关于建筑工程中深基坑支护设计的论述

关于建筑工程中深基坑支护设计的论述

摘要：随着现代化建设的不断推进，城市用地越来越紧张，因而出现了大量的大、高、深建筑工程，而深基坑支护施工是这些建筑工程中经常需要应用到的施

工工程。因此，就要事前做好深基坑支护的设计，以确保深基坑支护的工程的质

量及安全，从而巩固整个建筑工程的施工质量。

关键词：建筑工程；深基坑；支护设计

引言

建筑深基坑施工作为一项系统性工程内容，其影响因素多且十分复杂。施工

中的支护方案选定不仅对基坑的经济性、稳定性及安全性造成巨大影响，同时也

是整个工程安全建设的重要前提。这是因为深基坑支护工程设计当中出现微小问

题都有可能造成基坑失稳，并引起工程造价的增加，因此本文对深基坑支护设计

的论述意义重大。

1.建筑深基坑工程的主要特点

1.1风险性大

基坑支护结构一般情况下是临时结构。由于是作为临时结构来设计和施工，

在安全性方面的考虑就会低于永久性结构，因此深基坑工程具有一定的风险性。

1.2区域性强

场地不同、场地形状不同、土层不同、土质不同、地下水深度及承压情况不

同等，都会对工程产生不同程度的影响。某一工程的经验只能作为同一地区的适

度参考，绝对不能照搬。施工前的岩土工程地质勘查对深基坑工程起着至关重要

的作用，因此深基坑工程具有区域性。

1.3环境条件影响大

处于空旷区的深基坑工程对变形要求较低，在基坑设计时重点考虑稳定控制

即可，处于环境复杂地区的深基坑工程对变形要求较高，基坑设计时需考虑变形

控制。

1.4时间效应强

土具有随时间发展变形增大的特性，被称为土的蠕变性，变形增大、抗剪强

度降低会对支护体系的受力产生较大影响。因此开挖方法、开挖顺序、支护顺序

的确定对于深基坑工程是很重要的一步。

1.5设计计算理论不完善

深基坑支护涉及岩土工程和结构工程两个学科和土力学中的稳定、变形、渗

流三个基本课题，受力复杂。作用在支护结构上的土压力大小与土的抗剪强度、

支护结构位移、作用时间等多种因素相关，很复杂，加之基坑支护设计计算理论

不完善，所以需重视概念设计理念。

2.建筑工程深基坑支护方案设计主要原则

形成深基坑支护方案的主要原则是根据对其影响因素的综合考虑，形成合理

的价值分析，并在此基础上做出最优选择。这其中包括：工程施工技术安全性、

施工可行性分析；深基坑支护对环境造成的影响分析；施工基坑支护结构造成的

施工工期影响分析以及其造成的工程经济性综合对比分析。在具体工程施工过程中，支护方案设计可能形成多套方案。这个过程中，需要对多套方案的可行性问

题进行综合考虑，因为不同方案的侧重点各不相同，这就需要根据工程施工需要，选择最优模型。

在选取基坑支护方案的过程中需要进行必选，目的是为了进一步增加支护工

作过程中的客观性与科学性。《建筑工程基坑支护技术规程》当中主要对基坑支

护工程开展有一定的原则性的规定，针对支护结构在选型的过程中需要兼顾到工

程施工结构的空间效果以及受力特征。基坑支护优选过程中还需要通过对基坑周

围环境以及基坑开挖情况等进行综合分析，同时还需要对地质水文情况进行考虑，只有这样才能真正做到选型的科学性与合理性。

基坑支护选型主要包括支挡结构、土钉墙以及重力式水泥土墙等内容，在选

用组合需遵循《建筑基坑支护技术规程》中规定的相关原则。

3.某建筑工程中的深基坑支护设计要点

3.1工程地质情况

某工程地下室2层，基坑深8m，宽101m，西边长324m，东边长284m，基

坑面积为30700m2。该工程的地质情况为：

3.1.1人工填土及残积层，其包括：

①杂填土层，厚1～3m，松散，含水量较高；

②淤泥层，厚1～4m，松散，含水量较高；

③细砂、中砂层，厚2～13m，松散，含水量较高；

④粉质粘土层，厚7～11m，上部可塑，向下逐渐变化为硬塑。

3.1.2基岩：岩性主要为内夹方解石脉粉质泥岩，其分为：

①强风化带：岩质近土状，岩体较碎，厚度为5～12m，岩层面深度在18～25m之间。

②中风化带：岩质较坚硬，但裂隙较发育，厚度为1.5～7.5m，岩层面深度

在20～32m之间，单轴抗压强度平均为5MPa。

③微风化带：岩质坚硬，但裂隙发育，岩层面深度在25～39m 之间，单轴

抗压强度平均为6.5MPa。地下水埋深为0.8～1.2m。本工程场地南北二区的地质

差异较大，南区岩面高，淤泥及细砂层较薄，粘土层以硬塑粘土为主，北区则岩

面低，淤泥及细砂层较厚。

3.2方案的选择

若不加设支撑，支护墙体的水平位移较大，而本工程基坑开挖深度较深，因此，选用何种支撑形式与支撑类型成为本工程的关键所在。因为地下水位较高，

要考虑止水，所以加设一道止水帷幕。

3.2.1方案初选

深基坑工程通常采用钢筋混凝土支撑体系，其特点如下：钢筋混凝土支撑能

充分发挥混凝土的刚度大和变形小的特征，采用钢筋混凝土支撑可以加快土方挖

运速度、降低工程造价，并且可以不受周边场地不足的限制。因此，本工程初选

支撑方案为加设二道钢筋混凝土内支撑。

方案一：采用钢筋混凝土内支撑。第一道钢筋混凝土支撑的对撑梁以及角撑

梁截面均为500×700，联系梁及八字撑均为400×600。第二道钢筋混凝土支撑的

对撑梁以及角撑梁截面为600×800，联系梁及八字撑均为400×600，第一、二道

钢筋混凝土内支撑形式。

方案二：采用钢筋混凝土支撑。第一道内支撑与第二、三道内支撑均为钢筋

混凝土内支撑。第一、二道钢筋混凝土支撑的对撑梁以及角撑梁截面均为

500×700，联系梁及八字撑均为400×600。第三道钢筋混凝土支撑的对撑梁以及角撑梁截面为600×800，内支撑联系梁、八字撑均为400×600。设置二道支撑，支

护桩内力与变形较大，因而局部设置三道支撑，既可满足该基坑支护的要求，又

能保证支护桩变形在控制范围之内，防止靠近基坑房屋因基坑开挖而开裂或沉降。