地下室基坑支护方式的方案设计

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【摘要】分析了基坑支护设计中所遇到的问题和支护设计在较厚杂填土情况下进行施工的步骤，选择合理的基坑支护方式，从而优化设计基坑支护方案，以供参考。

【关键词】地下室；基坑支护；方案设计

1工程概况

该工程北侧为鹤城东路，西侧为消防路，东、南二侧均为已建住宅（复合地基浅基础、埋深约2.0m），地块总用地面积2871.3m2。地上有4幢住宅，地上总建筑面积14816.0m2；地下均设1层地下室，地下室面积2422.85m2。该项目设计地坪（依0.000）标高14.30m（黄海高程），地下室板面结构设计标高9.15m。全部采用桩基础，1柱1桩或1柱多桩，桩顶设承台，承台高为0.9~1.5m，承台下垫层厚0.10m，地下室底板厚度（含垫层100mm）为0.50m，即开挖后坑底标高为8.65m。因自然地面标高（平均值）与依0.000标高（14.30m）接近，故基坑开挖深度为5.65m。

2地下室基坑支护设计要求

地下室基坑支护应当满足结构稳定性要求，可以满足正常使用和承载能力两种极限状态需求。承载能力极限状态主要是支护结构在遭受破坏而产生失稳和倾倒情况；正常使用极限状态是支护结构变形对正常使用造成影响的状态，但是没有影响结构稳定性。所以，地下室基坑支护设计应当确保安全性，在承载极限状态下不会导致支护出现失稳情况，还不会对周边建筑物的安全使用造成影响。

3地下室基坑支护方案设计

3.1支护方案选择原则

基坑支护的作用在于止水和挡土，按照勘察资料与实际调查结果显示，基坑外侧的地下管线埋设不复杂，如场地北、西两边人行道下有电缆及通信管线等埋设，埋深1.0~1.5m。此工程基坑支护结合实际情况选择采用钻孔灌注桩、冠梁及支撑、锚杆（土钉）、挂网喷浆、排水沟等。1）坡率法。对场地条件允许采用自然放坡的地段应优先采用坡率法，但本基坑周边没有放坡余地。2）土钉墙。基坑开挖应自上而下分段分层进行，可边开挖边施工土钉及喷射混凝土面层。宜在周围环境相对拥挤无法采取放坡或对边坡位移要求较高地段采用。施工工艺简单，工期短、造价较低，但变形较大，特别是不能放坡地段对建筑物影响较大，因此，安全可靠低。3）围护桩。适合场地条件相对拥挤、地层结构相对复杂、地下水比较丰富等地段。施工工艺比较成熟、可靠性较强、安全有保障，但施工工期较长，造价较高。综合考虑基坑挖深、周围环境条件和施工技术设备及经验等因素，本基坑围护设计采取排桩加内支撑围护体系，考虑到场地填土多为石块，东侧与围墙及民房过于靠近，机械无法施工，故本工程围护桩采用人工挖孔灌注桩。

3.2基坑施工顺序

地下障碍物较多处先开挖上部1m左右土方，清除障碍物，施工该部位降水井、围护桩、工程桩，注意地下水位以下的挖孔桩必须采取降水后作业，不得带水作业；围护桩结束后，封闭用于挖孔桩的降水井，然后整平场地，砌筑排水沟，布置测斜管、水位观测管及沉降观测点等；围护桩处待桩身强度达到设计强度的80豫后，分批、分层、对称、均衡开挖基坑至-1.7m，然后施工压顶梁和内支撑；待内支撑和冠梁强度达到设计强度的80%以后，砌筑-1m以上砖墙护壁，分批、分层、对称、均匀开挖至-5.35m；进行坑中坑降水井施工，施工结束，采用人工开挖至-5.65m，同时施工地梁、承台的土体开挖。对于较深的承台及坑中坑，建议施工时先浇筑底板垫层，再局部开挖承台和较深部分；人工土方开挖完毕，浇筑底板及施工地下室，待完成后，拆除或封堵坑内管井抽水系统；素混凝土边梁及地下室底板位置传力带换撑构件施工；支撑拆除施工。

