临河地区软土地层深基坑支护设计与施工

临河地区软土地层深基坑支护设计与施工

李厚雄

浙江工业大学工程设计集团有限公司浙江杭州310014

摘要：在复杂地质条件下进行建筑工程的施工，对于深基坑支护结构的设计与施工有着更高层面的要求，我国目前在深基坑支护技术的研究上已经有了较高水平的突破，但是在软土地层尤其是临河地区的软土地层基坑支护方面的设计与施工方面，由于项目工程实例较少，其理论研究方面还存在诸多的不足之处。

关键词：深基坑支护；软土地层；设计施工

在深基坑支护方案的设计过程中，需要考虑四个方面的因素：安全性高、施工方便、成本合理、环保达标[1]。在进行实体项目设计时，要考虑到项目地质条件的影响，综合考虑以上四个方面的因素，采新型设计理念和手段，确保在施工进程的顺利进展。

1、案例概况

1.1项目整体概况

某市一房建项目整体分为四个地块，其中A1地块和D1连接在一起，规划设计为同一个基坑基础。项目西侧紧邻城市河流大堤，北侧为在建其他项目，东侧为投入运营多年的市政道路。整体项目地块南北纵向840m，北侧东西长度约230米，南侧东西宽20m，占地面积约100000平方米。

1.2基坑周边及设计概况

本工程基坑周边环境包括河流大堤，防汛通道，在建项目及其施工便道，市政道路，市政道路附属的市政管线，市政照明和电信光缆等各种外部建筑和设施。其内容复杂，相互之间距离不统一，给项目设计带来极大不便。基坑项目本身设计深度在14-17米之间，占地面积约9万平方米，支护面积约2.7万平方米，整体土石方量150万立方米。由于本基坑项目跨度大，周边设施复杂，建筑风险高，并且要考虑河流汛期高水位的影响，因此对于深基坑支护设计技术要求比较高。

2、工程地质和水文条件

2.1工程项目的地质条件

本工程项目位于城市河流三角洲地带，周边正处于整体开发之中，项目所在地的原始地貌属于河流冲击区，场地内的土层主要有人工填土层，第四系全新统冲积层，第四系上更新冲积层、残积层，下伏基岩为第三系泥质砂岩。在进行地质构造和地层岩性的确认时，采用新型勘察和物探手段，对整体地质概况进行深入勘察，确保勘察结果的准确性，以便在后续设计工作中能够采取对应性的支护方案。

2.2水文条件勘察

经勘察，场地内的地下水结构也比较复杂，在不同地质层面分布着上层滞水、潜水和基岩裂隙水三种类型。其中上层滞水主要分布在人工填土层中，其分布不均匀，受到季节影响因素比较大，水面呈散状分布。潜水主要分布于粉砂和圆砾层中，其水位受到市内河流水位影响较大。基岩裂隙水主要分布在场地内的下伏基岩裂缝中，受到缝隙连通性和通透程度的影响比较大。

3、常见的深基坑支护方案

随着建筑工程项目的增多和建筑结构的复杂性不断增大，深基坑的支护方案针对不同项目也有着不同的要求，在目前情况下，国内常采用的基坑支护方案主要有以下几种：土钉支护结构、水泥土重力式支护结构、排桩支护结构、地下连续墙支护结构等几种方式[2]。这些支护方式在针对不同的地质状况和基坑周边情况时，所起到的效果是截然不同的，在实际设计过程中，要根据项目工程的特点进行有针对性的设计，在必要的情况下，可以将其中两种或三种方案进行综合设计，从而达到安全施工的目的。

4、基坑围护方案设计

4.1项目难点和要求

（1）基坑规模大，形状复杂。本工程整体基坑占地面积达100000平方米，南北跨度大，结构形状复杂，支护面积大，各方向支护要求条件不同。

（2）地下水水系复杂，活跃程度高。由于项目所在地紧邻城市河流，基坑开挖过程中的圆砾层与城市河流水位密切相关，在设计中需要重点考虑止水帷幕的可靠性和汛期水位提高的影响。

