浅谈城市中心地段的深基坑支护设计要点

浅谈城市中心地段的深基坑支护设计要点

发表时间：2018-12-18T15:43:40.497Z 来源：《基层建设》2018年第31期作者：韦英[导读] 摘要：城市建设的加快，致使高层建筑地下结构不断加深，坡度不断变陡，且深基坑边坡四周有已建物，这对建筑施工、特别对位于城市中心地段的建筑施工产生了不利的影响，因此，对深基坑支护的安全问题，工程技术人员应予以重视。

桂林市市政综合设计院广西桂林 541004摘要：城市建设的加快，致使高层建筑地下结构不断加深，坡度不断变陡，且深基坑边坡四周有已建物，这对建筑施工、特别对位于城市中心地段的建筑施工产生了不利的影响，因此，对深基坑支护的安全问题，工程技术人员应予以重视。该文就目前深基坑工程设计及施工的存在问题的进行分析，结合深基坑工程特点，提出了存在问题与措施。

关键词：深基坑支护；深化设计；管控要点 1.城市中心区深基坑特点

城市中心地段人口密集、建筑密布，在该类区段实施深基坑工程往往受制于复杂的周边环境。近几年，锚索类结构的施工对周边环境的影响和地下空间的污染越来越受到关注，使得锚索的使用条件也越来越严苛。受此影响，超大面积（开挖面积大于 3 万 m 2）深基坑工程的总体实施方案将面临更多的挑战，尤其是城市中心的超大面积深基坑。从表观上看，超大面积基坑只是增加基坑的体量，而在实际工程中，超大面积基坑则带来一些小型基坑遇不到且较棘手的不利条件。随着城市旧改、更新项目的不断涌现，该类深基坑的项目也不断增加，带来的复杂问题和条件也是前所未有的。经多个项目总结，其工程条件一般具有以下共性： 1）周边环境复杂，埋地市政管网密集且对变形及其敏感，基坑设计一般变形控制要求较高； 2）基坑内土石方量大，外运周期长，建设单位对土石方外运条件要求高； 3）建筑设计一般采用多栋建筑共用一个地下室模式，在开发过程中一般采用分期分块开发的模式。受多种相关工程条件的共同制约，如何合理选型该类深基坑的支护结构是一个难题。

2 基坑支护方案的优选与设计

2.1 支护方案实施的难点问题

控制超深基坑的水平位移与沉降，保护好周边建筑及地下管网的安全，确保基坑内主体施工的安全。控制地下水，确保降水工作的实施，避免和最大限度的减少降水对基坑周边的影响。

2.2 支护方案的确定

基坑支护选定有三种方案：①地下连续墙内支撑方案；②排桩锚索、排桩外围设置旋喷桩帷幕方案；③排桩锚索、桩间设置钢筋网、排桩外围布设降水井方案。在这三个支护方案中，①地下连续墙与②排桩旋喷方案造价比③排桩锚索、外围布设降水井方案的造价高、并且工期也相对长。方案③存在一定的风险，因为没有帷幕，一旦超深基坑降水带来周边建筑的不均匀沉降，这种后果是不堪想象的。通过支护结构相关稳定性计算、反复核算岩土参数、全面精确的掌握基坑周边各种地下管线与城市地铁规划相关数据，地区多年基坑支护设计与施工的经验，最终确定超深基坑支护与降水采用排桩锚索、桩间设置钢筋网喷射混凝土、排桩外围布设降水管井方案。

3 基坑降水方案

某项目地下水位较高，地下水的渗透系数K值达到100m/d，将地下水由11m 左右降至34m，降深达23m以上，该项目的降水工作是空前的、难度也是相当大的，降水采用管井降水方案，降水计算为潜水完整井，井深45m，井直径φ800，总涌水量为54000m 3，预判降水引起地面的沉降是相当重要的，计算分析降水井单井的影响半径，达到1600m以上，降水漏斗底部的坡度是较小的，这样使得降水引起的沉降是均匀的，因此，该项目基坑采用管井降水而没有采用帷幕方案。实际降水运行过程中，基本没有对周边建筑与道路带来影响。

4 支护施工与基坑监测工作

4.1 支护施工

施工程序是：测量放线—支护桩施工（基坑监测准备）—桩顶冠梁施工（基坑监测）—降水井打井施工—铺设排水管线及抽水施工—锚索逐排施工—桩间土二次支护施工—开挖至设计标高—竣工退场。支护桩施工机械采用旋挖钻机，降水井打井采用泥浆护壁冲击钻机，锚索施工机械采用全跟进套管式钻机。

