深基坑工程方案的论述

深基坑工程方案的论述

深基坑工程是城市高层建筑的组成部分，其技术性、安全性、经济性在工程建设中处于非常重要的地位。做好深基坑工程方案的论述，正确、合理选择深基坑工程方案，是保证工程项目社会效益与经济效益的前提，为此对深基坑工程方案作如下论述。

深基坑工程方案的内容包括基坑与支护结构的设计和施工、地下水控制、基坑土方开挖、基坑工程监测和周围环境保护等。

1、深基坑工程方案需考虑的因素。

1.1基坑的平面尺寸，开挖深度和基础施工要求。

1.2地基土层的工程地质情况，包括土层的物理、力学性质、地下水情况。

1.3邻近建筑物的结构情况，基础形式及与基坑距离，两基础底面标高差。

1.4邻近地下管线及其他设施对基坑的限制要求。

1.5施工技术、装备和材料的要求

1.6工期和造价因素。

2、支护结构类型。支护结构包括围护墙和支撑体系。

2.1围护墙的类型，围护墙的主要功能是承受土压力、水压力、地面荷载等产生的侧向力，且不超过允许的变形。对于天津市区的围护墙还必须同时具备止水的功能，目前常用的支护结构围护墙有以下几种。

2.1.1水泥搅拌桩围护墙

水泥搅拌桩属重力式围护墙，通过搅拌钻头将土体搅拌，随搅随喷入高压水泥浆液与搅拌的土体形成混合水泥土，经水泥水化、水泥土混合物其强度值可达到10-15MPa，目前在天津软土地区应用广泛，当基坑属于二、三级基坑、基坑深度小于7米，坑边至红线有足够的距离时，应优先采用。水泥土的渗透系数K小于101-7—102-8cm/s ，属于不透水结构，靠本身重量即可抵抗侧向力保持稳定，一般内部不设支撑，便于基坑内挖土和地下结构施工，搅拌桩布置形式有单排、双排式，多排格构式，水泥搅拌桩围护墙宽度由设计计算确定，不得小于基坑深度的0.4倍，截面置换率为0.6-0.8，相互搭接不宜小于150mm，水泥渗入比为13%。

2.1.2钢筋混凝土灌注桩围护墙

钢筋混凝土灌注桩围护墙，适用于一、二、三级基坑皆可应用。一般当基坑深度度8-14米时，周围环境要求不十分严格时应考虑采用。在天津市区由于地下水位较高，为止水需要一般采用钻孔灌注桩与水泥搅拌桩的复合结构。钻孔灌注桩的嵌固深度、桩径和配筋，根据坑深、支

撑布置和周围环境要求计算确定。

施工时，应先进行灌注桩施工，桩间留有100-150mm间隙。待混凝土达到一定强度后进行水泥搅拌桩止水帷幕施工。当周围环境保护要求严格时，为减少灌注桩的变形，在软土地区可以在基坑底沿灌注桩周边或部分区域用水泥搅拌桩或注浆进行被动区加固，以提高被动区的抗力。减少围护墙的变形。

2.1.3地下连续墙

地下连续墙刚度大，止水效果好，当基坑深度大于10米，周围环境保护要求高的工程中，经技术经济指标比较后采用该技术。若能作到两墙合一，即施工时做支护结构的围护墙，同时又是地下结构的外墙，较为合理，可节省成本。两墙合一可采用逆施法施工，可省去内部支撑体系，减少围护墙变形和缩短总工期。

2.1.4土钉墙

土钉墙就是在基坑壁钻孔，在孔放入钢筋，然后高压灌注水泥浆体，是钢筋与水泥浆及土体牢固结合，使土钉区形成坚固整体土体，一般多用于有一定自立能力并能提供足够抗拔阻力较密实的砂土，粉土、坚硬或硬粘性土等，而天津地区多为中密或稍密的可塑或软塑的土层，采用土钉墙时应以薄层的水泥土桩墙或高压注浆等超前支护措施来解决土体的自立性、隔水性或喷射混凝土面层与土体的黏结问题，以水平压力注浆及二次压力灌浆来解决围护墙土体加固和土钉抗拔力问题，以一定的插入深度解决坑底隆起，管涌和渗流等问题，即以止水帷幕、超前支护和土钉三者组成复合土钉支护。

