软土地基建筑物深基坑支护施工方案优选
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摘要:结合工程实践介绍了在复杂的地形、水文、地质及相邻建筑、开挖范围、地下敷设等多种限制条件下，如何选择最优的建筑物深基坑支护施工技术方案，保证相邻建筑物和基坑内施工人员安全，使基坑内施工有序进行。
关键词:深基坑开挖；基坑支护；方案；应急预案；
近些年来，随着经济的快速发展，和土地资源合理利用，高层地下室更为普及，在深基坑开挖支护方面施工技术日渐成熟，为解决在复杂的地形、水文、地质及相邻建筑、开挖范围、地下敷设限等多种限制条件下，如何选择最优的建筑物深基坑支护施工技术方案，科学组织和安全有效地进行地下工程施工，是决定地下室施工成败的关键，本人结合多年经验对沿海温州、宁波等地区多个项目进行比较后，粗浅地谈谈如何进行方案优选。
1 基坑支护工程勘察
为正确进行基坑支护结构设计和合理制定施工方案，需要对工程地址和水文地质、场地周围环境及地下敷设物、地下结构设计等三方面资料进行全面收集。
1.1 地质勘察
基坑工程地勘应与主体工程同时进行，同时满足主体建筑物基础设计与基坑工程设计与施工的要求，否则宜再进行补充勘察，勘察包括两个方面：地质勘察和周边环境勘察。
基坑工程地勘一般应提供以下资料：①土体类别、结构特点、土层性质；②基坑及围护墙边界附近、回填土、暗滨、古河道及地下障碍物分布；③ 浅层滞水、潜水和基坑底部承压水埋藏情况，各土层水的补给、动态变化、水力联系；土层的渗流特性及产生管涌、流沙的可能性；④ 支护结构设计与施工所需的物理力学指标。
1.2 周围环境勘察
深基坑开挖往往会对周围邻近建筑物、道路和地下敷设设施产生一定影响，一但超过一定限度，则会影响正常使用或造成严重后果，因此必须对周边设施和重要性确定基坑设计安全等级，使影响控制允许范围以内。
调查内容包括：
(1)基坑周围邻近建筑物状况调查，如周围建筑物分布于基坑边线的距离；周围建筑物上部结构形式与现状、层数和高度、基础结构类型及埋深、有无桩基和存在倾斜、裂缝、使用不正常情况，需通过拍片、绘图等手段搜集相关资料，必要时可通过权威部门鉴定。
(2)基坑周围地下敷设状况调查，如上下水、燃气、热力、电缆及其相关详细数据参数及其对基坑开挖的影响程度。
(3)基坑周围邻近地下构筑物、设施及道路状况调查，如基坑周围邻近的地下各类隧道、车库、商场、通道、人防工程及其它构筑物工程等，也应调查其与基坑的相对位置、埋置深度、结构与基础形式、对变形与沉降的敏感程度；对基坑周围邻近的道路应调查其性质、类型、与基坑的相对位置；交通状况与重要程度；道路的路基与路面
结构等。
(4)周围施工条件调查，如施工现场的交通运输条件；施工现场附近对施工产生的噪声和振动的限制；施工场地条件有无足够的场地供运输车辆运行、堆放材料、停放施工机械、钢筋、模板加工，以便确定全面施工还是分段施工。
1.3 地下结构设计资料调查
主体工程地下结构设计资料是基坑工程设计和施工的重要依据。进行基坑设计和施工前，应对地下结构设计资料详尽了解和掌握。
调查内容包括：
(1)主体工程地下室的平面布置和形式，以及红线的相对位置，以作为选用支护方案的主要参考资料。
(2)主体工程桩的位置图，以作为围护墙和确立位置时的重要技术资料。
(3)主体结构地下各层的布置与标高，地面标高，以便据此确定基础开挖深度，以作为选择支护方案、选择降水和开挖方案的重要依据。
2 深基坑支护方案的选择
2.1 深基坑支护的基本要求
(1)确保基坑围护体系起到挡土作用，基坑四周边坡保持稳定。
(2)确保基坑相邻建筑物、地下设施、道路等在施工期和此后运行的安全。
常用基坑支护方式 表1
类型 支护型式及特点 适用条件
挡土灌注排桩或地下连续墙 挡土灌注排桩系以现场灌注桩按队列式布置组成的支护结构；地下连续墙系用机械施工方法成槽浇灌钢筋混凝土形成的地下墙体。
特点：刚度大，抗弯强度高，变形小，适应性强，需工作场地不大，振动小，噪声低，但排桩不能截水，连续墙施工需较多机具设备。 1.适用于基坑侧壁安全等级一、二、三级；
2.悬臂式结构在软土场地中≤5m;
3.当地下水位高于基坑底面时，宜采用降水、排桩；与水泥土桩组合截水帷幕或采用地下连续墙；
4.适用于逆作法施工；
5.变形较大的基坑边可选用双排桩。
排桩土层锚杆支护 系在稳定土层钻孔，用水泥浆或水泥砂浆将钢筋与土体粘结在一起拉结排桩挡土。
特点：能与土体结合承受很大压力，变形小，适用性强，不用大型机械，所需工作场地小，省钢村，费用低。 1.适用于基坑侧壁安全等级一、二、三级；
2.适用于各种不易设置锚杆的较松软土层及软土地基；
3.当地下水位高于基坑底面时，宜采用降水措施或采用截水措施
水泥土墙支护 系由水泥土桩相互搭接形成的格栅状、壁状等形式的连续重力式挡土截水墙体。
