深基坑支護選型淺析

李洲華　邱欣

【摘 要】本文通過長江下游三角洲沖積平原上某一工程對基坑支護方案從安全、適用條件、造價、工期等方面進行對比，選擇分理方案，說明支護方案要考慮周邊環(huán)境的要求，才能取得良好的支護效果。

【關(guān)鍵詞】深基坑；支護；效果良好

Analysis on Selection of Deep Foundation Pit Support

Li Zhou-hua，Qiu Xin

（Tongzhou Construction Group Co.， Ltd Jiangsu 226000）

【Abstract】In this paper， through a certain project in the lower reaches of the Yangtze River Delta， a certain project of the foundation pit support from the safety， applicable conditions， cost， duration and other aspects of comparison， select the program， the support program to consider the surrounding environment requirements in order to achieve good Support effect.

【Key words】Deep foundation pit；Support；Good effect

1. 引言

隨著國民經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展，我國的民用、工業(yè)用房及基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)已進入了一個嶄新的時期，高層建筑如雨后春筍，但高層建筑的基礎(chǔ)埋沒較深，對深基坑支護的要求越來越高，深基坑的支護不僅要求保證基坑內(nèi)正常作業(yè)安全，而且要防止基坑及坑外土體移動，保證基坑附近建筑物，道路管線的正常運行。如今支護結(jié)構(gòu)日益完善，出現(xiàn)了許多支護結(jié)構(gòu)形式與穩(wěn)定邊坡的方法。單一的支護方案已不能滿足周邊環(huán)境的苛刻要求，支護方案選擇時，安全是首先需要思考的問題，其次還是要考慮經(jīng)濟、實用、工期等方面的問題，而支護方案的優(yōu)劣又直接影響到工程的進度，質(zhì)量成本和環(huán)境。因此，基坑支護類型的選擇具有十分重要的意義。

2. 工程概況

2.1 項目概況。

某項目為商業(yè)廣場工程，地上總建筑面積113599m2地下建筑面積44330m2該工程主要由26層（102.6m）主樓，4層（13.85m）附樓組成。人防工程類型為附建式整體地下人防工程，地下兩層，局部有夾層，埋深約11米。采用樁笩基礎(chǔ)，并設(shè)置沉降縫?；有螤顬樗倪呅?，基坑開挖深度為10.5m左右，該深基坑位于兩條繁忙市政道路的交叉口西北角處，邊坡周邊環(huán)境條件比較復雜。東側(cè)距離現(xiàn)有廠房約20m，南側(cè)距離現(xiàn)有道路約為30m，西側(cè)距離現(xiàn)有道路約9m，北側(cè)距離其他單位在建工程臨時板房約43m。

2.2 土層分布及地質(zhì)特性。

該工程基坑深度范圍內(nèi)的土層自上而下的分布及工程的地質(zhì)特性描述如下：

（1）雜填土：上部局部含建筑垃圾，下部以粉土，粉質(zhì)粘土為主要成分，松散～密，不均勻，厚度1.60～3.80m，平均2.19m。

（2）粉土：黃褐～青灰色，稍密～中密，濕，干強度低～中等，韌性低～中等，厚度3.30～5.80m，平均4.75m。

（3）粉砂類粉土：青灰色，飽和，稍密為主，層厚2.80～4.30m，平均層厚3.5m。

（4）粉砂夾細砂：灰～青灰色，飽和，中密為主含云母碎片，厚度11.20～12.00m，平均層厚11.66m。

3. 基坑支護方案

3.1 可選的支護方案。

工程實踐中基坑支護方案的種類繁多，但根據(jù)支護結(jié)構(gòu)和支護原理的不同基本可以分為以下幾種：坡率法（放坡開挖法）、土釘墻，預應(yīng)力鋁桿+土釘墻、排樁（鉆、沖孔，人工挖孔灌注樁、攪拌樁、旋噴樁等）排樁+預應(yīng)力鋁桿，地下連續(xù)墻+鋁桿、鋼筋混凝土（貨鋼）內(nèi)支撐等。

3.2 常見支護方案及適用條件。

（1）坡率法（放坡開挖法）適用于場地開闊，附近無建筑物和管線等，地下水位較深，工期短，工程造價較低。

（2）攪拌樁重力式擋墻適用于坑底以上軟弱土層較厚，坑底以下土質(zhì)較好，周邊無建筑物，管線，工期一般，工程造價稍高。

（3）懸臂樁適用于坑底以上土質(zhì)較差，坑底以下土質(zhì)較好，周邊有管線，工期一般，工程造價稍高。

（4）排樁+預應(yīng)力錨桿適用于種地層，周邊有建筑物和管線沉降嚴格，工期稍長，工程造價高。

（5）土釘墻+預應(yīng)力錨桿適用于土質(zhì)較好，且地下水位較深或已采取止水、降水措施。工程較短，工程造價適中。

（6）地下連續(xù)墻+錨桿適用于軟弱地層厚，臨近筑物、管線較多，對變形要求嚴格。工期長，工程造價高。

（7）鋼筋混凝土（或鋼）內(nèi)支撐適用于深厚軟弱土層，地下水位非常淺，臨近建筑物、管線較多，對變形要求嚴格。工程最長，工程造價最高。

（8）由于基坑各坡段的周圍環(huán)境、地層情況、地下水情況等相差非常懸殊，采用單一支護方式通常不能滿足要求，因為進行基坑設(shè)計時應(yīng)考慮多種方案。這也是工程實踐中同一基坑支護工程常常選用多種支護類型的原因?；谏鲜鲈?，設(shè)計人員應(yīng)基于安全、合理、經(jīng)濟、施工簡便的原則等因素進行各種方案的比較，從中選定最優(yōu)方案。

