深基坑支护技术方案探讨

深基坑支护技术方案探讨

白天明

广东诚誉工程咨询监理有限公司528200

摘要：随着我国城市化进程不断推进，城市建筑用地也越来越紧张。建筑用地的减少促使建筑不断向上发展，通过增加建筑层数拓展建筑空间。在我们的目光随着建筑的高度增加而向上看的同时，要认识到基坑工程的施工对于建筑质量与安全等级的重要性。就目前现状而言，大量的深基坑开挖都位于建筑密集区，所以即使深基坑工程作为临时工程，但其技术复杂性却是永久性的基础结构或上层结构不能相比的，若施工工程中出现差错不仅会使基坑本身发生危险而且还会殃及深基坑周边的建筑物、道路桥梁及地下设施，造成巨大的损失。因此，要结合工程的实际情况，选择合理的深基坑支护技术方案，保障深基坑施工的安全、顺利进行。

关键词：深基坑；支护方案；实例分析

1.工程概况

某科技研发中心项目位于城市的市中心地带，场地大致呈长方形，东西长约140m，南北宽约87m，用地面积为10894m2，新建建筑面积约51525m2，其中地上建筑面积约33837m2。上部工程为一幢4～16层联体建筑，地下三层、建筑面积约17688m2。基坑总面积为5990m2，基坑周长为355m。基坑开挖深度为14.45m，局部电梯井深度约为16.9m。

2.基坑支护方案设计

2.1基坑支护设计原则

2.1.1保证支护结构及土体在施工期间的整体稳定性。

2.1.2确保周围环境安全可靠。

2.1.3经济合理、施工方便、缩短工期。

2.2基坑工程特点

综合分析基坑现状、面积、开挖深度、地质条件及周围环境，本工程特点如下。

2.2.1基坑影响范围内的地基土主要为填土、粘质粉土、淤泥质土和粘土等，填土组成复杂，粘质粉土强度高、压缩性低，但渗透性能好，淤泥质粘土（淤泥质粉质粘土）强度低，压缩性高，厚度较大，对基坑变形、整体稳定影响大。应对基坑的变形控制、防渗止水、抗管涌、浅层障碍物及不良地质等对支护体施工的影响充分考虑。

2.2.2本工程地下三层，开挖深度接近15m，局部电梯井处更深，属超深基坑，基坑开挖的影响范围较大。因此，应对支护体系的整体平衡、基坑开挖对周边环境的影响予以充分考虑。

2.2.3基坑周边距离用地红线或市政道路均比较近，周边路下埋设有大量的市政、电力、雨污水等管线，基坑西侧及西北侧布有浅基础住宅楼，距离基坑近，变形控制要求高。

2.2.4本工程属于一级基坑工程，重要性系数取1.1。

2.3支护方案的比较

本工程地下三层，开挖深度深，周边环境复杂，带撑式桩墙支护形式适用于本基坑。

2.3.1地下连续墙（“二墙合一”即支护结构兼做地下室外墙）结合临时内支撑方案该方案具有以下几个优点。

①工艺成熟，适宜于各种土质，施工速度快，采用地下连墙在挡土和止水方面均有保证，刚度大，可靠度高，是目前最为可靠的支护形式。

②临时支撑在平面及竖向可以灵活布置，优化布置可使地下连墙在各个施工工况下的内力变形尽可能合理，减少地下连墙的用钢量；与逆作法或半逆作法相比，挖土施工非常方便，基坑暴露时间较短。

③占地空间小，充分利用场地。

④施工技术可借鉴的成熟经验多。但地下连续墙造价相对较高，施工相对复杂。

2.3.2大直径灌注桩结合内支撑方案

钻孔灌注桩结合三轴水泥搅拌桩止水帷幕，工艺非常成熟，应用广泛，但对本工程而言，因开挖深度深，采用该方案存在如下一些问题。

①支护体内力大，大直径灌注桩受力性能差，钢筋利用率低，技术经济指标相对低。

②支护体占用较多的用地空间，支护结构将紧贴用地红线（文二路局部超出用地红线，无法施工），甚至影响市政管线。

2.3.3方案对比及确定

因本工程开挖深度深，地下三层，周边环境复杂，场地紧张，变形要求高。地下连续墙适宜作为本工程的支护结构，同时兼作地下室的外墙。经综合分析，拟采用800mm厚地下连续墙作为基坑挡土结构兼防渗帷幕，同时作为地下室外墙，即“二墙合一”，沿竖向设置3道钢筋混凝土内支撑。

因混凝土支撑可根据基坑的形状灵活布置，刚度大，在当地应用较为广泛，积累的经验多，故采用混凝土支撑。

地下连续墙的墙段采用十字钢板接头，施工质量容易保证，止水效果好。

地连墙与主体结构的底板（边梁）、楼板、楼层梁、柱、混凝土内墙等构件相连，保证地连墙与主体结构连接的整体性。地连墙与地下室基础底板、各楼层梁等采用接驳器连接，与地下结构楼板、围檩等采用预埋甩筋方式连接。为确保地下室的干燥和美观，在地连墙内侧做内衬墙。内衬墙与地连墙之间保持一定的距离，其空间做排水集水沟使用。

地连墙底端进入性质相对较好的土层（打穿性质较差的淤泥质粘土层），为防止地连墙在施工阶段沉降过大，以致影响到预埋件的精度，考虑在地连墙的钢筋笼重预埋注浆管，待地连墙施工结束后，对地连墙底部进行高压注浆。一方面可以减少墙底沉渣的影响，另一方面可同时提高墙底土体的承载力，提高墙底端以上一段范围的侧摩阻力，减少地连墙施工阶段的沉降，同时也提高承载力。

3.深基坑支护结构计算简要分析

计算分析采用FＲWS深基坑支护结构设计软件进行。按照地面超载20kPa，开挖深度14.45～15.7m，在开挖深度范围内，土层土工计算参数根据地质报告采用，土压力采用朗肯土压力理论进行计算，水土合算，同时考虑了土的成层性。

验算后，基坑抗倾覆稳定安全系数为1.31＜1.2；整体稳定性安全系数为1.38＜1.35；土体抗隆起安全系数为1.92＜1.8，满足规范要求。

4.深基坑支护、施工方法的及基坑加固的选择

4.1合理选择支护方式和施工方法

本工程周边环境复杂，对基坑变形控制要求高，采用地下连续墙+三道钢筋混凝土内支撑支护方案，能有效的控制基坑变形，确保周边建筑物、周围道路及地下管线的安全，取得较好的效果。

4.2选择合理的基坑加固方式

本基坑的基底土主要由强度低、压缩性高的软弱粘性土组成，由于软土的压缩模量普遍很低，很多情况下单靠支护墙并不能够控制变形，尤其对于刚度较大的支护墙，其入土段与土之间的模量差别很大，支护墙与土不能够产生共同作用，墙体的自稳定性不够，因此需要对支护墙内侧的软土进行加固。坑内被动区加固可以减少支护结构的水平位移，保护基坑周边建筑物及地下管线，减少坑底隆起，增加被动侧土压力，防止坑底渗流破坏。

结论：该项目中通过现场的实际施工和监测分析，实践证明采用该深基坑支护方案是安全可靠的，能有效地控制基坑的变形。

结束语

总之，深基坑支护施工在建筑基础工程施工中是一项十分重要的内容，选择科学合理的施工技术方案对于保证基坑工程的安全性与可靠性具有重要的现实意义，并且在施工方案的实施过程中，需要注意解决常见的问题，从而切实保证建筑基础工程的质量。

参考文献

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