深基坑支护方案

深基坑支护方案
本文通过对深基坑支护设计中常用方案从安全、造价、适用性等诸多方面进行对比，提供方案选型建议，力求设计方案具备安全、经济、适用及工期合理等优点，以满足各项具体基坑支护工程的需要。

近些年来，随着高层建筑及超高层建筑的大量涌现，深基坑工程也越来越多，对支护设计方案的要求也越来越高。

当前勘案设计市场已逐渐步入规范化并采取招投标制，如何设计出具有市场竞争力的方案是设计人员需要思考的问题。

只有那些安全、经济、实用且工期合理的支护方案才可能在招标中取胜，故方案选型犹为重要。

2 支护方案分类
深基坑支护工程种类繁多，大体可以分为以下几种：
坡率法、土钉墙、预应力锚杆结合土钉墙、排桩（钻、冲孔、人工挖孔灌注桩、搅拌桩、旋喷桩等）、排桩结合预应力锚杆、地下连续墙加锚杆等。

另由于基坑开挖、施工人工挖孔桩或保护周边建筑、管线、道路等的需要，基坑支护方案常与降水或止水方案综合考虑。

3 支护方案的选型及优化设计
3.1 基坑支护设计前的准备工作
（1）进行现场踏勘，并结合基础图、周边管线图等详细了解周边建筑物、市政道路、管线等的结构、埋深及与基坑距离等情况。

（2）结合建筑设计图纸（如总平面图、地下室底板图等）及业主提供的设计要求确定基坑的深度及各坡段尺寸。

（3）详细研究岩土工程勘察报告，弄清基坑各坡段地层情况并选定岩土设计参数。

3.2 支护方案选型
根据基坑周边情况及土质情况并结合设计要求，初步选出几种方案，经从安全、造价、工期等方面进行比较，最后选定最优支护方案。

常见支护方案结构类型、安全性、造价、适用地层等见表1。

表1 常见支护方案比较
序号支护结构分类安全性造价适用地层及周边情况工期
1 坡率法较好低土质较好、有放坡场地，水位较低或经降水、止水。

较短
2 悬臂桩较好稍高坑底以上土质较差，坑底以下土质较好，基坑深度≤8m，坡顶一般有建筑物或道路需保护且又无放坡场地。

一般
3 搅拌桩重力式挡墙好稍高坑底以上软弱土层（淤泥、淤泥质土等）较厚，坑底以下土质较好，基坑深度≤6m。

一般
4 排桩（钻、挖孔桩、搅拌桩、旋喷桩）加预应力锚杆较好稍高基坑深度一般≥7m，坡顶有道路、建筑物重要管线等变形控制要求较严。

长
5 土钉墙结合预应力锚杆好适中土质较好，且地下水位较深或已采取止水、降水措施。

短
6 地下连续墙加锚杆较好较高软弱地层较厚，临近建筑物较多，对变形要求严格。

长
（1）基坑周边有浅基础建筑物，且地层中含有较厚的粉细砂层，地下水位较高时，一般不要轻易采取降水措施，以防房屋、道路发生异常沉降而引起开裂。

这时应优先考虑止水方案，止水帷幕可结合边坡支护设计综合考虑。

止水帷幕有搅拌桩帷幕、高压喷旋桩、摆喷搭接帷幕等，帷幕深度一般穿过砂层进入不透水层≥1m。

经进行技术经济性指标对比（见表2），一般说来，采用搅拌桩帷幕止水较为经济实惠。

当基坑深度≤8m时，可选用搅拌桩结合土钉墙支护方案。

当地层中含较多砖块、填石等硬物时，可先用旋喷桩或三重管摆喷帷幕止水，再施工土钉墙。

表2 搅拌桩与旋喷桩帷幕技术经济性对比
序号帷幕类型适用地层单桩市场价造价（坡长假设10m，桩长8m）作用
1 搅拌桩
Ф550mm@ 450mm素填土、淤泥且N≤15 55元/m 9778元止水兼辅助支护
2 旋喷桩
Ф700mm@ 600mm 含砖石填土、淤泥、砂层220元/m 29333元止水兼辅助支护
3 三重管摆喷
孔1200mm 填土、淤泥及层220元/m 14667元止水
对变形要求极严时，可采用搅拌桩与钻孔悬臂灌注桩联合支护，可同时起到支护及止水的效果；当基坑深度＞10m时，周边道路及浅层建筑物密集时，安全问题相当重要，采用刚性大的钻孔灌注桩与预应力锚杆支护并在灌注桩间隙布置搅拌桩止水比较适宜，可严格控制坡体变形。

其施工顺序为搅拌桩→钻孔桩→预应力锚杆→开挖土方至坑底。

（2）基坑周边无建筑物及重要市政设施，地层含较厚砂层且地下水水位高、水量大时，可优先考虑采用造价低廉的降水方案。

若现场富余空间较大且土质较好，则可采取坡率法支护，放坡后坡面插钢筋、挂插筋网并喷砼护面；若放坡空间有限但土质较好时，可采用经济实用的土钉墙支护，基
坑深度＞10m时，可考虑增加1～2排预应力锚杆以控制坡体变形并增加坡体稳定性；若某坡段软弱土层较厚时，该段可不用降水而改用搅拌桩结合土钉墙方案，搅拌桩起止水及辅助支护作用。

