基坑施工技术应用各有千秋
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摘要：着重介绍不同区域环境下，桥梁、隧道或路基高边坡土钉墙基坑施工种类，施工方法和原理以及相关实例。
关键词：基坑施工技术
工程结构物基坑，主要包括基坑支护体系和土石方开挖，是一项综合性很强的系统工程。它要求岩土工程和结构工程技术人员密切配合。基坑工程具有很强的区域性，如软黏土地基、黄土地基等工程，地质和水文地质条件不同，地基中基坑的差异性很大。此外，同一区域不同位置也有差异。基坑工程的支护体系设计与施工和土方开挖都要因地制宜。总结近年来的一些典型工程，可以看出技术的应用各有千秋。
一、复合土钉墙支护技术
复合土钉墙是20世纪90年代在普通土钉墙的基础上研究成功的一项深基坑支护新技术。它是由普通土钉墙与一种或若干种单项轻型支护技术，如预应力锚杆、竖向钢管、微型桩或深层搅拌桩、旋喷桩等有机组合成的支护截水型土钉墙、截水加强型土钉墙三大类。
由于可在不降水条件下采用，复合土钉墙解决了不同地区工程建设中不宜人工降水的难题，可以用于回填土、淤泥质土、黏性土、沙土、粉土等常见土层；在没有环境限制时，可以垂直开挖与支护，比较易于在场地狭小的条件下施工。工程规模上，深度20米以内的深基坑可以使用。
复合土钉墙由于技术上合经济上的综合优势，中铁十六局集团路桥公司曾经在赣龙铁路、点南铁路得到有效应用，其数量及深度为：京九铁路410根、深度11.3~17.85米，渝怀铁路90根、深度10.3~15.85米，赣龙铁路200根，深度9.3~ 12.15米。图1：赣龙铁路复合土钉墙支护技术
二、型钢+搅拌桩支护结构技术
点南铁路K6+460~+660段明挖工程采用的是型钢水泥土复合搅拌桩支护结构，它具有抵抗侧向土水压力和阻止地下水渗漏的功能，主要用于深基坑支护。有两种结构形式：一种是在水泥土墙中插入断面较大H型钢，主要利用型钢承受水土侧压力，水泥土墙仅作为止水帷幕，基本不考虑水泥土的承载作用和与型钢的共同工作，型钢一般需要涂抹隔离剂，待基坑工程结束之后将H型钢拔除，以节省钢材。另一种是在水泥土墙内外两侧应力较大的区域插入断面较小的工字钢等型钢，利用水泥土与型钢的共同工作，共同承受水土压力并具有止水帷幕的功能。废土外运量少，施工时无振动、无噪声、无泥浆污染。工程造价较常用的钻孔灌注排桩方法可节省30%~40%。
图2：型钢+搅拌桩支护结构技术
该技术可在黏性土、粉土、砂砾土使用，目前在国内主要在软土地区都有成功应用。这种技术目前可应用在开挖深度10米下的基坑围护工程。
三、冻结+排桩支护特大深基坑施工技术
赣龙铁路马鞍山大桥3号桥墩基础施工中采用的是地基冻结排桩法，并取得成功，为特大型深基坑基础工程开创了新的技术手段。
地基冻结排桩法是以含水地层冻结形成的帷幕墙为基坑的封水结构，以排桩及内支撑系统为抵抗水土压力的受力结构，充分发挥各自的优势特点。为了保护冻结墙体、增加封水深度、减少基底涌水量和压力，通过冻结孔外侧设置的多个注浆孔在一定标高范围内形成注浆帷幕。需要注意的是，由于岩土力学基本理论的不成熟，这种技术方法计算所采用的数学力学模型与实际情况常存在着较大的差距，必须加强工程监测，通过信息化施工及时发现问题，保证工程安全。
冻结止水使用于各种不良地质，并且基坑越深，经济上、工期上的优势也就越大，特别是对地下水丰富的软土地层就更加具有优越性，适用于25~50米的大型和特大型基坑，矩形、圆形和其他几何形状的施工。图3：冻结+排桩支护:基坑施工
四、地下工程的暗挖法
以前的暗挖法即为传统隧道施工的矿山法。由于我国大量地下工程的修建，吸取了国内外许多先进的理论和工艺，在暗挖法的工程实践中有很多新的创造。岩质地基中的暗挖法――新奥法以控制爆破或机械开挖为主要支护方法，充分发挥围岩和支护结构的协同作用，是将理论指导、监控量测和工程经验相结合的一种施工方法。
土质隧道中的暗挖法除了常用的盾构法外，也包括在矿山法基础上发展的暗挖法，它在科研、设计和施工等方面都有新突破。在土质地基中，北京复兴门至西单区段采用浅埋暗挖法修建折返线和区间隧道，西单地铁车站采用“双眼镜法”进行施工，天安门西站采用“PBA”工法施工，王府井站、东单站等均采用了浅埋暗挖法。
五、逆坐法
逆作法是建筑基坑支护的一种较为特殊的施工技术。它通过合理利用建筑物地下结构自身的抗力，达到支护基坑的目的。根据基坑支撑方式，逆作法可分为全逆作法、半逆作法和部分逆作法三种。结构设计合理；施工工序简化，经济效益明显。我国在逆作法施工方面积累了丰富的经验，也有很多的发展和创造。
逆作法可以用于建筑群密集、相邻建筑物较近、地下水位较高、地下室埋深大和施工场地狭小的高层建筑的地上、地下建筑工程，如地铁站、地下车库、地下厂房、地下贮库、地下变电站等。
图4：楼群附近逆作法基坑支护
据了解，到目前为止，我国已有100多项逆作法建筑基坑支护的工程，比较典型的有北京百货大楼新楼、重庆小天鹅宾馆、苏州会务馆、广州国际银行中心、北京地铁天安门东站等。上海世博会地下供电工程就采用了逆作法施工，规模宏大，深度达到含有承压水的第7层粉细砂，在降水、利用建筑物自身和部分临时支护等方面有所创新，监测和分析工作也很全面精细，很有创新性。
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