2.1.5加劲水泥土墙

加劲水泥土墙是在水泥搅拌桩中插入H型钢组成的支护墙，由H型钢承受侧向荷载，而水泥土具有良好的抗渗性能，因此，加劲水泥土墙具有支护挡土和止水的双重功能。除插入H型钢外，还可以插入拉森板桩、钢管等。由于插入了H型钢，故设置支撑十分方便。

施工时为使H型钢可凭借自重顺利下沉至指定标高，施工加劲水泥土墙需用三轴型全深搅拌的深层搅拌机进行深层搅拌桩施工，且需提高水泥渗入比。

2.2支撑体系

为使围护墙经济合理并控制变形，对较深的基坑需要设置支撑，其支撑分为内支撑和外拉锚。在软土地区，由于土具有蠕变性，为控制变形应采用内支撑。对于土质较好的场地两者均可使用。

内支撑体系包括围檩、支撑和立柱组成。立柱布置在基坑中间作为支撑立柱，一般与工程桩作为立柱与承点，一般是格构式型钢柱。

围檩有钢和混凝土之分，钢支撑一般为H型钢或钢管，规格按计算

确定，必须满足支撑结构的刚度和强度和稳定性要求。

现浇混凝土围檩及支撑整体性好、刚度大，有利于控制变形和保护周围环境，由于承载力大，支撑间距可加大，便于机械下基坑挖土，其缺点是施工工期长，不能重复利用，需爆破拆除。

支撑的平面布置主要取决于基坑形状和平面尺寸，常用的有对撑、角撑、边桁架、边框架、圆拱形支撑等。

设计支撑平面布置时，应注意避免妨碍主体工程施工，避开主体工程的柱网轴线。支撑布置要便利挖土，边桁架式、圆拱式和角撑式均能提供较大的空间，便于机械挖土和运土，支撑的水平间距不宜小于8米，以满足机械施工要求。

支撑的竖向布置要考虑地下结构楼盖的布置，拆撑和换撑方便，便于地下结构及挖土施工。

3、地下水控制

地下水控制就是基坑降水，天津地区深基坑工程大多采用坑内大口井降水。由于围护墙具有挡水作用，对基坑外的地下水位影响不大。通过降水，可减少基坑内土的含水量，使基底土产生固结，挖土机械可下基坑挖土作业。

大口井的布置及数量的确定，应根据土壤渗透系数，挖土深度，水的赋存量来确定。现在基坑降水已有成熟的计算方法和工程经验，基坑降水效果是深基坑工程成败的关键之一。

4、基坑土方开挖

基坑开挖方式直接影响支护结构的内力和变形，对基坑的稳定和安全有重要影响。土方开挖的顺序、方法必须与支护结构的设计工况一致，应遵循开槽支撑、先撑后挖、分层开挖，严禁超挖的原则。大型深基坑开挖时，必须有周密的施工方案，挖土要配合支撑施工，减少时间效应，控制围护墙变形，要保护工程桩，保护支撑体系和降水设备，加快施工进度，最大限度的缩短地下工程的施工时间，减少意外事故发生。

深基坑挖土方式有大开挖、盆式开挖、岛式开挖等。采取盆式开挖对基坑支护体系有利，盆式开挖是先开挖基坑中部的土方，暂时保留围护墙内侧周边的土坡利用留土的反压抵消部分土压力，以减少支护结构的变形。

5、深基坑工程施工与环境保护

5.1深基坑工程施工前根据地质情况，基坑支护方案，基坑周围环境。

制定科学、先进的基坑工程施工组织设计，在施工组织设计中制定可靠的基坑施工环境保护措施。

5.2支护结构在侧面荷载作用下总是会产生变形的，随之周围地面亦会