中国联合工程公司 浙江杭州 310052
摘要：基坑围护设计是一项复杂性、技术性的工作，在设计的过程中，需要考虑到围护结构上的土压力分布、支撑系统的变形、计算参数的选择等问题。本文结合工程实例，对基坑围护设计方法进行了分析与探讨。
关键词：基坑围护设计；施工实例
近几年，伴随社会经济发展水平的提升，高层建筑所占比例也显著上升，这就使各类基坑工程的埋深加大，平面布置也更加复杂，传统的基坑支护方式已经不能适应当代工程建设的需要了，因此，必须根据基坑的实际情况，不断改进和创新基坑围护设计方案，这样才能确保工程的安全性和稳定性。
一、工程概况
某工程项目为24层的住宅楼，该项目的地上建筑面积为48035.7平方米，地下室建筑面积为12169.62平方米，整栋住宅楼共包括两层地下室。沿着基坑周边的开挖深度约为自然地面之下10米（主楼地下室部分沿基坑周边承台底深度，垫层厚度为0.1米，承台厚度为1.5米）、9.6米（地下室部分沿基坑周边承台底深度，垫层厚度为0.1米，承台厚度为1.1米），基坑开挖的周长约为330米，开挖总面积约为6720平方米，主楼二部电梯井的开挖深度大约在自然地面以下11.2米。该基坑的周边环境如下：
1、基坑东南面为繁华的购物街，道路两边分别设有上下水管道、电缆沟等各类城市管道，其中，距离基坑最近的管道约在17米处的位置。
2、基坑东北面是一个公园，在离基坑7米的地方设有一条电缆沟，且该电缆钩中埋设的电缆为高压电缆。
3、基坑西北面紧挨着一栋高层住宅楼，该建筑物距离基坑地下室的边线约3.8m。
4、基坑西南面约5.8~9米处分布有一栋2层楼、一栋3层楼、一栋4层楼和1栋5层楼。
该工程施工现场的岩土层自上而下分别为人工填土层、一般黏土层、粉土夹粉质粘土和粉砂层、粉细砂层、砂砾岩层。在勘察过程中，测量得到水文井内的孔隙承压水位约位于地表以下3.2米，通过对抽水试验资料的分析、计算和整理，建议将孔隙承压水含水量渗透系数k取为18.6m/d，影响半径R设为322米，根据相关工程实践经验，并结合本工程项目的实际状况，最终拟定的基坑围护设计相关地层的岩土设计参数如下表所示：
二、基坑围护设计与施工
（一）基坑设计方案选择
根据本工程的基坑特点以及现场施工条件，决定采用的基坑围护方案为灌注桩排加预应力锚杆，虽然钢筋混凝土地下连续墙在止水和防水方面的效果比较好，同时还能兼作地下室外墙，但是其造价相对来说要高得多，整个施工过程的工序也比较复杂，涉及诸多大型机械作业的环节，因此，采用钻孔灌注桩配合深层搅拌桩的围护方案更具经济性和可行性，在实际施工的过程中，可利用设置双排桩、锚杆、内撑等方式来最大限度避免钻孔灌注桩围护强度偏低以及整体性弱的缺点，但是考虑到本基坑已经处于红线边缘，没有足够的空间来设置双排桩，而且施工锚杆也可能会进入到周边单位的用地范围内，经过综合对比分析之后，决定选择单排桩+内支撑支护的围护结构，为便于地下室施工和基坑开挖施工，设置灌注桩+钢筋混凝土梁角撑的支撑体系。
（二）基坑围护支撑布置
在支撑平面的布置上，可选择中间对撑、两端角撑或格栅状支撑两种方式，考虑到本基坑的基本形状为长方形，为了在施工过程中尽量节约造价，拟选用第一种支撑方式。在对支撑结构进行竖向布置的时候，由于开挖深度比较大，应选用混凝土与钻孔灌注桩相结合的内支撑围护形式，需要计算的内容包括支撑系统的内力变形、基坑整体稳定验算、坑底土体抗隆起稳定验算以及钻孔灌注桩在不同工况下的变形和内力计算。
（三）基坑施工监测
