大型深基坑支护工程设计与施工效果分析

大型深基坑支护工程设计与施工效果分析

阮桂元

深圳市勘察研究院有限公司广东深圳518026

【摘要】深基坑支护结构是深基坑工程施工期间的临时支护结构，对深基坑工程施工的安全、工期及经济效益均具有十分重要的影响。本文结合工程实例，对大型深基坑工程的支护方案设计进行了详细的介绍，并对工程的施工效果进行了分析，旨在为类似工程施工提供参考借鉴。

【关键词】深基坑；支护工程；设计

0引言

随着我国社会经济的快速发展，城市建设也取得了不断的发展，高层建筑及超高层建筑的施工越来越多，深基坑工程的施工也日益增加。在深基坑工程施工中，支护工程是其中的一项重要组成部分，对保证基坑的安全稳定，确保深基坑工程施工的安全、顺利进行起到十分重要的作用。鉴于此，笔者结合工程实例，进行了相关介绍。

1工程概况

某建筑工程，施工场地位于现有小区的西侧，形状近似为一梯形，其东北侧为已建好的一期高层和别墅，南侧为已建好的会所和游泳池，西侧为市政道路。该工程基坑面积约为4850m2，南北最大宽度为76.8m，东西最大宽度为84.6m，基坑周长约为305m，基坑深度为7.8m。

2地质条件

2.1地基土(岩)层分布及其工程地质特征

(1)素填土:层厚1.40～2.20m，平均1.83m。成分较杂，均匀性差；湿，轻度压实。

(2)淤泥质土:层厚4.10～6.60m，平均5.78m。土层呈灰黑色，含粉砂；饱和，流塑状。

(3)粉质粘土、粉土:部分分布，局部为粘土。层厚1.50～6.90m，平均4.46m。土层呈灰色、灰黄色、灰白色等，含粉砂；粉质粘土饱和，可塑。粉土湿，中密。

(4)粉质(含砂粒)粘土:粉质粘土为主，含砂粒较多。部分分布，层厚3.30～10.30m，平均6.46m。土层呈红色、浅黄色等。可塑为主。

(5)含砾粗砂岩、细砂岩:为全风化岩，已风化成土状，岩石结构已基本破坏，但尚可辨认，岩芯呈坚硬土状。层厚3.50～6.80m，平均5.69m。

(6)含砾粗砂岩、细砂岩:为强风化岩带，层厚6.0～23.10m，平均13.69m；厚度变化大。岩石呈浅红色、浅黄色等，岩质极软，遇水易软化，手捏易碎；岩芯呈短柱状、碎块状，易磨损。

2.2场地水文地质条件

地下水相对稳定水位埋深在1.01～2.78m之间，平均1.39m。勘察期间处于枯水期，其水位基本上为全年的最低值，预计丰水期，地下水位会上升1.00m左右。

2.3土层参数表(表1)

表1土层主要力学参数

3支护方案设计

基坑工程可以分为无支护(放坡)开挖与有支护开挖，本工程一层地下室，基坑开挖深度约为7.8m，基坑深度不是很大，但是施工场地特别狭窄，地下室外墙与已施工一期地下室外墙距离为0.7～2.0m。与南侧会所距离只有1.9m。不具备放坡条件，而且本工程地质条件较差，淤泥层厚度6.5m，软弱地层厚度较大。根据基坑开挖深度、地质条件、周边环境和基坑形状确定基坑支护形式。

北侧与一期交接部分，不须另设支护，土方一直开挖到一期地下室外墙边，或采取保留部分一期重力式搅拌桩支护。

其余主要采取钻孔灌注桩+锚索支护形式；在南侧阳角部分采取了钢筋混凝土角撑；采用单排搅拌桩止水。

钻孔灌注桩作为围护桩，桩径800mm，桩间距为1000mm。基坑止水主要采用深层水泥搅拌桩，桩径550mm，桩间距为400mm，相互搭接150mm。在靠近会所处，由于场地有限，桩间采用了φ600旋喷桩止水，桩间距1000mm。钢筋混凝土角撑截面为800mm×800mm。锚索钻孔直径为150mm，采用4根7φ5钢绞线，锚索要避开会所的桩基础。基坑支护平面图如图1所示。

围护结构布置形式如图2、图3所示。

场地南侧部分因离会所太近，搅拌机桩架施工限制，部分止水桩采用了旋喷桩，双比管旋喷桩桩架高度不大，场地限制时还可往坑内方向移，只是离桩越近，桩施工难度会增大，钻孔桩可能会扩孔，旋喷桩钻进时要采用地质钻机先行引孔。

基坑主要支护形式为围护桩加两道预应力锚索，支护剖面如图4所示。地面标高为相对标高-1.50m，在标高-2.30m、-5.80m处设置两道预应力锚索。

南侧因基坑形状和会所桩基础存在，采取了围护桩加角撑的支护形式，角撑段支护形式如图5所示。在标高-2.40m设置一道钢筋混凝土角撑。钢筋混凝土角撑截面为800mm×800mm，角撑设置避免了阳角处两垂直边锚索施工相互之间的影响，减少对已有建筑物桩基础的扰动，而且相较于锚索支护更加经济。

4基坑施工效果

本项目基坑沉降和位移控制在设计允许范围内，施工过程中根据需要设计作了部分调整:基坑按主体结构设计单位要求整体深度增加600mm，经设计复核基本可以不作大的调整，建议承台跳隔施工，并加强基坑监测；按施工单位的要求，第二道腰梁作了调整，第一道锚索利用冠梁作为腰梁，第二道锚索设计为钢筋混凝土腰梁，但为了工期要求，将混凝土腰梁变更为型钢腰梁。

电梯井变更在角撑处，基坑深度在整体增加600mm基础上再加深了1.5m，导致该处基坑深度达到9.9m，增加了一道角撑。

5结语

综上所述，支护工程是建筑深基坑工程的一项重要施工环节，其设计与施工关系到深基坑工程施工的安全、顺利进行，并对建筑工程的整体施工质量和效益具有十分重要的影响。在建筑深基坑工程施工中，相关设计人员要结合工程的实际情况，合理设计深基坑支护施工方案，从而确保深基坑工程施工的顺利进行，提高工程施工的经济效益和社会效益。

参考文献

[1]高兵勇,谢骁,邬俊峰.谈某大型深基坑支护设计[J].山西建筑.2014(03)

[2]卜飞.某大型商业综合体深基坑支护设计[J].山西建筑.2014(32)