土地区。
打拔桩噪音和振动较大,在市区使用受限。
锁口处止水效果一般,在砂性土层易渗漏。
放坡开挖
8. 放坡开挖
通过将基坑边坡开挖成一定稳定坡度,并辅以坡面保护,依靠土体自身强度保持稳定的最简单支护方式。
根据土质和基坑深度,按设计坡度(如1:1, 1:1.5)直接开挖。坡面常采用铺设钢丝网并喷射水泥砂浆、或覆盖防水布等方式进行保护,防止雨水冲刷和土体风化。
结构组成:稳定边坡、坡面防护层、坡顶和坡脚排水沟。
使用场景: 开挖深度浅(一般<5m)。 场地开阔,有充足的空间进行自然放坡。土质条件好(如硬塑黏性土、密实砂土),地下水位低。
优点:
施工最简单,成本最低。
无支护结构,施工空间开阔,效率高。
缺点:
需要基坑周边有非常开阔的场地,在城市中很难满足。
仅适用于开挖深度浅、土质条件好、地下水位低的情况。
受降雨影响大,需做好坡面保护和排水。