為了防止塌安全方，保證施工安全，在基坑開挖一定的深度後，土壁應該做成有斜度的邊坡，或者加以臨時支撐來保持土壁的穩定，臨時支撐即稱為土壁支護。
基本介紹
- 中文名：土壁支護
- 外文名：Soil wall support
- 別名：土壁支撐
- 類屬學科：建築施工
- 作用：維護開挖穩定及施工安全
- 套用範圍：全球
土壁塌方原因,支護方法,1)橫撐式支護,2)板樁支護,一些先進的支撐辦法,
土壁塌方原因
1.邊坡過陡，使土體本身的穩定性不夠，而引起塌方現象。尤其是土質差，開挖深、大的坑槽中，常會遇到這種情況。
2. 雨水、地下水滲入基坑，土體泡軟、重量增大及抗剪能力降低，這是造成塌方的主要原因。
3. 基坑上邊緣附近大量堆土或停放機具、材料，或由於動荷載的作用，使土體中所產生的剪應力超過土體的抗剪強度。
2. 雨水、地下水滲入基坑，土體泡軟、重量增大及抗剪能力降低，這是造成塌方的主要原因。
3. 基坑上邊緣附近大量堆土或停放機具、材料，或由於動荷載的作用，使土體中所產生的剪應力超過土體的抗剪強度。
支護方法
土壁支護的方法，根據工程特點、土質條件、開挖深度、地下水位和施工方法等的不同，可以選擇橫撐、板樁、灌注樁、深層攪拌樁、地下連續牆等。
1)橫撐式支護
開挖較窄的溝槽，多用橫撐式土壁支撐。橫撐式土壁支撐根據擋土板放置方式的不同，
分為水平擋土板式和垂直擋土板式兩類。前者由水平擋土板、豎楞木和橫撐三部分組成，又分為斷續式和連續式兩種。濕度小的粘性土挖土深度小於3m時，可用斷續式水平擋土板支撐(圖1-30a)；鬆散、濕度大的土可用連續式水平擋土板支撐，挖土深度可達5m。鬆散和濕度很高的土可用垂直擋土板支撐(圖1-30b)，挖土深度不限。
圖1-30 橫撐式支撐
(a)斷續式水平擋土板支撐；(b)垂直擋土板支撐
1-水平擋土板；2-豎楞木；3-工具式橫撐；4-豎直擋土板；5-橫楞木
採用橫撐式支撐時，應隨挖隨撐，支撐要牢固。施工中應經常檢查，如有鬆動、變形等現象時，應及時加固或更換。支撐的拆除應按回填順序依次進行，多層支撐應自下而上逐層拆除，隨拆隨填。拆除支撐時，應防止附近建築物和構築物等產生下沉和破壞，必要時應採取妥善的保護措施。
分為水平擋土板式和垂直擋土板式兩類。前者由水平擋土板、豎楞木和橫撐三部分組成，又分為斷續式和連續式兩種。濕度小的粘性土挖土深度小於3m時，可用斷續式水平擋土板支撐(圖1-30a)；鬆散、濕度大的土可用連續式水平擋土板支撐，挖土深度可達5m。鬆散和濕度很高的土可用垂直擋土板支撐(圖1-30b)，挖土深度不限。
圖1-30 橫撐式支撐
(a)斷續式水平擋土板支撐；(b)垂直擋土板支撐
1-水平擋土板；2-豎楞木；3-工具式橫撐；4-豎直擋土板；5-橫楞木
採用橫撐式支撐時，應隨挖隨撐，支撐要牢固。施工中應經常檢查，如有鬆動、變形等現象時，應及時加固或更換。支撐的拆除應按回填順序依次進行，多層支撐應自下而上逐層拆除，隨拆隨填。拆除支撐時，應防止附近建築物和構築物等產生下沉和破壞，必要時應採取妥善的保護措施。
2)板樁支護
板樁為一種支護結構，既擋土又防水。當開挖的基坑較深，地下水較高且有出現流砂的危險時，如採用降低地下水位的方法，則可用板樁打入土中，使地下水在土中滲流的路線延長，降低水力坡度，阻止地下水滲入基坑內，從而防止流砂產生。在靠近原有建築物開挖基坑時，為了防止原建築物基礎的下沉，通常也多採用打設板樁方法進行支護。