4.2 基坑监测工作

基坑支护采用信息化施工方法，通过监测及时掌握了解基坑支护的运行状态，避免出现更大的隐患及险情，把问题处理在萌芽里，坚持基坑监测的及时性、数据的准确性，盛京广场基坑监测主要有：人工巡视与仪器监测两种形式。监测项目涵盖基坑水平、垂直位移，周边建筑与地下管网的位移，地下水位变化，锚索拉力，深层土体位移变化等。

基坑监测表明在基坑开挖至20m左右时，南侧中部冠梁监测点的水平位移达到11mm，之后基本稳定。其他部位的水平位移都小于该值，基坑侧壁位移值均在允许范围之内。

5 深基坑支护的设计控制措施

深基坑支护结构的设计要依据地质勘察报告及实际施工需求，结合基坑侧壁安全等级及重要性系数科学严谨地制定设计方案，应充分做到以下几点：

（1）基坑支护是一种特殊的结构方式，具有很多的功能．不同的支护结构适应于不同的水文地质条件，因此，要根据具体情况具体分析，从而选择经济适用的支护结构．深基坑支护结构的设计不应该再采用以往传统的“结构荷载法”，而应充分利用新技术、新理念，具体问题具体分析，彻底改变传统的设计观念，逐步建立以施工监测为主导的信息反馈动态设计体系．（2）深基坑工程越来越多，而深基坑坍塌的事故也频频发生，为防止深基坑工程事故，地方主管部门出台了许多有关深基坑的强制性文件．所有这些都说明了深基坑工程事故的严重性和做好深基坑工程的重要性．只有明确了深基坑支护设计单位，提交了深基坑支护设计单位资质，这在将来的施工中如出现问题时就能很容易找到责任单位和责任人，也便于快速解决问题，同时也便于追究责任． 6 深基坑支护工程的施工控制措施

（1）基坑支护场地周围建筑物和地下管线往往限制了基坑的施工．一要综合考虑工程所在地的地理条件、工程类型、基坑开挖规模、周边环境、支护结构等因素；二要注重支护结构的稳定，坑体变形，并根据周边环境条件，控制变形在一定的范围内；三要控制基坑的稳定性、地面变形及地下水，并根据实际情况适时地调整方案．

（2）在基坑支护施工时，应编制专项施工方案．考虑到上报、审阅与返回周期，专项施工方案应在施工前几天编制，并及时上报监理．监理应抓紧批复，在批复后及时返回施工单位，以便施工单位能够及时准确地下发到各相关部门和人员．施工单位在接到正式批复的施工方案前不得进行施工．

（3）严格按设计方案组织施工，设计方案变更时必须重新经专家评审．施工单位在施工过程中不得随意改变锚杆位置、长度、型号、数量，钢筋网间距，加强筋范围，放坡系数等．基坑支护施工要坚持分层分段开挖和分层分段支护的施工原则．土方开挖的顺序和具体开挖的方法必须与设计相一致，并遵循“开槽支撑，先撑后挖，分层开挖，严禁超挖”的原则，减少开挖过程中土体的扰动范围，缩短基坑开挖卸荷后无支撑的暴露时间，对称开挖，均衡开挖，深基坑开挖的过程中应采取措施以防止碰撞支护结构、工程桩或挠动基底原状土．（4）在深基坑工程施工中必须重视变形观测，并注意及时补救．通过深基坑支护结构变形观测可以及时分析并及时了解土方开挖及支护设计存在的偏差，分析其存在的偏差便可以及时了解基坑土体变形状况以及土方开挖影响的沉降情况，还有地下管线的变形情况等．现场变形观测的数据必须准确、可靠、及时，变形观测人员严格按照预定设计方案精心测量、认真负责，保证观测质量．如果在实际测量中确实发现异常情况，就需要即时研究采取措施以防止其恶化．而一旦出现大的变形或滑动，立即联系设计单位分析主要原因，做出可靠的加固设计和施工方案，使加固工作快速而有效，防止变形或滑动继续发展．（5）深基坑的工程特点决定了深基坑施工的技术要求．首先，施工时技术手段要先进可靠，确保基坑受力可靠以及支护的保护作用完全体现；其次，大型高层建筑通常都建在城市中心，周围建筑物繁多复杂，地下市政管线众多，所以施工必须充分保证不能影响周围相邻建筑物的安全和稳定，不能破坏周围的地下管线等．再次，基坑开挖期间，地下水控制也属于基坑支护的一部分．因此，必须合理运用明排、降水、截水和回灌等形式控制地下水，保证基础施工安全．

参考文献：

[1]薛峰，张永兴.基坑支护施工技术实践与思考[J].世界佳苑，2011（12）.

[2]吴宇飞，岩土工程中的深基坑支护设计问题探讨[J].黑龙江科技信息，2009（28）.