深基坑围护体系在设计与施工阶段投资控制措施研究

深基坑围护体系在设计与施工阶段投资控制措施研究

彭海升

浙江富春山居集团有限公司浙江省杭州市311411

摘要：一幢高层建筑投入资金高昂，开发商承受较大经济压力同时，考虑建设工程各阶段投资控制可能性与方法。基坑围护工程由于是临时结构的特点，又在工程项目造价中占据较大比重，故在设计与施工阶段，在保证基坑围护安全、稳定、变形满足要求前提下，提出基坑围护体系合理化调整措施，因地制宜，充分考虑材料特点，支撑体系变换等等，实现降低基坑围护体系造价可能性。

关键词：深基坑设计与施工投资控制措施

一幢高层建筑从结构或建筑使用功能上讲，一层或几层地下室是不可或缺的。一幢高层建筑设计概算少则几千万，多则几亿、十几亿，高昂建设投资令开发商负担过重而不得不到处融资。如何在投资控制关键阶段——设计阶段降低工程造价，又能设计与建造出符合业主或开发商要求的“产品”已是老调重谈的课题了。

纵观一幢高层建筑土建造价在设计阶段的基础、主体、装饰三大部分概算来分配，其中基础部分占总设计概算比重最高达35%—40%，可调整的降费措施也最多，其中又以深基坑围护结构调整为重。深基坑围护体系中如围护桩、支撑梁、围檩、压顶梁等等均为临时结构，等基础地下室建成后，基坑围护体系也就完成历史使命。而一项完整基坑围护工程投资占基础部分投资的20%——25%左右，大型深基坑围护工程投资均在几百万，上千万。由于基坑围护失效后产生的安全事故很严重，基坑围护设计者又受技术经验水平所限，故将安全系数设定得很高，工况模拟得很恶劣，对业主方、施工方的合理建议一概不予采纳，导致设计富余度很大，造成大量资源不必要的浪费。如能在保证基坑安全、稳定、变形符合要求的前提下，调整设计与施工方案，节约上百万甚至几百万建设资金是能够实现的。

影响深基坑围护设计与施工阶段投资控制措施的因素：①地质条件复杂程度；②建筑平面布置与结构选型；③基坑围护方式与布置形式；④基坑面积大小与形状复杂程度；⑤基坑围护设计者技术经验水平；⑥施工工艺与方法。地质条件复杂程度为客观因素，调整难度大，现主要就基坑围护设计与施工阶段影响主观因素调整措施展开阐述。

一、从总体上基坑应采取多种有针对性围护设计措施相结合，一物降一物

深基坑四个方向地质状况，开挖深度和工况均不竟相同，设计者不能千篇一律按最差地质条件进行设计，而应采用多种围护设计方案相结合。如地质状况较好，基坑深度未达到5M，场地边界条容许可考虑边坡喷锚+土钉墙方案，基坑顶及底部设置好排水沟。而对于基坑深度大于5M，地质状况复杂，基坑顶部边界条件限制甚至存在较大动荷载情况，采用较大直径和一定间距钻孔灌注桩，外侧水泥搅拌桩止水帷幕，坑内水平支撑梁方案。

二、变更基坑水平支撑体系，将不可周转材料调整为周转性材料

基坑采用钢支撑或部分钢支撑与钢筋砼支撑相结合，以达到节约投资的目的。钢筋砼支撑体系具有刚度大、整体性好，可以采取灵活布置方式，适用于不同形状的基坑，且节点松动不会引起基坑的位移，使用范围较广。但砼支撑需要较长制作与养护时间，施工周期较长，拆除后支撑材料不能重复利用。而采用全钢支撑或部分钢支撑则克服钢筋砼支撑缺点。且安装后能立即发挥支撑材料作用，减少由于时间效应而增加基坑位移十分有效。拆除后材料可重复利用。而钢支撑却有着适用条件：适用于开挖深度一般，平面形状规则，狭长形状的基坑。开挖深度较大（≧5M），地质情况较复杂，城市建筑密集区，基坑面积大和平面形状不规则的基坑采用部分钢支撑与部分钢筋砼支撑体系相结合对控制工程造价有利。

某工程两种支撑材料造价对比表—1

三、调整基坑水平支撑布置形式，充分利用材料特点布置水平支撑

由于深基坑工程受地质条件影响很大，基坑围护措施一旦失效将产生重大影响和生命财产损失。而基坑围护设计由于受复杂地质条件影响使围护体系可靠性达到一定概率，失效概率仍然不小，故设计人员人为提高基坑围护安全系数，围护设计各项措施过于繁多而产生不必要的浪费，还影响施工进度。在有主楼与裙房的项目，设计中采用圆环支撑平面。在圆环支撑布置形式上，圆环采用高强度

钢筋砼材料，承受巨大轴向压力，其余杆件由于轴向力较小将钢筋砼支撑调整为钢支撑。主楼与裙房置于圆环内，土方在圆环内吊运，地下室主楼与裙房部分也不会水平支撑布置的影响施工进度。上述两项调整基坑水平支撑方案对于上万平方大基坑将因此节约投资上百万。如下图：

四、调整基坑竖向围护体系，降低造价

某工程三种基坑方案造价对比表—2

在地下水位较高，且地质条件复杂，造价相对较低情况下，一般考虑采用钻孔灌注桩+水泥搅拌桩止水帷幕，桩顶压顶梁及桩身围檩，坑内水平支撑布置合理能起到很好的围护作用。但地下室结构和回填土完成后，围护桩+止水帷幕体系基本完成历史使命，止水帷幕对于下室防水还具有一定作用，而数量众多的钻孔灌注桩成为临时结构，“浪费“大量资源。SMW工法桩、甚至基坑围护与地下室结构外墙共用的地下连续墙也已经在大量工程中成功使用。SMW工法桩围护工程在完成历史使命后就拔出型钢用于下个工程，基坑围护与地下室结构外墙共用的地下连续墙，两措施节约建设资金是相当可观的。

五、充分考虑时空效应设计，控制基坑变形，减少土体加固费用

在软土地区建设工程，地下管线与构筑物相当复杂，由于基坑土体开挖，促使土体中应力与变形发生改变，导致基坑发生变形如坑底隆起，围护桩位移等，进而地下管线与构筑物产生位移和破坏，故需投入额外基坑加固费用。如果时空效应设计与科学的施工工艺，有效地减小地层流变性对基坑受力变形的不利影响，额外基坑加固费用则不必考虑列项了。

深基坑围护在设计与施工阶段投资控制措施还有很多，如采用预应力钢筋砼装配式水平支撑，加快施工进度，重复利用构配件节约投资；施工阶段加快出土进度，加快钢支撑周转节约施工费用等等。不管是业主方、设计方和施工方技术人员，对建设工程不同阶段在保证基坑围护设计与方案安全性、有什对性、合理性等情况下情况下均应研究设计与施工方案，提出合理和毁实可行降低基坑围护造价措施。大、中型项目对基坑围护设计与施工阶段进行方案比选和措施调整对节约投资控制造价意义较大，值得我们工程技术人员深入学习、研究与探讨。

参考文献：

1、徐长节尹长宇.深基坑围护设计与实例解析机械工业出版社2014年

2、刘国彬王卫东基坑工程手册中国建筑工业出版社2009年

3、工程地质手册中国建筑工业出版社2007年

4、浙江省建设工程预算定额2010版中国计划出版社2010年

5、工程量清单计价规范GB50500-2013中国建筑工业出版社2013年