板樁根據有無設定錨碇結構，分為無錨碇板樁和有錨碇板樁兩類。無錨碇板樁即為懸臂式板樁，是依靠入土部分的土壓力來維持板樁的穩定，所以它僅適用於較淺的基坑，高度一般不超過4m，否則就不經濟。有錨碇板樁是在板樁上部用拉錨或支撐加以固定，以提高板樁的支護能力，可用於較深的基坑，這種板樁用得較多。
板樁有木板樁、鋼筋混凝土板樁、鋼筋混凝土護坡樁、鋼板樁和鋼木混合樁式支護結構等數種。鋼板樁除用鋼量多之外，其它性能比別的板樁都優越，在臨時工程中可多次重複使用，鋼筋混凝土板樁一般不重複使用。
鋼板樁是由帶鎖口或鉗口的熱扎型鋼製成，把這種鋼板樁互相連線就形成鋼板樁牆，可用於擋土和擋水。鋼板樁種類很多，基本上分為平板樁與波浪形板樁兩類，每類中又有多種形式。平板樁(圖1-32a)防水和承受軸向應力的性能良好，且易打入地下，但長軸方向抗彎強度較小；波浪式板樁(圖1-32b)，尤其是“拉森”型鋼板樁的防水和抗彎性能都較好，施工中常用。
由於鋼板樁的租賃費用昂貴，有的施工單位採用預製鋼筋混凝土板樁或現澆鋼筋混凝土灌注樁護坡。前者如同鋼板樁要連續打設，但上口常澆築鎖口梁以增加整體剛度；後者宜間隔打設，樁距通過計算確定，樁上口亦需澆築鎖口梁。樁外側用木板、鋼筋混凝土板或鋼木組合板擋土。板樁施工要正確選擇打樁方式、打樁機械和流水段劃分，以便使打設後的板樁牆，有足夠的剛度和防水作用，且板樁牆面平直，以滿足牆內支撐安裝精度的要求，對封閉式板樁牆還要求封閉合攏。對於鋼板樁，通常有單獨打入法、雙層圍檁插樁法和屏風法三種打樁方式。單獨打入法是從板樁牆的一角開始，逐塊插打至設計深度。這種方法施工簡便，速度快，不需設輔助支架，但易使板樁向一側傾斜，且誤差積累後不易糾正，即影響壁面平直度，又難以封閉合攏。一般只在樁長小於10m，板樁牆要求不高時才採用。雙層圍檁插樁法是先築起雙層圍檁架，然後將板樁依次在圍檁中全部插好，待四角封閉合攏後，再逐漸按階梯狀將板樁逐塊打至設計標高(如圖1-33所示)。這種方法能保證板樁牆的平面尺寸、垂直度和平整度，但施工複雜，速度慢，封閉合攏時需異形樁。適合於精度要求高、數量不大的場合。屏風法用單層圍檁，每10～20根鋼板樁為一個流水段，成排插入圍檁支架內，呈屏風狀，先將其兩端的鋼板樁打入。成為定位樁啊。然後將其它板樁順序以1/3、1/2板樁高度呈階梯狀打入(如圖1-34所示)。這種方法的優點是可以防止過大的傾斜和扭轉，減少傾斜誤差積累，並且易於實現封閉合攏，能保證板樁牆的施工質量。缺點是需耗費一定的輔助材料，插樁的自立高度較大，應注意插樁的穩定和施工安全。一般情況下多採用這種方法。
鋼板樁打設的工藝過程為：鋼板樁矯正→圍檁支架安裝→鋼板樁打設→軸線修正和封閉合攏。基礎施工結束後，一般還要拔除鋼板樁、回填樁孔。
①鋼板樁矯正
鋼板樁在打入前應將樁尖處的凹槽底口封閉，以免泥土擠入，鎖口塗上油脂。對年久失修、變形和鏽蝕嚴重的鋼板樁，在打設之前需進行整修矯正。矯正要在平台上進行，對彎曲變形的鋼板樁可用油壓千斤頂或火烘校正等方法進行矯正。
②圍檁支架安裝
圍檁支架的作用是保證鋼板樁垂直打入和打入後的鋼板樁牆面平直。圍檁支架由圍檁樁和圍檁組成。其形式平面圖上有單面圍檁和雙面圍檁之分；高度上有單層、雙層和多層之分。第一層圍檁的安裝高度約在地面以上500mm處。雙面圍檁之間的淨距以比兩塊板樁的組合寬度大8～15mm為宜。圍檁支架多為鋼製，必須牢固，尺寸要準確。圍檁支架每次安裝的長度視具體情況而定，最好能周轉使用，以節約鋼材。
③鋼板樁打設
