浅析建筑基坑工程特点及支护措施

浅析建筑基坑工程特点及支护措施

嵇文东

身份证号码： 12010519740903****

摘要：本文在对建筑基坑工程特点分析的基础之上，对常见的支护结构进行分析，为提高建筑基坑支护提供基本指引。

关键词：建筑基坑；特点；支护

1 建筑基坑设计要求

1.1安全可靠

基坑工程的存在是为整个建筑物的地下工程建设创造必要的基础条件，因此，基坑工程本体的稳定性是基坑工程设计中首先需要考虑的问题，这样才可以为地下结构创造充分的安全施工空间。

1.2经济合理

保障基坑稳定的围护结构具有十分明确的“寿命周期”，即地下结构施工完毕之后，基坑围护结构的存在价值随之消失。因此，在保障基坑稳定及周围环境的安全性的同时，还需要充分考虑基坑围护结构的经济性。

1.3技术可行

基坑围护结构的设计不仅仅要满足力学原理，而且还需要充分考虑其技术是否可行。这就要求设计者在对围护结构进行设计的过程中，应该对现有施工环境、施工机械及技术水平进行全面分析，以保证设计方案具有可行性。

1.4施工便利

既然基坑围护结构具有最大限度满足便利施工的责任，这就要求设计方应该充分完善自身设计，以减少基坑围护结构的存在对施工过程造成的影响，以缩短工程施工工期。

2 重力式水泥土墙

2.1工程特点

（1）施工优势

重力式水泥土墙具有最大限度利用原地基土，施工材料和施工设备单一的特点，且施工时无侧向挤出、无振动、无噪音和无污染，对周边建构筑物影响小。

（2）支挡与止水双重功能

重力式水泥土墙不仅具有支挡坑外侧向水、土压力作用的功能，还直接具备止水的效果。重力式水泥土墙支护结构可实现在大平面(面积)基坑工程中无需内支撑的支挡方法，便于土方开挖和地下室施工，减少支、拆撑的工作，缩短工期。

2.2应用实例

本工程基坑开挖深度约为3.25～3.80m，基坑周长约为842m。根据基坑支护规程，本工程基坑侧壁安全等级为二级，侧壁安全系数为1.05，基坑周边场地荷载按10kPa计，周边道路荷载按20kPa计，严禁超载。

（1）工程地质条件与支护方案选型

本工程基坑开挖影响范围内的主要土层为：①层素填土。灰色，填料主要为土及砂及土，不均匀，饱和，松散，欠固结，该层平均层厚约2.86m。②层粉土与粉砂互层。黄色，石英质，亚圆状，湿，松散为主，该层平均层厚约1.97m。③层中砂。黄色，石英质，级配良好，亚圆状为主，含少量粉、粘粒，饱和，稍密，该层平均层厚约4.59m。④层淤泥。黑色，流塑，以粉、粘粒为主，含少量贝壳碎屑，微具腐臭味，天然含水率42.69%。该层在整个场地均有分布，该层平均层厚约9.81m。

（2）设计与施工

根据该场地的工程地质、水文地质、周边环境等条件，为了保证基坑工程顺利进行，基坑四周均采用水泥土墙进行支护。支护剖面采用3排Φ700@500单轴水泥搅拌桩墙进行支护，搅拌桩有效长度为11m，桩长以满足整体稳定、抗滑移稳定及抗倾覆稳定要求为准。同时，搅拌桩均应进入淤泥层不少于1.5m，以满足止水要求。采用该支护形式不仅可以起挡土的作用，搅拌桩还可以兼作止水帷幕，起受力及止水双重功能。

（3）质量检测及监测

鉴于本工程现场地质情况和周围环境较复杂，本工程根据《建筑基坑工程监测技术规范》的要求实施基坑工程监测，监测项目包括水平位移、沉降、深层水平位移及地下水位等，基坑工程的现场监测采用仪器监测与巡视检查相结合的方法。根据监测数据，基坑施工过程中，各监测项目满足设计的变形要求，有力地保证了基坑周边环境的安全。同时，在基坑施工过程中，水泥土墙止水帷幕起到了有效的止水效果，确保了地下结构施工安全。

3 钢板桩支护

3.1工程特点

它具有以下优点：（1）钢材分布在中性轴两侧，充分发挥了钢材的力学性能；（2）施工速度、起效快，显著节省工期；（3）钢板桩拉森锁口间隙很小，且在受力后能相互锁紧，具有良好的止水性能，在10m以上水头下确保干作业施工；（4）材料可回收反复使用，在临时工程中，可重复使用多达20多次，与混凝土等支护方式相比，造价低，如考虑工期成本，则更经济；（5）对地下水、施工场地无污染，作业完成后拔除，是绿色建材；不取土，不占土地，有效保护土地资源。