特点：具有挡土截水双重功能；施工机具设备相对较简单；成墙速度快，使用材料单一，造价较低。 1.基坑侧壁安全等级宜为二、三级；
2.水泥土墙施工范围内地基土承载力≤150kPa；
3.基坑深度≤6m；
4.基坑周围具备水泥墙的施工宽度。
土丁墙或喷锚支护 系用土钉或预应力锚杆加固的基坑侧壁土体，与喷射钢筋混凝土组成的支护结构。
特点：结构简单，承载力较高；可阻水，变形小，安全可靠，适应性强，施工机具简单，施工灵活，污染小，噪声低，对周边环境影响小，支护费用低。 1.基坑侧壁安全等级宜为二、三级的非软土场地；
2.土丁墙基坑深度≤12m；喷锚支护适用于无流沙、含水量不高、不是淤泥等塑土层基坑，开挖深度≤18m；
3.当地下水位高于基坑底面时，应采取降水或截水措施。
钢板桩 采用特制的型钢板桩，机械打入地下，构成一道连续的板墙作为挡土围护结构。
特点：承载力高、刚度大、整体性好、锁口紧密，能适用各种平面内形状和土质。打设方便、施工快速、可回收使用，但需大量钢材，一次性投入高。 1.基坑侧壁安全等级宜为二、三级；
2.基坑深度≤10m；
3.当地上水位高于基坑底面时，宜采用降水措施或采用截水措施。
(3)有地下水的地区，通过排水、降水、截水等措施，确保基坑工程施工在地下水位以上进行。
2．2 基坑支护的设置原则
(1)技术先进，结构简单，因地制宜，就地取材。
(2)尽可能与工程永久性挡土做到因工程、因地、因时制宜，合理优选方案。国内常用的几种支护结构形式及适用条件见表1，可供方案选择参考墙相结合，作为结构的组成部分或部分材料能够部分回收重复使用。
(3)受力可靠，能确保基坑边坡稳定，不给临近建筑物／道路及地下设施带来危害。
(4)保护环境，保证施工安全。
(5)经济上合理。
2.3 支护方案选择
支护体系与支护结构种类繁多，具体支护方案应综合考虑工程地质与水文地质条件、基础类型、基坑开挖深度、降排水条件、周边环境对基坑侧壁位移的要求、基坑周边荷载、施工季节、作业设备、安全等级、工期、支护结构使用期限、技术经济效果等因素优选，合理设计，精心施工．严格监控。
表1所列支护方案的选择，可选择其中1种，亦可2～3种结合使用。特别应注意的是：选择透水性支护还是截水性支护。对于因降水可能导致固结沉降地软土地基、细沙层或粘土层组成的软弱地基以及含水层丰富的沙砾石地层，宜优先选用截水式支护，其它可采用透水性支护。
3、深基坑安全应急预案
对于深度大于3米深基坑，方案须进行专家论证。为了确保周边建筑的安全及对周边设施影响减少到最小影响程度，在施工前应编制详细的、操作性强的安全应急预案。同时应急抢险物资到位。
根据土层破坏机理，常用的方案有回土反压法，增加锚杆法、对于角部还可用大直径钢管对撑法或周边无其它需保护设施场地允许时可对顶部土方开挖成阶梯状（也就是卸荷载）。其方案运用视不同情况灵活运用。
对于在土方开挖前直到地下室施工完毕，应由专业队伍负责深层位移和基坑顶水平位移监测，发现异常情况及时处理；
4、其它注意事项
4.1桩基类型：本建筑物桩基如为挤土型桩时（如沉管混凝土灌注桩、预应力管桩等），因场地土质发生破坏，力学性能受到很大改变；应力释放需要一个过程，一般施工后15天或更长时间方可固结到原有程度。
4.2土方开挖：对于不同支护式应注意开挖速度和退土方向；应预先设计好出土口，出土口支护应用加强措施，土方运输车辆尽可能远离基坑，一般为基坑深度的1.5~2倍，设计时应充分考虑土方车辆对基坑支护的影响；
4.3 重物堆放：在基坑设计时应根据施工组织考虑周边临时材料堆放荷载；
4.4 临时设施：对于工人宿舍和生活区尽可能远离基坑；
4.5阳角处理：对于不规则的基坑，尽可能避免直角转折，阳角是应力最为集中部位，如不可避免时对转角进行局部加强。
4.6基坑排水组织：由于土方开挖后，支护周边周边土方应力平衡受到破坏，出现不同程度的张裂缝，应防止雨水及周边管道及其它水渗入，进一步对土体破坏，故对于发现的裂纹及时修补，为防止雨天坑面水灌入基坑和地表水对裂缝影响，故应对基坑上部进行有组织排水。
4.7 加快基础施工进度：土方开挖后，基坑周边土体由于应力释放，在长期一段时间内还是处于一个不稳定状态，土体的徐变会导致基坑支护的失稳，基础施工完毕后相当于减少了基坑支护深度，同时利用基础的重量，减少管涌现象。
5 结 语
深基坑支护虽为一种施工临时性辅助结构物，但对保证主体工程顺利进行和邻近地基、建筑物的安全影响极大。在实际应用中，支护结构并非越大、越厚越好，或是埋置越深越好，而是在了解各种支撑、支护方法的优缺点和适用场合的基础上，应根据所搜集相关完备资料。进行多方案的经济技术分析，综合全面比选确定。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。