支护结构型式是基坑施工过程中的临时构筑物,在设计中不该采用较大的安全系数。但是支护结构需要有适当的安全储,安全系数一般取1.0或1.1。一个工程中可能不一定会出现问题,但在一个地区中,工程事故就可能比较频繁。从安全与经济的两方面的角度来进行考虑,可以通过在较小的安全储备下,在施工过程中加强监测的力度,并备有相应的应急措施,以防发生重大施工安全事故。
在一般情况下,当地基土为软粘土时,必须加强基坑支护结构的稳定性,当基坑地基的地下水位较高或者地基中是砂性土,基坑工程在开挖前就必须进行降水。当地基土为黏性土,基坑工程支护体系的失稳往往是由于支护结构的失稳引起的。引起支护结构失稳的原因有很多,比如有设计方面的原因,或者是施工方面的原因,也可能是对土质情况的了解不够深入。在渗透性大的地基中,基坑支护工程体系的破坏一般都是由于降水没有弄好。所以要根据土质的情况来合理的选用合适的支护结构型式。
1.1.3基坑支护结构型式
在工程施工中,有可能只采用一种支护结构的型式,也有可能采用多种支护结构型式来降低施工建设的成本,节约造价。对于深基坑和大基坑,一般要选用多种支护结构的型式,降低施工的成本。深基坑支护型式有水泥土重力式支护结构体系、桩锚支护结构体系、土钉墙支护结构体系、支护灌注桩支护结构体系和地下连续墙等支护体系。
(1)土钉墙的支护结构
土钉墙支护的结构在土体没有发生破坏时不承受力的作用,在土体发生破坏时,土钉墙就受到压力的作用,基坑就产生了支护作用。土钉墙的作用原理是用较密排列的土钉作为受力构件,使原来的土体的强度加大,固定住土体,让土体发挥自身的强度,使其不易产生塌落。其构筑方法可以通过在基坑边坡土体中打入土钉,形成了一道加筋土的重力式挡土墙,因而起到了挡土的作用。土钉墙支护型式一般情况下适用于在地下水位以上或者用人工降水后的深基坑支护的工程,特别地,对于粘性土,粉土、杂填土以及非松散砂土、卵石土,土钉墙也比较适用,但是基坑深度不应超过12m。
(2)桩锚支护结构体系
桩锚支护结构体系由受拉构件和挡土构件两部分一起组成的支护结构体系。挡土结构构件的选用的是钢板桩或者是钢筋混凝土灌注桩,外拉构件一般由受拉杆件和锚固体两部分组成,其中可以分为锚杆式和地面拉锚式这两种结构。桩锚支护体系构件的尺寸通常比较小,整体刚度相对比较大,对于基坑的围护能够起到很好的作用。和桩撑支护体系相比,桩锚支护体系的拉锚力与深基坑的平面尺寸没有关系,桩锚支护结构型式更加适用于深大的基坑支护中,充分利用其整体刚度大的优点。桩锚支护体系的施工相对比较方便,可以保证基坑内部有足够的施工空间,提高了劳动效率,并且桩锚支护体系的造价也相对较低,可以降低施工工程的成本。
(3)桩撑支护体系
桩撑支护结构体系通常是由内支撑构件和围护构件组成的支护结构体系,桩撑和桩锚两体系的围护结构基本相同,都是采用钢板桩和钢筋混凝土灌注桩构成,桩撑的支撑结构常采用内撑形式的水平支撑或者用斜支撑来构造。桩撑支护体系比较容易控制施工的质量,内撑在支撑过程中作为受压构件,可以有效利用混凝土受压能力高,这个特点,使施工更加经济合理。 桩撑支护体系的适用的土性范围较广。
(4)地下连续墙