（3）高承压水下锚杆施工技术要求高由于圆砾层在河流保持较高水位的情况下，会产生较高的承压水头，因此采用传统的施工锚杆其质量难以确保，还会造成土体流失等情况，在孔口封堵时常规方案无法达到施工要求等情况[3]。因此，在进行这一环节的设计时，要根据城市河流的水位情况，采取不同的方案进行施工，从而保证施工质量。

（4）不同侧面的环境差异较大。本项目工程由于所处的地理位置限制，其周边三侧的外部环境差别很大，对深基坑支护方案的要求也有所不同，在设计过程中应当根据不同的环境需要进行科学的设计。

4.2基坑支护方案设计

在本项目中，基坑整体设计的目标要求其安全等级达到一级、使用年限是竣工后1年，周边施工荷载20kPa。在达到上述要求的情况下，对基坑进行科学设计，以满足各方面因素的要求。

（1）由于本项目地下水丰富、承压水头高，在进行基坑支护方案设计时，首先需要注意的是帷幕的止水效果。因此在临近城市河流的一侧采用地下连续墙为主的支护方案，在达到良好止水效果的基础上，使工程的施工成本降到最低。在其他的支护面，则采用咬合桩墙的新型咬合桩技术。这种支护方案技术相对成熟，施工成本比较低，并且能够极大降低工程的事故发生率，减少对周边项目工程和施工人员在安全方面的影响。

（2）在整体上强化综合性支护结构的设计。在必要的情况下，对支护结构采用综合性的设计方案，增加锚杆和护桩坡的使用频次，为土方施工和后期主体结构的施工提供最大的工作面，加快工程施工的进度。同时沿基坑边侧按照工程项目的需要设置增强锚杆，进行基坑变形控制。

（3）支护方案的设计要根据河流的枯丰水期进行必要的调整。一般情况下，在工程施工工期科学要求的情况下，深基坑施工一般都是在枯水期进行，减少因水位增高带来的外部环境变化和施工条件的不安全因素增加。

5、做好基坑监测情况布置

在进行基坑监测控制时，需要注意两个方面的要点，其一是监测点的布置要符合国家相关规范的要求，在工程开始施工之前，要结合工程设计的具体情况，严格按照国家规范的要求，沿基坑周边在水平方向上布置水平位移观测点，在竖向位置布置沉降观测点。其具体的布置内容和数据要求，要依照整体基坑设计的条件和施工过程中可能遇到的外部条件变化进行合理布置。在对基坑数据进行监测过程中，要随时根据数据的变化和施工条件的不同要求，对深基坑设计方案进行合理的调整，确保深基坑设计过程中的安全保障和施工进度要求。

6、强化新型技术的应用程度

深基坑支护设计与施工过程中，必须强化新型计算机软件技术的应用。在这方面主要集中在BIM技术和模型软件的应用两个方面，BIM技术更倾向于工程施工总过程中综合方面的控制，其在深基坑支护和设计方案中，可以显示出其四个因素的综合作用效果，从而对方案进行整体上的把控。而模型软件的应该则是更加直观的展现深基坑设计和施工过程中，在采用不同的支护方案的情形下，所产生的施工结果。利用3D模拟的手段，将施工过程中的各种不同因素同时引进模型之中，模拟出其中具体的环境变化对施工过程造成的影响。

7、结束语

软土地层条件下的深基坑支护设计原本就是整体工作开展的一个难点部分，在附加临河地区的情形下，其对支护方案的选择更是产生了质的影响。因此在遇到这类工程项目时，首先必须做好项目工程的地质勘察工作，确保勘察数据科学有效。进而在满足深基坑设计的各项要求因素的情况下，尽量选择组合式的组合方案，以确保项目工程施工的进展达到设计的要求。

参考文献：

[1]耿鹏超.滑坡体地质条件下圈椅状深基坑支护施工技术[J].施工技术，2019，48（09）：82-84+89.

[2]陈鹏.对建筑深基坑支护施工技术的应用的探究关键探索[J].居舍，2019（13）：38.

[3]姚薇，刘发明.基于BIM技术的建设项目施工管理研究[J].江西建材，2019（04）：123-124.