深基坑支护选型浅析

李洲华　邱欣

【摘 要】本文通过长江下游三角洲冲积平原上某一工程对基坑支护方案从安全、适用条件、造价、工期等方面进行对比，选择分理方案，说明支护方案要考虑周边环境的要求，才能取得良好的支护效果。

【关键词】深基坑；支护；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

隨着国民经济的持续发展，我国的民用、工业用房及基础设施建设已进入了一个崭新的时期，高层建筑如雨后春笋，但高层建筑的基础埋没较深，对深基坑支护的要求越来越高，深基坑的支护不仅要求保证基坑内正常作业安全，而且要防止基坑及坑外土体移动，保证基坑附近建筑物，道路管线的正常运行。如今支护结构日益完善，出现了许多支护结构形式与稳定边坡的方法。单一的支护方案已不能满足周边环境的苛刻要求，支护方案选择时，安全是首先需要思考的问题，其次还是要考虑经济、实用、工期等方面的问题，而支护方案的优劣又直接影响到工程的进度，质量成本和环境。因此，基坑支护类型的选择具有十分重要的意义。

2. 工程概况

2.1 项目概况。

某项目为商业广场工程，地上总建筑面积113599m2地下建筑面积44330m2该工程主要由26层（102.6m）主楼，4层（13.85m）附楼组成。人防工程类型为附建式整体地下人防工程，地下两层，局部有夹层，埋深约11米。采用桩笩基础，并设置沉降缝。基坑形状为四边形，基坑开挖深度为10.5m左右，该深基坑位于两条繁忙市政道路的交叉口西北角处，边坡周边环境条件比较复杂。东侧距离现有厂房约20m，南侧距离现有道路约为30m，西侧距离现有道路约9m，北侧距离其他单位在建工程临时板房约43m。

2.2 土层分布及地质特性。

该工程基坑深度范围内的土层自上而下的分布及工程的地质特性描述如下：

（1）杂填土：上部局部含建筑垃圾，下部以粉土，粉质粘土为主要成分，松散～密，不均匀，厚度1.60～3.80m，平均2.19m。

（2）粉土：黄褐～青灰色，稍密～中密，湿，干强度低～中等，韧性低～中等，厚度3.30～5.80m，平均4.75m。

（3）粉砂类粉土：青灰色，饱和，稍密为主，层厚2.80～4.30m，平均层厚3.5m。

（4）粉砂夹细砂：灰～青灰色，饱和，中密为主含云母碎片，厚度11.20～12.00m，平均层厚11.66m。

3. 基坑支护方案

3.1 可选的支护方案。

工程实践中基坑支护方案的种类繁多，但根据支护结构和支护原理的不同基本可以分为以下几种：坡率法（放坡开挖法）、土钉墙，预应力铝杆+土钉墙、排桩（钻、冲孔，人工挖孔灌注桩、搅拌桩、旋喷桩等）排桩+预应力铝杆，地下连续墙+铝杆、钢筋混凝土（货钢）内支撑等。

3.2 常见支护方案及适用条件。

（1）坡率法（放坡开挖法）适用于场地开阔，附近无建筑物和管线等，地下水位较深，工期短，工程造价较低。

（2）搅拌桩重力式挡墙适用于坑底以上软弱土层较厚，坑底以下土质较好，周边无建筑物，管线，工期一般，工程造价稍高。

（3）悬臂桩适用于坑底以上土质较差，坑底以下土质较好，周边有管线，工期一般，工程造价稍高。

（4）排桩+预应力锚杆适用于种地层，周边有建筑物和管线沉降严格，工期稍长，工程造价高。

（5）土钉墙+预应力锚杆适用于土质较好，且地下水位较深或已采取止水、降水措施。工程较短，工程造价适中。

（6）地下连续墙+锚杆适用于软弱地层厚，临近筑物、管线较多，对变形要求严格。工期长，工程造价高。

（7）钢筋混凝土（或钢）内支撑适用于深厚软弱土层，地下水位非常浅，临近建筑物、管线较多，对变形要求严格。工程最长，工程造价最高。

（8）由于基坑各坡段的周围环境、地层情况、地下水情况等相差非常悬殊，采用单一支护方式通常不能满足要求，因为进行基坑设计时应考虑多种方案。这也是工程实践中同一基坑支护工程常常选用多种支护类型的原因。基于上述原因，设计人员应基于安全、合理、经济、施工简便的原则等因素进行各种方案的比较，从中选定最优方案。

