浅谈深基坑工程

摘 要：近年来，随着经济建设和城市建设的快速发展，地下工程愈来愈多。高层建筑的多层地下层、地铁车站、地下车库、地下商城、地下仓库和地下人防工程等施工时都需要开挖较深的基坑。大量深基坑工程的出现，促进了设计计算理论的提高和施工工艺的发展，逐步形成了基坑工程这一新的学科。深基坑工程选择好的施工方式，能带来巨大的经济和社会效益，对加快工程进度和保护周围环境能发展重要作用。

关键词：深基坑、支护、无支护、开挖、围护

中图分类号： TU473 文献标识码：A 文章编号：2306-1499（2014）12-

1.基坑开挖的施工工艺

基坑开挖的施工工艺一般分为两种：第一种：无支护开挖（放坡开挖）；第二种：有支护开挖 。

（一）无支护开挖

无支护开挖方式既简单又经济，在空旷地区或周围环境允许时能保证边坡稳定的条件下应优先选用。

本人曾参与杭州市依锦苑安置房的建设，当时由于现场土质极佳，大部分位置接近垂直开挖，无需任何支护；周边没有其他建筑物及道路影响，土质差的地方采用了放坡的开挖方式，工程施工非常顺利。

（二）有支护开挖

在城市中心地带，建筑物稠密地区，往往不具备放坡开挖的条件。因为放坡开挖需要基坑平面以外有足够的空间满足放坡要求，如要放坡范围有邻近建（构）筑物基础、地下管线、城市道路等情况，都不允许放坡，此时就只能采用有支护开挖。

工程对支护结构的要求一般有两点：一是创造条件便于基坑土方的开挖。二是保护周边环境，（在建筑物稠密区，这点更重要）。

支护结构最重要的其实还是为了接下来的土方开挖（勘测很重要，但在本文中不详加阐述了），基坑土方如何组织开挖，不但影响工期、造价，而且影响支护结构的安全和变形值，直接影响环境的保护。所以，对较大的基坑工程，一定要编制较详细的土方工程的专项施工方案，要明确挖土机械，挖土的工况，挖土的顺序，土方外运方法，行车路线等。

基坑土方如何组织开挖，不但影响工期、造价，而且影响支护结构的安全和变形值，直接影响环境的保护。所以，对较大的基坑工程，一定要编制较详细的土方工程的专项施工方案，要明确挖土机械，挖土的工况，挖土的顺序，土方外运方法，行车路线等。

在软土地区，一般地下水位往往较高，采用的支护结构一般要求降水和挡水。在有支护结构阻挡下，一般地下水不会进入基坑，但如土质含水量较高，挖掘机下坑挖土和浇筑围护墙的内支撑有一定困难。所以，坑内降低地下水位可使土体产生固结，有利于提高被动土压力，减少支护结构变形。所以，方便作业和保护环境作用。

土力学的计算理论是高度理想化的，与真实情况有出入，所以要进行工程监测，随时掌握支护结构内力和变形的情况，地下水位变化情况和周围保护对象（管线、建筑物基础、道路）的变形情况，作出相应的措施。

2.基坑支护的选择

（一）深层搅拌水泥土桩墙

深层搅拌水泥土桩墙是使用深层搅拌机就地将土和输入的水泥浆强制搅拌，形成的连续搭接的水泥土柱状加固体挡墙。水泥土加固体的渗透系数≤10-7cm/s，能止水防渗，属重力式挡墙。利用其本身的重量和刚度挡土、防渗双重作用。水泥土围护墙截面为格栅形，相邻搭接长宽≥200MM。墙体宽度b和插入深度hd，当基坑开挖深度h≤5m时， b=（0.6～0..8）h hd=（0.8～1.2）h

采用搅拌水泥土挡墙时，基坑深度一般不应超过7M，在此情况下采用较经济。

墙体宽度b以500MM进位，一般有b=2.7m，3.2m，3.7m，4.2m等。 水泥土加固体的强度取决于水泥掺入比。水泥掺入比=水泥重量/加固体土体重量*%。水泥掺入比： 12%～14% 。水泥：32.5普通硅酸盐水泥。水泥土围墙的强度以龄期一个月抗压强度qu为标准，qu≥0.8Mpa。水泥围护墙强度未达到设计强度前不得开挖基坑。