先用吊車將鋼板樁吊至插樁點處進行插樁，插樁時鎖口要對準，每插入一塊即套上樁帽輕輕加以錘擊。在打樁過程中，為保證鋼板樁的垂直度，用兩台經緯儀在兩個方向加以控制。為防止鎖口中心線平面位移，可在打樁進行方向的鋼板樁鎖口處設卡板，阻止板樁位移。同時應預先算出並在圍檁上標註每塊板樁的位置，以便隨時檢查校正。打樁時，開始打設的第一、二塊鋼板樁的打入位置和方向要確保精度，它可以起樣板導向作用，一般每打入1m應測量一次。鋼板樁通常應分幾次打入，如第一次由20m高打至15m，第二次則打至10m，第三次打至圍檁高度，待圍檁支架拆除後，第四次才打至設計標高。
④軸線修正和封閉合攏
鋼板樁牆的設計長度有時不是鋼板樁標準寬度的整數倍，而且鋼板樁的製作和打設也有誤差，給封閉合攏增加了難度。鋼板樁的轉角和封閉合攏可採用異形板樁。但其加工質量較難保證，打入和拔出也很困難，尤其是用於封閉合攏的異形板樁，一般要在封閉合攏前根據需要進行加工，常常影響施工進度，所以應儘量避免採用異形板樁。施工中採用較多的是軸線調整法。即通過鋼板樁牆閉合軸線設計長度和位置的調整實現封閉合攏。封閉合攏最好選在短邊的角部。沿長邊方向打至離轉角樁約尚有8塊鋼板樁時暫時停止，量出至轉角樁的總長度和增加的長度；在短邊方向也照上述辦法進行。根據長、短兩邊水平方向增加的長度和轉角樁的尺寸，將短邊方向的圍檁與圍檁樁分開，用千斤頂向外頂出，進行軸線外移，經核對無誤後再將圍檁和圍檁樁重新焊接固定。在長邊方向的圍檁內插樁，繼續打設，插打到轉角樁後，再轉過來接著沿短邊方向插打兩塊鋼板樁。根據修正後的軸線沿短邊方向繼續向前插打，最後一塊封閉合攏的鋼板樁，設在短邊方向從端部算起的第三塊板樁的位置處。
板樁根據有無設定錨碇結構，分為無錨碇板樁和有錨碇板樁兩類。無錨碇板樁即為懸臂式板樁，是依靠入土部分的土壓力來維持板樁的穩定，所以它僅適用於較淺的基坑，高度一般不超過4m，否則就不經濟。有錨碇板樁是在板樁上部用拉錨或支撐加以固定，以提高板樁的支護能力，可用於較深的基坑，這種板樁用得較多。
板樁有木板樁、鋼筋混凝土板樁、鋼筋混凝土護坡樁、鋼板樁和鋼木混合樁式支護結構等數種。鋼板樁除用鋼量多之外，其它性能比別的板樁都優越，在臨時工程中可多次重複使用，鋼筋混凝土板樁一般不重複使用。
鋼板樁是由帶鎖口或鉗口的熱扎型鋼製成，把這種鋼板樁互相連線就形成鋼板樁牆，可用於擋土和擋水。鋼板樁種類很多，基本上分為平板樁與波浪形板樁兩類，每類中又有多種形式。平板樁(圖1-32a)防水和承受軸向應力的性能良好，且易打入地下，但長軸方向抗彎強度較小；波浪式板樁(圖1-32b)，尤其是“拉森”型鋼板樁的防水和抗彎性能都較好，施工中常用。
由於鋼板樁的租賃費用昂貴，有的施工單位採用預製鋼筋混凝土板樁或現澆鋼筋混凝土灌注樁護坡。前者如同鋼板樁要連續打設，但上口常澆築鎖口梁以增加整體剛度；後者宜間隔打設，樁距通過計算確定，樁上口亦需澆築鎖口梁。樁外側用木板、鋼筋混凝土板或鋼木組合板擋土。板樁施工要正確選擇打樁方式、打樁機械和流水段劃分，以便使打設後的板樁牆，有足夠的剛度和防水作用，且板樁牆面平直，以滿足牆內支撐安裝精度的要求，對封閉式板樁牆還要求封閉合攏。對於鋼板樁，通常有單獨打入法、雙層圍檁插樁法和屏風法三種打樁方式。單獨打入法是從板樁牆的一角開始，逐塊插打至設計深度。這種方法施工簡便，速度快，不需設輔助支架，但易使板樁向一側傾斜，且誤差積累後不易糾正，即影響壁面平直度，又難以封閉合攏。一般只在樁長小於10m，板樁牆要求不高時才採用。