4. 支护的优化设计

4.1 优化设计的思路。

该基坑开挖深度大，且开挖深度范围内的坑壁土体均为软弱土层。应对坑壁土体采取有效支护措施，并控制支护结构侧向位移。下部沙类土承压含水层厚度大，渗透性强，含水量丰富，承压水头高。根据以往基坑支护设计的经验，本着“安全、经济、方便、可行和环保”的原则，在选取基坑支护结构时需要考虑的重点是：endprint

（1）支护结构体系的稳定性：优先选用具有成熟经验的支护形式，以满足基坑支护整体稳定性的要求，支撑结构应布置合理、受力明确、传力合理。

（2）应控制基坑开挖时支护结构的变形对周边环境的影响，优先选用刚度较大的支护形式，减小支护结构的变形。

（3）在保证基坑及周边环境安全稳定的条件下，应尽量节约工程造价，加快施工速度。

（4）在支护结构选定的情况下，根据实际情况细化支护结构的设计参数。

4.2 支护方案的选型。

对于本基坑工程，根据周边情况及土质情况并结合上部结构设计要求，初步选出几种方案，再从安全、造价、工期等方面进行比较，最后选定最优支护方案。本工程可采用的支护方式有：

（1）基坑西侧壁采用排桩+预应力锚杆支护方案，主要是由于西侧道路距基坑仅9m，车流量较大。

（2）基坑东、南侧壁采用土钉墙+预应力锚杆，主要是因为：东侧的建筑物距基坑20m，且其荷载较小，采用土钉墙+预应力锚杆可以提供较好的侧向约束，不致引起建筑物的过大沉降，南侧虽然管线较多，但管线多为钢质管线，本身有一定柔性，可适应一定的变形，采用单独的土钉墙支护可能引起过大变形，为控制土体的水平变形，增设预应力锚杆可有效控制土体变形。

（3）基坑北侧壁坡率法，主要是由于北侧场地空旷，具备放坡空间，采用土钉墙设计。

5. 基坑监测结果

5.1 基坑施工单位采用上述设计方案进行基坑施工，为保证施工安全和验证设计方案的合理性，在基坑开挖过程中对基坑周边环境进行了变形监测。周边建筑物和地面变形监测结果如表1：

5.2 从上述监测结果可以看出，基坑周边环境的变形整体上都在安全范围内，基坑支护效果良好，基坑侧向位移，基坑周圍已有建筑物沉降都在设计值允许范围内，说明采用的支护方案是切实可行的。

6. 总结

（1）掌握周边环境资料。进行支护设计之前，要进行现场的勘察工作，了解周边环境，掌握建筑物的结构形式、基础埋深、变形要求，掌握管线的埋深、材质、是否有内部压力、管线相关部门提供的允许变形量等，才能做到有的放矢，为方案选型提供依据。

（2）充分分析不同支护方案的适条件、造价、工期等因素。设计时充分调查当地成熟的施工技巧和经验、材料、地质条件等因素，才能使得设计出来的方案便于实施，也就才能保证基坑的安全施工。

（3）要充分发挥不同支护结构形式的特点，选用相适宜的基坑侧壁安全等级的支护结构。

参考文献

[1] 陈忠汉等.深基坑工程[M].北京：机械工业出版社，2002，5.

[2] 杨迎晓.某综合楼基坑围护设计[J].岩土工程学报.

[3] 严微，王维说.基坑排桩支护结构选型的技术经济分析[J].重庆大学学报.2008，31（2）.endprint