4. 支護的優(yōu)化設(shè)計

4.1 優(yōu)化設(shè)計的思路。

該基坑開挖深度大，且開挖深度范圍內(nèi)的坑壁土體均為軟弱土層。應(yīng)對坑壁土體采取有效支護措施，并控制支護結(jié)構(gòu)側(cè)向位移。下部沙類土承壓含水層厚度大，滲透性強，含水量豐富，承壓水頭高。根據(jù)以往基坑支護設(shè)計的經(jīng)驗，本著“安全、經(jīng)濟、方便、可行和環(huán)?！钡脑瓌t，在選取基坑支護結(jié)構(gòu)時需要考慮的重點是：endprint

（1）支護結(jié)構(gòu)體系的穩(wěn)定性：優(yōu)先選用具有成熟經(jīng)驗的支護形式，以滿足基坑支護整體穩(wěn)定性的要求，支撐結(jié)構(gòu)應(yīng)布置合理、受力明確、傳力合理。

（2）應(yīng)控制基坑開挖時支護結(jié)構(gòu)的變形對周邊環(huán)境的影響，優(yōu)先選用剛度較大的支護形式，減小支護結(jié)構(gòu)的變形。

（3）在保證基坑及周邊環(huán)境安全穩(wěn)定的條件下，應(yīng)盡量節(jié)約工程造價，加快施工速度。

（4）在支護結(jié)構(gòu)選定的情況下，根據(jù)實際情況細化支護結(jié)構(gòu)的設(shè)計參數(shù)。

4.2 支護方案的選型。

對于本基坑工程，根據(jù)周邊情況及土質(zhì)情況并結(jié)合上部結(jié)構(gòu)設(shè)計要求，初步選出幾種方案，再從安全、造價、工期等方面進行比較，最后選定最優(yōu)支護方案。本工程可采用的支護方式有：

（1）基坑西側(cè)壁采用排樁+預應(yīng)力錨桿支護方案，主要是由于西側(cè)道路距基坑僅9m，車流量較大。

（2）基坑東、南側(cè)壁采用土釘墻+預應(yīng)力錨桿，主要是因為：東側(cè)的建筑物距基坑20m，且其荷載較小，采用土釘墻+預應(yīng)力錨桿可以提供較好的側(cè)向約束，不致引起建筑物的過大沉降，南側(cè)雖然管線較多，但管線多為鋼質(zhì)管線，本身有一定柔性，可適應(yīng)一定的變形，采用單獨的土釘墻支護可能引起過大變形，為控制土體的水平變形，增設(shè)預應(yīng)力錨桿可有效控制土體變形。

（3）基坑北側(cè)壁坡率法，主要是由于北側(cè)場地空曠，具備放坡空間，采用土釘墻設(shè)計。

5. 基坑監(jiān)測結(jié)果

5.1 基坑施工單位采用上述設(shè)計方案進行基坑施工，為保證施工安全和驗證設(shè)計方案的合理性，在基坑開挖過程中對基坑周邊環(huán)境進行了變形監(jiān)測。周邊建筑物和地面變形監(jiān)測結(jié)果如表1：

5.2 從上述監(jiān)測結(jié)果可以看出，基坑周邊環(huán)境的變形整體上都在安全范圍內(nèi)，基坑支護效果良好，基坑側(cè)向位移，基坑周圍已有建筑物沉降都在設(shè)計值允許范圍內(nèi)，說明采用的支護方案是切實可行的。

6. 總結(jié)

（1）掌握周邊環(huán)境資料。進行支護設(shè)計之前，要進行現(xiàn)場的勘察工作，了解周邊環(huán)境，掌握建筑物的結(jié)構(gòu)形式、基礎(chǔ)埋深、變形要求，掌握管線的埋深、材質(zhì)、是否有內(nèi)部壓力、管線相關(guān)部門提供的允許變形量等，才能做到有的放矢，為方案選型提供依據(jù)。

（2）充分分析不同支護方案的適條件、造價、工期等因素。設(shè)計時充分調(diào)查當?shù)爻墒斓氖┕ぜ记珊徒?jīng)驗、材料、地質(zhì)條件等因素，才能使得設(shè)計出來的方案便于實施，也就才能保證基坑的安全施工。

（3）要充分發(fā)揮不同支護結(jié)構(gòu)形式的特點，選用相適宜的基坑側(cè)壁安全等級的支護結(jié)構(gòu)。

參考文獻

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