若该段有部分空余空间且填土中含填石、砖块等建筑垃圾较多，搅拌桩无法施工时，则基坑上部填土段可放坡，下部仍可采用搅拌桩及土钉墙支护，这样可节省部分造价。

（3）基坑某坡段地下水水位较深且坡体开挖深度范围内无砂层出露时，则该段坑外不需采取止水或降水措施。

若坑底需施工挖孔桩，则可在坑底设置一些降水井，基坑开挖完成后施工。

若局部坡段开挖过程中有砂层出露时，则视周边情况可在该段坡顶设置降水井或采取止水措施。

基坑各坡段的周围环境、地层情况、地下水情况等有时相差非常悬殊，其支护方式也应随之调整，同一基坑支护工程常常综合有多种支护类型，这就要求设计人员有丰富阅历和实践经验。

表3为近些年来我公司设计及施工的部分基坑。

设计人员可按照安全、可行、合理、经济、施工简便的原则及考虑对周围环境影响等因素进行各种方案的比较，选定最优方案，再进一步细化，最后形成安全合理、技术可行、工期合理的设计方案。

4 总结
（1）设计前要重视现场的踏勘工作，只有详细了解现场情况，才能做到有的放矢，知道哪些需要保护，哪些没有变形要求，为方案选型提供依据。

（2）基坑支护与降水、止水经常联系在一起，尽量把两者综合考虑，以便优化选型，使方案经济实用。

（3）对变形要求极严的，可根据地质情况采用刚性桩（钻、挖孔桩）结合预应力锚杆支护；对变形无特殊要求的可用土钉墙或搅拌桩结合土钉墙支护。

（4）软弱土层过厚时一般采用排桩支护，若用土钉墙支护时要选取合适岩土参数并适当增大安全系数
（5）土质较好，变形可允许在5cm以内时可优先采用经济的土钉墙方案，基坑较深时可增加预应力锚杆支护。

地下水水量较大时，可视周边环境情况采取降水或止水措施且水位以下部分要充分考虑地下水的影响。

深基坑支护方案
本工程为浙江新安化工二厂溶剂回收装置项目工程，基底为毛石砼，基础4-6轴为条基,其余部分为独立基,主体为框架结构，根据地质勘查报告。

基础施工采取如下技术措施：
一、基坑降水：
根据地质勘探报告，地下水位在自然地面1.5米，报告中未提出地下涌水量，根据相邻工程施工经验，在拟建工程的离心机设备基础下设内径为1M的沉水井，井壁底干砌毛石1.5米高,石缝中留有一定空隙,便于地下水进入,在毛石墙上再用砂袋围砌1米高,井底低于基底设计标高1米,以便地下水排出,井内各设2台D75污水泵,根据水流量24小时作业,设专人看泵排水,排出的地下水直接进入厂区内的排水沟,基坑排水在基础土方开挖前2天进行。

二、基坑开挖：
该工程基坑施工有如下要求：①工期短。

根据整个工程进度，从支护到基础工程完成仅安排了10天，支护施工必须限定为2天计划；②造价尽可能低。

由于投标时地质勘察报告尚未到位，在投标报价中未报此项单价，要求严控投资；③该场地位置比较紧密，对坑壁变形要求高，但在邻近建筑物周边距离仅4m左右，基坑放坡角度不能超限，为了保证基坑开挖与基础能同时施工，坑壁要尽可能直立；④据地质报告显示，地下水位较浅，含水层水量丰富，因此地下室基坑降水、支护、开挖必须同步兼顾协调考
虑。

⑤支护施工方案必须充分考虑饱和的中粗砂层因其坑壁稳定性较差而对边坡支护可能产生的不利影响。

以上工程实况是选择支护方案的基本前提，因此寻求技术上合理、可行，经济上可接受，工期上能满足要求的支护方案成为所追求的目标
三、基坑围护：
由于基础土方中含水率较高，土质较差，基础深，本着为业主负责，节约资金，又确保工程质量和施工安全和减少作业量原则，综合各种基坑支护方案的分析，采用砂袋围护，即经济又合理。

基坑开挖有一定作业面时采用毛竹片及彩条安全带围挡,并禁止周边人员通行。

基础边坡深度在5米以内，故采用单排顶砌法压砌，水位较高地段采用两排顶砌或一排一顶构砌法，保持坡脚稳定，在坡顶设排水沟或挡水土墙，防止冲刷坡面，在底部设排水沟，防止冲坏坡脚。

四、安全措施：
1、土方开挖前，应对周围环境进行普查，清除安全隐患。

对邻近设施在施工中进行沉降和位移观测。

』
2、基坑围护设围栏，夜间设红色警示灯警示。

3、设专人观察边坡变化情况，随时检查有无塌方现象，发现有塌方迹象及时通知坑内作业人员撤离安全地带。

4、基坑内设置临时木梯供作业人员上下，严禁从基坑上跳下。

5、在挖掘机施工作业半径内不得站人或作业。

6、夜间施工时机上和工作地点必须设足够照明设施，在危险地段设明显的警示标志的围栏。

7、人工挖土严禁采用底部掏空的方法塌土施工，应由上而下分层按顺序分段施工。

8、挖土操作人员前后相距最少3 m左右，间隔2 m，不得两人对头刨土，以免镐头伤人。

9、在土方开挖过程中应检查基坑(槽)或管沟边坡的变化情况。

如出现滑坡迹象(如裂缝、滑动等)时，应立即采取下列措施：
一、暂停施工。

必要时，所有人员和机械撤至安全地点；
二、通知有关单位提出处理措施；
三、根据滑动迹象设置观测点，观测沿坡体平面位移和沉降变化，并做
好记录。

10、在公共场所、居住区、交通道路等处挖掘时，应设置围栏，夜间应挂红灯警示。