深基坑支護(hù)方案的選擇

1、深基坑支護(hù)方案的選擇摘要：深基坑的支護(hù)方案已成為高層建筑設(shè)計(jì)時(shí)不可忽視的重要環(huán)節(jié)，尤其當(dāng) 與舊建筑相鄰時(shí)，為確保相鄰建筑的安全，更應(yīng)采取切實(shí)可靠的支護(hù)措施，并對(duì) 深基坑支護(hù)方案選擇及注意問(wèn)題進(jìn)行探討。關(guān)鍵詞：深基坑；支護(hù)工程；方案選擇；施工設(shè)計(jì)高層建筑因基礎(chǔ)埋深很深，所以大多設(shè)計(jì)成帶地下室的箱形基礎(chǔ)。天津地基 土屬體系，防止深基坑土方坍塌，保證四周建筑物的安全。天津的建筑施工單位 對(duì)天津的軟弱地層的深基坑支護(hù)，有許多獨(dú)特的方法，例如：重力墉式的擋土體 系、懸臂式擋土體系。對(duì)于軟弱地層，除了高層建筑的基礎(chǔ)采用樁基外，地下室 施工時(shí)，也需要采取基坑內(nèi)環(huán)梁支撐擋土體系和地下連續(xù)墻錨拉式擋土體系等。

2、但是以上的這些擋土方案，其工程造價(jià)往往很高。本文本著在保證安全的前提下，合理降低工程造價(jià)，利用幾個(gè)工程實(shí)例，闡 述和探討深基坑支護(hù)的新途徑。工程實(shí)例1:天津某房地產(chǎn)公司開發(fā)的高檔生態(tài)住宅小區(qū)，有10棟11層的 小高層建筑，短肢剪力墻墻結(jié)構(gòu)。其中5棟樓座之間和樓座東面，有地下二層的 停車場(chǎng)。停車場(chǎng)埋深7.2m，變電站和熱力交換站設(shè)在地下停車場(chǎng)的兩端。兩個(gè)站 的所在部位，埋深在8.4m。地下停車場(chǎng)占地面積7500m2，地下停車場(chǎng)面積共計(jì) 15000 m2。該小區(qū)地處天津梅江地區(qū)，地理位置開闊，新建的樓座周圍原為魚塘和濕地， 沒有任何建筑物?；又ёo(hù)方案設(shè)想：該地下停車場(chǎng)周長(zhǎng)520m，按鋼筋混凝土灌

3、注樁支護(hù)方 案，估計(jì)需要費(fèi)用520萬(wàn)。由于工程四周沒有建筑物，擬建的住宅樓基礎(chǔ)埋深 2.4m，樁基為0400的預(yù)應(yīng)力預(yù)制管樁，樁長(zhǎng)16m，樁間距1.21.5m。排列如此密的管樁，打樁時(shí)對(duì)地基土產(chǎn)生了很大的擠壓力，阻止了地基土的 側(cè)滑力。小高層住宅樓基礎(chǔ)與地下車庫(kù)的相對(duì)深度4.8m，所以只需要采用較簡(jiǎn)單 的支護(hù)方案，就能保證建筑物的安全。地下車庫(kù)埋深在7.2m標(biāo)高，四周自然地面標(biāo)高-1.2m，兩者相對(duì)深度6.0m。方案設(shè)計(jì)：小高層周邊采用雙排密排0700直徑深層攪拌樁，樁長(zhǎng)12m，其 余邊坡支護(hù)采用雙排格構(gòu)式0700直徑深層攪拌樁，樁長(zhǎng)15m,樁插深m。水泥摻 量15% （占土重），復(fù)噴復(fù)攪。在

