浅析深基坑支护设计与施工方案

浅析深基坑支护设计与施工方案

摘要：建筑基坑的开挖与支护结构是一个系统工程，涉及工程地质、水文地质、工程结构、建筑材料、施工工艺和施工管理等多方面。它是集土力学、水力学、材料才学和结构力学等于一体的综合性学科。支护结构又是由若干具有独立功能的体系组成的整体。正因如此，无论是结构设计还是施工组织都应当从整体功能出发，将各组成部分协调好，才能确保它的安全可靠、经济合理。

关键词：建筑；基坑支护；

Abstract: the construction of the foundation pit excavation and supporting structure is a system project, which involves the engineering geology, hydrology geology, engineering structure, building materials, construction technology and construction management and other aspects. It is the collection soil mechanics, hydraulics, material and structure mechanics is equal to learn a comprehensive discipline. Supporting structure and function of independent by several of the whole system. Because of this, whether structure design or construction organization should be from the whole function, starting each part coordinate and to ensure that it’s safe and reliable, economic and reasonable.

Keywords: architecture; Foundation pit supporting;

随着高层建筑的迅速兴起，促进了深基坑支护技术的发展。各地在深基坑开挖和支护技术方面积累了丰富的设计和施工经验，新技术、新结构、新工艺不断涌现。但是，现在的城市建筑间距很小，有的基坑边缘距已有建筑仅十几米、甚至几十米，给基础工程施工带来很大的难度，给周围环境带来极大威胁，也相应地增加了施工工期和施工费用桩锚支护体系以其工程适应性强等优势已被作为一种重要的支护结构体系得到广泛应用。

一、深基坑支护结构选择

深基坑支护结构选择，一般应先考虑本单位现有施工机构，优先考虑本工程基础桩相同类型桩作为基坑支护结构，如工程桩采用钢筋混凝土灌注桩，则基坑支扩结构应尽量选用这种桩型，其直径可相应选用较小直径，这样可减少进退场费用。当基坑较深围护桩布置允许时，应尽量选用两排支护桩，这种布置方式力学性能较好，前后排桩与桩顶圈梁形成刚架结构，桩间土参与协同工作。改善围护桩的受力状况，达到减少桩的配筋量。当围护桩要求达到防渗要求，基坑深度小于7m，地表杂填土中砖瓦碎片含量较多时，不宜单独选用水泥搅拌桩，搅拌桩改为水泥注浆。凡是地基土为淤泥，且基坑又较深时，不宜选用钢板桩，选用钢筋混凝土地下连续墙。工程造价较高，可选用大直径两排钢筋棍凝土灌桩，中间加水泥搅拌桩。围护桩的选用应经过多方案比较，根据实际情况，包括周围环境和地质条件，选用经济效益最佳的支护方式。

二、基坑支护的施工流程

深基坑支护的施工流程一般包括：施工前准备、支护桩的施工、联系梁等的施工、锚杆的施工、土方开挖。支护桩一般采用人工挖孔桩，然后用钢筋混凝土做护壁。联系梁施工时，先开挖基槽，经验收合格后，进行抗渗墙混凝土的浇筑，最后再对联系梁施工。基坑挖至锚杆标准高度后，开始进行钻孔、制作锚头、穿锚索、注浆，安装连系梁，穿外锚具，然后锚固，最后进行锚杆试验。土方开挖要采用分层开挖，对挖出的土方要随时挖出随时运走，把土清理干净。

三、工程实例

例如某工程为一办公大楼的基坑，位于某市开发区附近，基坑北侧距居民楼最近距离为 3.36m ，西侧距某高层建筑（24）层为6.9m，基坑北侧为砖砌挡墙护坡桩，护坡桩采用φ800钢筋砼灌注桩，桩间 距均为1.4m；锚杆长度21-30m。基岩埋深约在110.00m～160.00m。地面以下至基岩顶板之间的沉积土层为粘性土、粉土与砂土、碎石类土构成的交互层。拟建场区在30.00m深度范围内分布有4层地下水。鉴于施工前期的降水效果较好，支护结构参数见图1。

图1支护结构参数

3.1模型建立为简化计算，引入以下几条假定：

1)基坑纵向长度与截面尺寸相比较大视为平面应变问题；

2)土体及支护结构视为均质、连续、各向同性的材料；

3)土体采用DP材料，并假定为理想弹塑性材料，且遵循Drucker-Prage屈服准则；

4)支护桩按线弹性体考虑，简化为梁单元，并忽略其挠曲变形，即假定为刚性桩；锚杆亦按线弹性体考虑，并简化为杆单元；不考虑冠梁与腰梁支护的空间作用；

5)预应力锚杆的支护作用以在锚头处施加节点集中力表示；

6)支护结构与土体的接触关系采用共节点但材料性质不同的连续介质模型，即结构与土体之间无滑动的可能。

钻孔排桩+内支撑为基坑支护结构。综合考虑周边环境保护要求，场地条件及工程地质条件，利用部分逆作法施工的楼板为钻孔排桩提供侧向水平支撑，以达到控制支护结构的水平位移，减少钻孔排桩桩身内力的目的。采用土钉墙的支护方式以节省投资，另外，为方便施工，尽量减少逆作法施工的工程量，结合本工程地下室平面尺寸接近正方形的结构特点，范围的基础、柱、梁板均按正作法

施工。

基坑支护系统方案设计是一个复杂的系统工程，必须综合运用多门学科的知识和丰富的实践经验。方案的优化难度则更大，因为它无法套用数学规划中的现成理论和方法。工程的建筑特点、建筑场地的工程地质条件和水文地质条件、场区的周边环境、施工技术、施工机械等，在各因素之间存在相互依赖、相互制约的关系，基坑支护系统方案优化设计方法，在工程中应用取得良好效果。

四、施工阶段的控制要点

施工阶段是项目实施的关键阶段，监理工程师应根据地质勘探资料和当地水文气候条件，结合当地深基坑工程施工的经验和条件，确定工程的关键项目，要求施工单位制定专项施工方案报监理机构审核，并强调要制定突发事件的应急预案。

4.1 深基坑工程的施工

深基坑工程包括挖土、挡土、围护、防水等环节，是一项复杂的系统工程，任何一个环节的失误都有可能导致施工失败，甚至造成事故。施工单位要严格按照施工规程、经批准的施工组织设计及相关的技术规范组织施工，对各施工要点要制定具体措施，并加强过程控制。例如，确定土方开挖方案时，应对周围建筑物、构筑物进行拍照和录像，对地质勘测报告、周围建筑物及地下设施情况等信息进行分析，对特殊土质需精心组织施工，膨胀土地区不宜在雨季开挖，软土地区分层开挖的深度不宜太大。若挖土高差太大或挖土进度过快，极易改变土体原来的平衡状态，降低土体的抗剪强度，可导致土体快速滑移，这样不利工程监控，易造成坍塌事故。