地基深基坑围护设计分析

【摘要】随着城市化的发展，现在城市的发展已经突破了传统的地面以上的空间局限．已经开始向地面以下发展。对地面以下建筑考虑的因素要比在地面上多很多，其中地基深基坑围护就是一个重要的影响因素本文在介绍深基坑特点基础上，重点分析存在的问题，进而提出了相应的控制设计。

【关键词】地基深基坑 围护施工特点控制方案

一、地基深基坑施工特点

地基深基坑施工具有下列特点：第 一， 建筑向高层化、基坑向大深度方向 发展；第二，基坑开挖面积大，长度和宽度有的达百余米，给支撑系统带来困难；第三，地基土软弱，开挖深基坑会产生位移和沉降，对周围建筑物、地下构筑物、管线会有影响；第四，因深基坑施 工期长、场地狭窄、重物堆放等环境影响，对基坑稳定性不利。为满足安全和经济二个重要的因素，针对上述特点， 深基坑围护设计与施工必须采用科学的设计、施工方法和管理手段，以促进深基坑施工技术的提高和发展。

二、目前地基深基坑支护中存在的问题

地基深基坑支护设计与施工是一项系统工程，必须具有结构力学、土力学、地基基础、地基处理、原位测试等多种学科知识，同时要有丰富的施工经验，并结合拟建场地土质和周围环境情况，才能制定出因地制宜的围护结构方案和管理办法。近几年来，工业、民用与市政工程建设处于大发展时期，有些施工单位因种种原因致使深基坑施工中事故不断。目前地基深基坑支护中存在以下问题：1、重力式档土墙的稳定性差；2、现场管理不善；3、深基坑内不降水开挖土方；4、基坑周围严重堆载造成塌方事故；5、支撑结构不合理，施工质量差；6、围护结构注浆质量差；7、监测技术未被重视，分析能力差等原因。

三、地基深基坑设计分析

确定控制方案是实现控制目标的关键步骤。深基坑工程的过程控制方案应当考虑到工程实践中，深基坑工程事故的设计、施工及监测原因占主要部分的统计情况，针对设计、施工及监测过程控制方案，控制方案的确定原则如下：

l、深基坑工程支护结构设计参数选取合适，各种荷载取值得当，考虑周全。对土压力、水压力、施工荷载、地面超载、支撑预应力、结构自重以及周围建筑物和温度变化引起的荷载均要考虑周全，对于土压力考虑位移模式、分清静止土压力，主动土压力和被动土压力的取值，对于水压力，水土合算采用总应力强度指标，水土分算采用有效应力强度指标，渗透情况下采用动水压力计算等等。

2、深基坑工程支护方案确定因地制宜，采用概念设计指导。对于具体工程，根据地质情况和基坑工程特点，可选用的基坑支护类型有很多种，要综合考虑基坑自身情况如开挖深度、平面形状和尺寸、场地条件水文地质和工程地质条件、周围建筑环境保护要求、建筑

物重要程度、地下管线的限制要求等精心设计基坑围护方案和撑锚方案。围护结构可采用悬臂式、单(多)支点混合结构、重力支护结构、拱式支护结构等多种；撑锚体系主要有内支撑和土层铺杆两种形式，选择时要根据基坑地质条件和特点，注意适用条件。如软土地区的水泥土围护墙结构变形大，不适宜做撑锚。支撑方案的选择包括平面布置、垂直布置等等。要根据深基坑工程施工方便和变形要求来确定，并通过专家论证。

3、深基坑支护结构根据不同支护类型进行承载能力、变形、稳定性计算：首先根据基坑围护结构的静力计算模型分为空间和平面类型。空间计算模型计算量大，土介质参数难以确定，大多数情况下采用平面计算类型计算，尤其对空间作用不大的长条形基坑和平面尺寸较大的基坑可以采用平面计算。常用的围护结构计算有：桩同作用分析、水土侧压计算、水平支点力计算、支护结构的嵌固分析、对于桩墙结构的内力变形计算。对于三级基坑、地层较稳定、周围环境较简单的二级基坑，一般可采用极限平衡法计算。对于支点刚度小的多支点支护结构和需要严格控制墙顶水平位移的悬臂结构宜采用侧向地基反力法，又称为弹性支点法。考虑土体变形的塑性区和弹性区的变形可以采用复合地基反力法、(p―Y)曲线法，采用计算机反复优化计算。深基坑支护结构的稳定性计算是深基坑支护结构设计的主要组成，基坑稳定性验算包括边坡稳定计算、基坑坑底抗隆起稳定计算、整体稳定性验算、管涌验算，坑底渗流量稳定验算、承压水稳定验算。基坑开挖后回弹和抗降起验算可以采用实用计算法、经验公式法、有限单元法计算。

4、围护结构的施工中应严格按照各种型式支护结构施工的工艺流程进行。围护结构可分为桩(墙)式和重力式 两类，桩(墙)式有：地下连续墙、柱列式钻孔灌注桩、钢板桩，钢筋砼板桩以及由间隔立柱和横板组成的挡土墙体。这种结构类型顶部应设置沿基坑四周通长的连续圈梁，同时需要进行锚撑体系的设置。采用连续搭接施工方法，把水泥土加固体组成的格栅形挡土墙属于重力式围护墙体体系。柱列式钻孔灌注桩在深度较大的基坑中，在地下水位较高时应当在墙后设置隔水帷幕，采用注浆、搅拌桩、高压喷射、旋喷桩等多种形成止水帷幕。钢板桩支护在主体施工后可以将钢板桩拔除，但会引起周同地基土体的侧向位移和沉降。支撑铺固体系的施工是基坑支护结构的主要组成部分，直接关系到土方开挖和基坑安全。支撑的安装和拆除顺序必须与支护结构的设计工况相符，并与土方开挖和主体工程施工序密切配合，在分层开挖的原则下做到先安装支撑，后开挖下部土体；当主体结构底板或楼板完成后，可借助主体结构拆除相应部位支撑。铺杆施工的关键是二次灌浆，同时保证锚杆锚固段深度在土壁稳定坡线以下。

5、深基坑施工中的监测：根据控制方案中设定的监测项目进行综合监测，并对监测结果进行整理分析，比较勘察设计所预期的岩土性状同监测结果差别，定量分析与评价、及时进行险情预报，提出合理化措施和建议。对监测结果的分析评价要注意：对支护结构顶部位移要分析位移速率和累积位移量的大小、绘制位移随时间变化曲线、分析位移速率增大的原因，区别由于支护结构位移引起的沉降和由于地下水位变化引起的沉降，对地面及周围环境的沉降和沉降速率进行分析研究等等。

6、深基坑工程的事故处理：当深基坑工程监测项目的监测结果超过预警限制，要及时进行事故病害处理，查明导致监测结果偏大，产生病害事故的原因，判断发展的状况和动态，正确制定处理方案，迅速组织力量进行处理技术，避免失去时机，酿成更严重的后果。处理措施要概念清晰，方法正确、迅速有效，尽量减少事故损失。

参考文献

[1]白福波，张宪春．深基坑边坡维护措施[J]低温建筑技术，2004，(02)

[2]余志成，施文华．深基坑护坡桩技术的几项新发展[J]建筑技术，2005，(05)