该方案有以下优点：一是坑内无支撑，便于挖土机施工；二是具有挡土、挡水双重功能；三是经济。

缺点：不宜应用于深基坑围护 。

笔者参与的多个安置房工程（丁桥赵家花苑、同协安置房）均采用该施工工艺。由于施工地点土质均为淤泥质土，下雨时，土质可以把人陷进去，而太阳晒干之后，又硬的和石头一样，基坑深度均在5-6米之间，且都在河边上，地表水和地下水都较多。采用该方法之后，周边的地下水渗透明显较少，开挖也非常顺利，直至地下室顶板完成，现场没有发生坍塌的情况。

（二）加筋水泥土桩法（SMW法）

加筋水泥土桩法（SMW法）即在水泥土搅拌桩内插入H型钢，使其成为同时具有受力和抗渗两种功能的支护结构围护墙。坑深大时亦可加设支撑。国外实例已用于坑深-20M的基坑，我国应用于8～10M的基坑。

施工机械：三轴深层搅拌机

水泥渗入比：20%左右

（三）地下连续墙

地下连续墙是指基坑开挖之前，用特殊挖槽机械，在泥浆护壁之下开挖深槽，然后放入事先制作好的钢筋笼，浇筑混凝土形成的地下土中的钢筋混凝土墙。

我国在20世纪七十年代开始出现，现较多使用于深基坑支护结构。目前，较多应用于≥-12M以下的深基坑，地下连续墙的壁厚有600MM，800MM，1000 MM等。

地下连续墙的优点：一是对周边环境影响小，能紧贴建（构）筑物进行施工。二是刚度大、整体性好，变形小，能应用于深基坑围护。三是接头处理好，能较好地抗渗止水。四是如采用逆作法施工，可实现两墙合一，降低工程成本。

地下连续墙的缺点：一是施工成本高，如仅用于基坑围护不经济。二是泥浆需妥善处理，否则影响环境。

3.支撑体系的类型和选型

（一）内支撑：

内支撑：在坑内对围护墙加设支承

内支撑优点：受力合理，安全可靠，易于控制围护墙的变形。

内支撑缺点：基坑内挖土及地下室结构施工带来不便，需通过换撑解决。

内支撑体系包含：冠梁、腰梁、水平支撑、立柱

内支撑类型 ：钢支撑?609×（10～14）MM；混凝土支撑 砼C30截面按计算确定，高度同腰梁高度。

钢支撑优点：安装、拆除方便，施工速度快。

钢支撑缺点：整体钢度差，间距小，接头处于铰接状态。

混凝土支撑优点：形状多样化，整体刚度大，安全可靠。围护墙变形小，有利于保护周围环境。

混凝土支撑缺点：成型和发挥作用时间长，使围护墙因时间效应变形增大，属一次性消耗，不能重复利用，拆时困难，劳动强度大。

立柱：格构式钢柱，园钢管、型钢

格构式钢柱便于穿钢筋，目前使用较多

还有两种内支撑形式混用，（在软土地区），上层用钢筋砼支撑，下层用钢支撑。

内支撑布置要综合考虑下列因素：一是基坑平面形状，尺寸和开挖深度。二是基坑周围的环境保护要求和地下工程的施工情况。三是主体工程地下结构的布置。四是土方开挖和主体工程地下结构的施工顺序和施工方法。

对于大的基坑，基坑工程的施工速度，在很大程度上取决于土方开挖的速度，所以，内支撑的布置，应尽量便于土方开挖，尤其是要考虑挖掘机下坑开挖，因此，支撑之间的水平距离，在结构合理的前提下，尽可能扩大其间距，以利挖掘机作业。

支撑体系在平面的布置形式有：角撑、对撑、框架撑、边桁架撑、环形撑等形式。

（二）拉锚

拉锚：在坑外对围护墙设接支承，又称“土锚”。

拉锚优点：坑内施工无任何阻挡。

拉锚缺点：土锚有一定长度，在建筑物密集区超红线范围需专门申请，软土地区土锚较难控制围护结构变形。

4.结语

土质好的地区，如具备锚杆施工设备和技术，应发展土锚，在软土地区，为控制基坑围护墙的变形，以内支撑为主。

历时将近两个月的时间终于将这篇论文写完，在论文的写作过程中遇到了无数的困难和障碍，都在同事和朋友们的帮助下度过了。尤其要强烈感谢我的老前辈曹，他对我进行了无私的指导和帮助，不厌其烦的给我讲解各种难点和药店。在此向帮助和指导过我的各位同事和朋友表示最中心的感谢！

参考文献

[1]建筑工程施工技术标准1，2007.

作者简介：盛晨，男，1983年12月出生，杭州人，工作单位：杭州市城市土地发展有限公司；本科（在读硕士）学历，助理工程师职称，

研究方向：工程深基坑管理。