雙層圍檁插樁法是先築起雙層圍檁架，然後將板樁依次在圍檁中全部插好，待四角封閉合攏後，再逐漸按階梯狀將板樁逐塊打至設計標高(如圖1-33所示)。這種方法能保證板樁牆的平面尺寸、垂直度和平整度，但施工複雜，速度慢，封閉合攏時需異形樁。適合於精度要求高、數量不大的場合。屏風法用單層圍檁，每10～20根鋼板樁為一個流水段，成排插入圍檁支架內，呈屏風狀，先將其兩端的鋼板樁打入。成為定位樁啊。然後將其它板樁順序以1/3、1/2板樁高度呈階梯狀打入(如圖1-34所示)。這種方法的優點是可以防止過大的傾斜和扭轉，減少傾斜誤差積累，並且易於實現封閉合攏，能保證板樁牆的施工質量。缺點是需耗費一定的輔助材料，插樁的自立高度較大，應注意插樁的穩定和施工安全。一般情況下多採用這種方法。
鋼板樁打設的工藝過程為：鋼板樁矯正→圍檁支架安裝→鋼板樁打設→軸線修正和封閉合攏。基礎施工結束後，一般還要拔除鋼板樁、回填樁孔。
①鋼板樁矯正
鋼板樁在打入前應將樁尖處的凹槽底口封閉，以免泥土擠入，鎖口塗上油脂。對年久失修、變形和鏽蝕嚴重的鋼板樁，在打設之前需進行整修矯正。矯正要在平台上進行，對彎曲變形的鋼板樁可用油壓千斤頂或火烘校正等方法進行矯正。
②圍檁支架安裝
圍檁支架的作用是保證鋼板樁垂直打入和打入後的鋼板樁牆面平直。圍檁支架由圍檁樁和圍檁組成。其形式平面圖上有單面圍檁和雙面圍檁之分；高度上有單層、雙層和多層之分。第一層圍檁的安裝高度約在地面以上500mm處。雙面圍檁之間的淨距以比兩塊板樁的組合寬度大8～15mm為宜。圍檁支架多為鋼製，必須牢固，尺寸要準確。圍檁支架每次安裝的長度視具體情況而定，最好能周轉使用，以節約鋼材。
③鋼板樁打設
先用吊車將鋼板樁吊至插樁點處進行插樁，插樁時鎖口要對準，每插入一塊即套上樁帽輕輕加以錘擊。在打樁過程中，為保證鋼板樁的垂直度，用兩台經緯儀在兩個方向加以控制。為防止鎖口中心線平面位移，可在打樁進行方向的鋼板樁鎖口處設卡板，阻止板樁位移。同時應預先算出並在圍檁上標註每塊板樁的位置，以便隨時檢查校正。打樁時，開始打設的第一、二塊鋼板樁的打入位置和方向要確保精度，它可以起樣板導向作用，一般每打入1m應測量一次。鋼板樁通常應分幾次打入，如第一次由20m高打至15m，第二次則打至10m，第三次打至圍檁高度，待圍檁支架拆除後，第四次才打至設計標高。
④軸線修正和封閉合攏
鋼板樁牆的設計長度有時不是鋼板樁標準寬度的整數倍，而且鋼板樁的製作和打設也有誤差，給封閉合攏增加了難度。鋼板樁的轉角和封閉合攏可採用異形板樁。但其加工質量較難保證，打入和拔出也很困難，尤其是用於封閉合攏的異形板樁，一般要在封閉合攏前根據需要進行加工，常常影響施工進度，所以應儘量避免採用異形板樁。施工中採用較多的是軸線調整法。即通過鋼板樁牆閉合軸線設計長度和位置的調整實現封閉合攏。封閉合攏最好選在短邊的角部。沿長邊方向打至離轉角樁約尚有8塊鋼板樁時暫時停止，量出至轉角樁的總長度和增加的長度；在短邊方向也照上述辦法進行。根據長、短兩邊水平方向增加的長度和轉角樁的尺寸，將短邊方向的圍檁與圍檁樁分開，用千斤頂向外頂出，進行軸線外移，經核對無誤後再將圍檁和圍檁樁重新焊接固定。在長邊方向的圍檁內插樁，繼續打設，插打到轉角樁後，再轉過來接著沿短邊方向插打兩塊鋼板樁。根據修正後的軸線沿短邊方向繼續向前插打，最後一塊封閉合攏的鋼板樁，設在短邊方向從端部算起的第三塊板樁的位置處。
一些先進的支撐辦法
地下連續牆
柱列式灌注樁
土錨桿
土釘牆