3.2应用实例

某大酒店工程地处福建省沿海地区闹区，占地面积约为500，胜利路与延寿路交叉口东北角，工程设有地下室二层，一层标高4.5m，二层标高3.6m，基坑土方开挖深度为7.8m，局部开挖深度约10.0m，工程桩为预应力管桩。基坑东侧紧邻陈旧的居民房且基础很差。基坑采用拉森钢板桩作为基坑围护方式，设置二道水平圆钢管内支撑结构。

（1）工程地质条件

本工程士0.0相当于黄海高程8.40m，场地自然地面标高-1.70m，场地内地层结构自上而下依次为：①素填土，层厚1.4-3.5m；②粉质粘土(I)，层厚1.5-3.5m；③淤泥，层厚4.3-10.9m；④粉质粘土（Ⅱ），层厚1.8-5.3m；⑤含泥中砂，层厚2.2-5.3m；⑥含泥圆砾，层厚0.7-2.5m；⑦残积砂质粘性土，层厚2.8-8.8m；⑧强风化花岗岩，层厚25-30m。

（2）基坑支护方案的确定

场地基坑东西面邻近已有建筑，距离很近约5-7m；南西面邻近城市交通干道；为确保基坑土方开挖与地下室施工的顺利进行，以及周边建筑与道路的安全，同时为降低造价，缩短工期，根据场地的工程地质条件与周边环境和有关基础平面图，最后确定采用5#钢板桩基坑围护钢内支撑支护体系。

（3）信息化施工监测

为了保证基坑周围建筑、地下管线以及基坑内的安全施工，在基坑工程的进行过程当中应该加强基坑围护结构的监测工作，通过设置报警值，实时监测围护结构数据，为分析基坑稳定性提供及时、准确的数据资料，进而指导现场进行施工工序及技术的优化及安排，切实保障基坑工程的安全施工。

4地下连续墙支护

4.1工程特点

地下连续墙支护具有如下工程特点：（1）地下连续墙支护刚度大，可以在深大基坑中应用；（2）地下连续墙支护强度大、变形小，且隔水性能优越，因此，可以兼做主体结构的一部分；（3）地下连续墙支护对周围环境影响小，因此可以临近建筑物、构筑物使用；（4）地下连续墙支护造价高。

4.2应用实例

上海中心大厦位于陆家嘴金融中心，建筑面积57万余平米，主体建筑结构高度632 m，其中地上121层，地下5层。主楼环形基坑直径121 m，开挖深度31m，围护形式采用地下连续墙，开挖深度内设置6道环箍，地下连续墙厚度1200mm，成槽深度50m。该工程场地内②层褐黄~灰黄色粉质黏土层呈现湿状、可塑、中压缩性，层厚较薄；第③层灰色淤泥质粉质粘土和第④层灰色淤泥质粘土均呈现饱和状，流塑、高压缩性土层；第⑤la和⑤lb层为软塑~可塑，较软弱；第⑥层暗绿色黏土为硬塑状中等压缩性土；第⑦层承压水含水层；第⑧层粉质黏土层缺失；第⑨层土连通。

4.3关键施工技术

（1）导墙施工

由于本工程地下连续墙深度约50m，厚度在1.2m左右，因此，用于该工程的机械多为大型施工机械，故导墙形式拟采用“][”形。地下连续墙接头采用φ1200mm锁口管。同时，为了满足地下连续墙成槽时抓斗的限位要求，导墙的转角位置应分别外放1000mm和500mm。

（2）成槽工艺

地下连续墙施工深度⑦层内20m，压力均值在26.91MPa，因此，采用抓铣相结合的方式进行成槽施工。

（3）泥浆配置

根据本工程的地质情况以及以往的施工经验，采用200目钙基膨润土制备泥浆，其中，分散剂选用工业碳酸钠，并适当加入CMC。

（4）槽段清基

完成对槽孔终孔的验收之后，采用液压铣槽机进行泵吸法清底。在清槽的过程当中，根据槽内浆面以及泥浆的性能状况及时补充新浆以改善槽内泥浆。

（5）钢筋笼制作和吊装

本工程钢筋笼槽段雌头接缝处采用V形钢板，并于钢筋笼两侧包裹止浆帆布，单幅钢筋笼的重量在90t左右，长度50m，采用整体制作，一次吊装方法，吊装机械为一台400t履带吊何1台250t履带吊做双机抬吊。

4.4应用效果

在本工程中，在合理的设备与施工工艺的配合之下，成槽的时间和质量都满足了工程施工要求。街坑开挖之后，地下连续墙无露筋，槽段接缝的止水效果良好，工程整体达到了设计要求。

参考文献

[1]王庆.基坑支护结构类型及选型原则综述[J].西部探矿工程, 2019(5): 34-35.

[2]张潇.高层建筑物群深基坑工程变形监测与信息化施工[J].地理空间信息, 2020(3): 45-46.