柔性支护结构应用及设计原则

可将支撑材料自身能承担较大弯矩的支护结构视为柔性支护结构，如钢筋混凝土桩、地下连续墙、钢板桩等。根据是否设置支撑或者锚固分为悬臂式、单点支撑式及多点支撑结构。

悬臂式围护结构是将围护结构埋入基坑底面以下足够深度，靠围护结构足够的埋深及抗弯能力来维持整体稳定及结构自身安全。适于在土质较好、开挖深度不大的基坑工程中应用。随着基坑开挖深度的加大，悬臂式支护结构截面弯矩与支护高度的三次方成正比，且基坑变形量高，嵌入深度大。为解决上述问题，可设置内支撑或者锚杆形成内撑式围护结构及拉锚式围护结构。

支挡桩型式主要有钢板桩、钢筋混凝土桩、钢筋混凝土地下连续墙等。

（1）钢板桩。挡土钢板桩有槽钢钢板桩及热轧锁口钢板桩两类。槽钢钢板桩是一种简易的支护结构，将长度为6～8m的槽钢正反搭扣打入土体中，即形成支护挡墙，可根据施工条件及挡墙的受荷情况经计算选定槽钢的型号。由于其抗弯能力较弱，一般用于深度不超过4m的基坑，且需在基坑上部设一道支撑或拉锚。

热轧锁口钢板桩则是专用的支护挡土钢板桩，建筑施工中常用的有U型（即拉森式）和Z型，当基坑深度很大时还可采用组合型。国产U型钢板桩截面尺寸及有关参数如图5-1和表5-2所示。U型钢板桩可用于支护开挖深度为5～10m的基坑，在基坑开挖前将钢板桩打入土层预定深度，在软土地基中打设较方便，且具有一定的挡水效果，打设后即可进行开挖施工，待基础工程施工完毕后钢板桩可拔出回收。由于一次性投资较大，多以租赁方式租用。当基坑开挖深度不太大时，可考虑采用钢板桩支护。

图5-1　国产U型钢板桩截面(www.xing528.com)

表5-2　国产拉森式（U型）钢板桩

钢板桩柔性大，刚度低，当支护深度较大时需使用数量较多的支撑（或拉锚），工程量较大，而且用后拔出时由于带土，若处理不当则会引起边坡土体位移，严重时还会给施工及周围设施造成危害，采用该支护型式时应充分注意这一点。

（2）H型钢支柱木挡板支护墙。该支护形式是将H型钢沿基坑外围按一定间距打入土体中作为挡土墙支柱，在两支柱间设置木板、钢板等，支柱及木挡板共同组成支护墙。用后可拔出回收，较为经济，若一次性投资则费用较大。这种形式的支护结构适用于土质较好的地区，国外应用较多，我国在北京、上海等地已有应用，如北京的京城大厦基坑深度达23.5m，采用长27m、高×宽（488mm×300mm）的H型钢按1.1m的间距打入土中，支护墙设三层锚杆拉固。

（3）灌注桩挡墙。在基坑开挖施工前，沿基坑外围成排施工钻孔灌注桩，以形成排桩挡墙，并在桩顶浇注钢筋混凝土冠梁，这种支护结构目前应用非常普遍。由于桩挡墙的刚度较大，抗弯能力强，变形相对较小，在土质较好的地区，当桩墙未采用支撑（或拉锚）时悬臂长度达7～10m，也能达到预期支护效果。两层及两层以上地下室的深基坑开挖常采用该形式支护。由于钻孔灌注桩施工时难以做到两相邻桩相切，邻桩间隙为100～200mm，故桩挡墙的挡水效果差。目前，常在灌注桩外围施工深层搅拌水泥土桩或旋喷及摆喷桩，以形成防水帷幕。灌注桩承受边坡侧压力，防水帷幕起止水作用，虽然工程造价相应提高，但能保证深基坑开挖及基础工程顺利施工仍是值得的。

（4）地下连续墙。即地下钢筋混凝土墙体。施工时采用特制的挖槽机械沿基坑外围按设计宽度分单元钻挖出基槽，并采用泥浆护壁，成槽至设计标高后将钢筋骨架吊放入槽内，进行水下混凝土灌注，各单元间有特制的接头连接以形成地下连续墙。当地下连续墙为封闭型时，基坑开挖过程中连续墙既挡土也挡水。若仅仅将其作为支护结构则工程造价太高，如同时作为建筑的地下承重结构的组成部分则更为理想。