为了保证基坑的安全顺利施工，必须对施工全过程进行及时有效地监测，遵循动态管理的原则，实行信息化施工。根据以往诸多基坑开挖的工程经验，施工现场监测对周边建筑、道路以及地下管线的安全来说非常重要。监测的具体内容主要包括以下几项：第一是混凝土支撑内力的监测，确保第一道支撑最大轴力不超过警戒值500kN/m，第二道支撑最大轴力不超过650kN/m。第二是周围环境监测，包括对周边建筑物的裂缝、倾斜、沉降等的监测。监测的具体要求如下：首先，应将每天监测得到的数据绘制成相关曲线，并根据该曲线的形状和发展趋势来分析基坑的整体稳定性及安全性，以便提前采取必要的安全防护措施。其次，应在开挖期间每天观察一次，当发现沉降和位移变化较大的情况时，可适当增加观察次数，每天观测得到的数据必须及时做好记录，并上报给监理、设计、施工等单位。最后，基坑周边环境的监测工作必须在地下室开挖之前完成，并将监测得出的相关数据记录存档。
（四）基坑围护施工的重点和难点
1、支护桩施工
本工程项目中共采用了两种钻孔灌注桩，桩身的混凝土强度约为C30，桩间距约为1400毫米，综合分析各区域的受力情况后，决定采用变配筋设计，施工中运用的机械设备包括旋挖桩机和回转桩机两种。
2、止水帷幕施工
本工程围护结构周边的止水帷幕采用的是双排搅拌桩，在支护桩的外部，布置有竖向防渗帷幕，该帷幕由2排深层搅拌桩构成。进入基坑底部约2.5~3米，深层搅拌材料的水泥消耗量约为55kg/m，深层搅拌材料采用的是P.O.32.5MPa，该基坑工程所在场地的地下水位偏高，周边建筑物的基础埋深偏浅，很容易发生不均匀沉降现象，所以，必须控制好止水帷幕的施工质量，搅拌桩的施工质量控制一直以来都是一大难点，施工中应加强对搭接长度、桩长、水泥用量、水灰比等的控制。
3、角钢立柱施工
本工程项目的围护结构立柱采用的是钻孔灌注桩上部中间插4块角钢与钢板焊接的角钢立柱相结合的形式，钢筋混凝土底板和钢立柱的连接部位均设置有止水带，这些止水带采用钢板焊接在钢立柱的杆件周边。本次设计中大多采用的是可回收利用材料，既能起到节约成本的作用，同时也便于后期施工中立柱的拆除工作。在角钢立柱施工的过程中，角钢立柱的定位是重点也是难点，施工人员应将立柱牢牢固定在钢筋笼的正中间，并在浇灌桩身混凝土时控制好混凝土面的标高。
三、需要注意的问题
在基坑围护设计中必须考虑到支撑系统的变形问题，由于支撑系统处于同一个围护体系之中，其周边是维护墙体，从理论上看，应将周围土体和整个维护体系看成一个综合体，通过有限元方法进行分析，由于组成该体系的不确定因素过多，存在边界和参数的假定问题，导致分析过程不仅复杂，而且结果也不是很准确，所以，笔者认为，应将支撑系统与围护体系分开考虑，假定周围作用着均匀荷载，这些均匀分布的荷载可以通过计算程序得出，并结合支撑系统的实际受力变形特征，对其施加相应的变形约束条件，进而确保其几何形状的规则。
结语：
总之，基坑围护工程是一项综合性、技术性的工程项目，在实际设计的过程中，应进行科学地计算，并优化各类围护方案，同时还应当充分考虑到现场施工环境，包括地质、水文以及周边建筑物等条件，在正式施工的过程中，应合理配置各种资源，明确分工，加强监测，这样才能确保基坑围护工程的施工质量。
参考文献：
[1]陈长亮.深基坑围护与施工工程实例分析[J].城市建设理论研究（电子版）,2013,(20).
[2]王诚东.软土地区基坑围护设计与施工[J].建筑工程技术与设计,2015,(3):234-234.
[3]万强.深基坑围护设计与施工中若干问题及对策[J].城市建设理论研究（电子版）,2013,(36).
[4]沈玮.深基坑围护设计与施工工程实例[J].建筑与文化,2013,(4):165.
[5]陈芦.海口中环国际广场复建项目深基坑围护设计与施工优化[J].建筑施工,2014,(6):645-647.
论文作者:胡营军
论文发表刊物:《基层建设》2017年第25期
论文发表时间:2017/11/27
标签：基坑论文; 立柱论文; 工程论文; 地下室论文; 钻孔论文; 的是论文; 角钢论文; 《基层建设》2017年第25期论文;