4、靠基坑一側(cè)，每間距45m，再增加一組（兩 根并聯(lián)為一組）0700直徑深層攪拌樁，以增加支護(hù)樁的抗傾覆能力。根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告提供的數(shù)據(jù)，經(jīng)計(jì)算，此支護(hù)體系的安全系數(shù)為1.08，小 于安全規(guī)定1.3的安全系數(shù)。為保證安全，又采取了以下措施：1、支護(hù)樁的位置 往外側(cè)移動(dòng)1.52m，在土方開挖時(shí)，在靠護(hù)坡的地方，預(yù)留被動(dòng)土方，以抵抗樁 外側(cè)主動(dòng)土壓力。被動(dòng)土坡上澆筑5cm厚的細(xì)石混凝土，防止雨天土方滑坡。2、支護(hù)樁外側(cè)的自然地坪上挖一條3m寬2m深的卸載溝，以減少主動(dòng)土的 側(cè)壓力。溝上鋪木板，可作為施工通道。3、小高層住宅樓的基礎(chǔ)施工前，預(yù)下025mm的鋼筋，將住宅樓周邊的支護(hù) 樁對(duì)拉，支護(hù)樁由懸臂式

5、變?yōu)楹?jiǎn)支結(jié)構(gòu)。4、施工時(shí)嚴(yán)密監(jiān)控，加強(qiáng)成樁質(zhì)量，以保證樁工作時(shí)有足夠大的抗傾覆力。提前進(jìn)入打支護(hù)樁施工，保證樁有足夠的時(shí)間增加強(qiáng)度。該工程支護(hù)樁于2010年10月中旬開始施工，2800根樁施工工期一個(gè)月。2010年11月打地下車庫(kù)工程樁，2011年2月打完工程樁，2月開始土方開挖，3 月中旬土方挖完。土方開挖過(guò)程中，委托天津地勘院對(duì)支護(hù)樁位移變形和小高層住宅樓沉降進(jìn) 行觀測(cè)。觀測(cè)結(jié)果表明，熱力交換站因其開挖深度較深，支護(hù)樁水平變形略大， 最大處7.1cm，其余邊坡支護(hù)部位側(cè)位移在46cm。土方開挖后，支護(hù)樁暴露部分，因樁身干燥后，一小部分樁身出現(xiàn)細(xì)小豎直 裂紋，但是不影響樁的工作能力。地下車庫(kù)

6、靠東側(cè)基坑，因沒有新建建筑物，所以沒有設(shè)支護(hù)樁，只采用1： 1 大放坡。土方開挖后，該處原是魚塘，有5m深的淤泥，土方出現(xiàn)滑坡，所以補(bǔ) 打了 100多根鋼板樁。該基坑支護(hù)樁費(fèi)用135萬(wàn)元，加上補(bǔ)打鋼板樁的費(fèi)用30多萬(wàn)元，共計(jì)170 萬(wàn)元，比最初估價(jià)節(jié)省一半以上。因?yàn)樯顚铀鄶嚢铇秲?nèi)不含鋼筋，抗彎能力極差，在較大的水平荷載下，容 易發(fā)生傾倒事故，但是由于其造價(jià)低廉，所以，此方案設(shè)計(jì)時(shí)可以多設(shè)幾排樁， 對(duì)于基坑挖深不大、周圍沒有高大建筑的擬建建筑，還是值得一試的。工程實(shí)例2：某商場(chǎng)，地下二層為停車場(chǎng)，地下停車場(chǎng)建筑面積22000m2。 地下二層層高3.7m，地下一層3.5m，埋深7.2m。在商場(chǎng)的

7、南側(cè)，有4棟在建的 高層住宅樓。根據(jù)設(shè)計(jì)方案圖和地質(zhì)勘察報(bào)告，施工單位曾設(shè)計(jì)出深基坑支護(hù)方案。此方 案支護(hù)體系為鋼筋混凝土灌注樁支護(hù)，鋼筋混凝土環(huán)梁支撐，深層水泥攪拌樁止 水。此支護(hù)方案經(jīng)測(cè)算，其費(fèi)用為700多萬(wàn)元。該基坑周長(zhǎng)560m，合每延米1.25萬(wàn)元，費(fèi)用確實(shí)偏高。該工程又采取了新的支護(hù)方案。新的支護(hù)方案就是基坑四周仍然采用鋼筋混 凝土灌注樁支護(hù)、深層水泥攪拌樁止水，但是支撐系統(tǒng)利用了地下車庫(kù)的框架結(jié) 構(gòu)。這種方案因?yàn)榻栌昧斯こ探Y(jié)構(gòu)，不再設(shè)置支撐系統(tǒng)，所以工程造價(jià)大幅度地 下降，但對(duì)施工技術(shù)要求較高，并且要求設(shè)計(jì)院在作結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，結(jié)構(gòu)和支撐的 荷載同時(shí)計(jì)算，施工圖中包括支護(hù)方案的支撐節(jié)點(diǎn)