3.3降水措施

1）基坑外排水：由于本基坑四周开挖后坡顶与红线间距很小，难以设置基坑外(坡顶)排水系统，建议坡顶地表作硬化处理（用C15素混凝土浇注地面），并设置挡水条，以防止坡顶外大气降水流入基坑。2）基坑内降排水：（1）大面积基坑排水经初步测算大面积地下室底板开挖深度内，基本上可不考虑降水，但桩顶承台开挖时可视情况采用少量集水井明排，集水井平面尺寸600mm伊600mm，深逸600mm，数量可根据排水效果临时增减。（2）电梯井部位（坑中坑）降水：电梯井底板面标高为-7.75m，比大面积基坑底深2.1m，应采用深井降水。降水井布置在电梯井长轴两端，一般可在基坑开挖到位后实施。降水井可采用冲击成孔，孔径准900mm，孔内下入准300mmPVC管，管壁打眼孔径准10mm，孔距50mm，梅花型，外包7目铁丝网1层，铁丝网外再包2层60mm目尼龙网，用14#铁丝捆扎固定，管壁与孔壁之间回填中粗砂作滤水层。（3）人工挖孔围护桩降水：根据设计，东侧、南侧挖孔桩桩长为10m左右，挖孔桩下部存在地下水，因此，挖孔桩施工前应采取降水措施，方可开挖地下水位以下的挖孔任务。

3.4水平支撑体系选型

1）由于此基坑工程面积不大但深度较深周边环境复杂，对变形控制要求高，因此，在选择基坑工程支撑材料时需要优先选择钢筋混凝土支撑，确保围护体稳定。再加上混凝土支撑施工具有较强的适应性，能够应用到基坑面积大和复杂形状的基坑工程。使用钢筋混凝土支撑体系，第1道支撑杆件在加强之后能够应用到施工中开挖与运土的施工栈桥和材料堆放，这样，能够有效处理施工场地狭小问题，便于施工，能够有效降低施工技术费用。并且由于施工栈桥与第1道支撑结合设计，能够降低工程造价。2）钢筋混凝土支撑体系主要采用圆环支撑布置形式和对撑角撑布置形式。以上两种支撑体系各有优势特点，从技术上都能够满足工程要求。在通过对比分析发现，使用圆环支撑布置形式，能够扩大基坑中心的开敞空间，便于土方开挖。在实际应用期间还能够避开大部分塔楼核心筒和框架柱，便于地下结构施工。

3.5深基坑监测

为确保基坑开挖的安全和本工程地下结构施工的顺利进行，应该及时获取基坑开挖过程中支护结构和周围土体的受力与变形信息，以求掌握基坑开挖对环境的影响，作出安全预报、实行动态设计和信息化施工，及时调整设计方案和施工进度，有效控制围护结构及坑后土体变形，应作基坑原位监测。基坑监测应委托有相应资质的专业监测单位（即第3方）承担。1）开挖前，应对周围环境作1次全面调查，可通过记录、拍照、见证等手段，详细记录观测数据初始值。基坑开挖期间一般情况下毎天观测1次，如遇位移、沉降及其变化速率较大时，则应增加监测频次。地下室底板浇筑完成后，可酌情逐渐减少观测次数。2）水平位移：对连续3d日位移速率达3mm/d，或单日位移达5mm，累计位移达30mm为报警值，其中，东侧累计位移报警值为20mm。当过报警值时应及时通知设计、监理及建设等单位，以便采取应急措施。3）垂向位移：对土钉墙连续3d日位移速率达5mm/d，或单日位移达5mm，累计位移达25mm为报警值。当过报警值时应及时通知设计、监理及建设等单位，以便采取应急措施。4）支撑轴力报警值为3000kN；地下水位变幅大于70cm/d为报警值。

4结语

在地下室基坑支护实际施工期间应当动态化监测地下室基坑支护施工过程，以便于获得真实准确的数据，进一步优化和调整施工过程，对工程质量和挖土速度进行合理控制，全面降低对周边环境的不利影响，获得业主的肯定与好评。

【参考文献】

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【2】徐勇.探讨地下室基坑支护设计与施工问题[J].低碳世界,2018,14(3):182-183.

【3】耿树峰.某市人民医院地下室基坑支护方案设计[J].黑龙江科技信息,2016,25(23):206.

作者：蒋国忠 徐国军 蒋坚军 单位：浙江恒辉勘测设计有限公司