8、詳圖。此方案的思路是：先打支護(hù)樁，土方開挖時(shí)預(yù)留土方放坡，用土坡的被動(dòng)土 抵抗基坑四周的主動(dòng)土。預(yù)留土坡占據(jù)了地下室一部分地板和墻體的位置，作為 二次結(jié)構(gòu)施工。地下室結(jié)構(gòu)施工時(shí)，每層頂板上的大梁伸長(zhǎng)與支護(hù)樁的壓頂梁相 連，這樣，結(jié)構(gòu)與支護(hù)樁共同形成了地下室的支撐體系。預(yù)留部分的結(jié)構(gòu)二次施 工時(shí)，再挖去預(yù)留的土坡，然后二次澆筑預(yù)留部位的混凝土底板和墻體。此方案思路比較超前，提交天津市顧問(wèn)委員會(huì)審核時(shí)，老專家們給與極大的 關(guān)注和支持，要求地下工程完成后，將其信息反饋給顧問(wèn)委員會(huì)，期望能借此提 升天津的深基坑施工技術(shù)。經(jīng)計(jì)算，該方案造價(jià)費(fèi)用315萬(wàn)元，其中還包括了增加的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)費(fèi)，合每 延米0.56

9、萬(wàn)元，由此可見該方案不但安全可靠，而且工程造價(jià)很低。工程實(shí)例3：某工程，地下二層車庫(kù)建筑面積2萬(wàn)多m2，埋深6.5m，基坑 周長(zhǎng)680m。該工程的西側(cè)是衛(wèi)津河，東側(cè)有已經(jīng)建好的住宅樓。該工程深基坑支護(hù)方法采用的是SMW工法（型鋼水泥土攪拌墻）。SMW工法原是1997年從日本引進(jìn)的設(shè)備和技術(shù)，經(jīng)過(guò)幾年的推廣使用，其 技術(shù)已經(jīng)日臻完善，成功工程實(shí)例較多，但是大多使用在地鐵和市政工程的基坑 擋土止水方案中，現(xiàn)在已經(jīng)逐漸推廣到建筑工程的地下工程的支護(hù)方案中。SMW工法施工采用專用鉆機(jī)，用水泥做為固化劑與地基土進(jìn)行原位的強(qiáng)制性 攪拌，并插入型鋼，固化后形成水泥土地下連續(xù)墻體，充分利用水泥擋土墻的高 止水

10、性和型鋼具有的強(qiáng)度和剛度，通過(guò)二者的復(fù)合作用，用作基坑擋土止水側(cè)向 結(jié)構(gòu)，當(dāng)?shù)叵鹿こ棠芡瓿珊?，?cè)拔出型鋼可重復(fù)使用。SMW工法與傳統(tǒng)的深層水泥攪拌樁工法的區(qū)別在于深層攪拌樁是采用傳統(tǒng)的 雙軸攪拌鉆機(jī)，施工時(shí)水泥漿液充填在原土間隙中。而SMW工法采用新型三軸 攪拌鉆機(jī)，新型的三軸攪拌鉆機(jī)則是在充填水泥漿時(shí)加入高壓空氣，同時(shí)鉆機(jī)鉆 機(jī)對(duì)水泥土進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，成樁的質(zhì)量和樁的搭接都特別好，保證了優(yōu)良可靠的 防水性能，同時(shí)也有利于型鋼的插入和回收。SMW工法施工速度特別快，一臺(tái)鉆機(jī)每天可以打樁30多延長(zhǎng)米（指延基坑 周長(zhǎng)），680m周長(zhǎng)的基坑，施工周期為20多天。另外，由于型鋼可以回收，打 樁施工單位對(duì)型鋼采用的是租賃形式，其造價(jià)是比較低廉的。該工程基坑周長(zhǎng)680m，支護(hù)體系工程造價(jià)385萬(wàn)，合0.56萬(wàn)元/每延米。SMW工法在天津地區(qū)使