深基坑支护的概念设计

摘要：本文根据作者多年工作经验的累积对深基坑支护的概念设计做出了以下阐述，并作出相关解决措施。

关键词： 深基坑支护特点： 深基坑支护概念： 设计思路

一、概述

我国社会和经济的迅速发展，加速了城市化地进程，各类高层超高层建筑和地下建筑得到了迅速发展。而高层建筑的兴建和地下空间的开发利用，也促进了深基坑支护设计和施工的发展。由于城市土地利用的需要，以及建设单位对地下商业、停车等功能性的需求。地下工程已由过去的一层发展为三~四层，开挖深度也由过去的通常四米左右发展到目前的十几米。这样深基坑支护的概念设计显得尤为重要。

深基坑支护的概念设计就是依靠设计者的知识和经验，运用思维和判断，正确的决定深基坑的总体方案和细部构造，做到合理的基坑设计。这对深基坑支护具有第一位的重要意义。由于支护结构土压力的分布相当复杂，它与土层的性质，支护体水平位移，施工的开挖方式和速度、降水的方式和时间等均有较大的关系。如果不首先从总体方案和细部构造上处理好，做好概念设计，则支护的计算分析就缺乏良好的基础。

二、深基坑支护的特点

深基坑支护概念设计，不但不排斥计算分析，恰恰正要为正确分析创造有利条件，使计算分析结果尽可能的反映深基坑的支护实际情况，要做好深基坑支护的概念设计，应考虑目前深基坑的支护的特点：

1、深基坑支护施工环境条件较差。因为高层、超高层建筑大都集中在市中心闹市地区，主要繁华街道两旁，市区的建筑密度大、人口密集、交通拥挤，各类管道纵横交错，施工场地狭小，许多不利因素束缚基坑施工。

2、地下基坑的开挖越来越深，建设单位为节约土地，要求充分利用原有的基地面积，充分利用地下空间设置地下商场，设置人防工程和车库，设备机房等设施。故地下室的深度和层数相应增加。地下基坑的开挖越来越深。

3、必须设置技术可靠可行的支护结构来确保安全。进行深基坑支护施工，对周围的环境势必会造成一定影响。施工中不仅要考虑本身基坑的安全，而且要考虑邻近建筑物的安全，还要考虑对周边地下煤气、上下水管、电讯电缆影响，有些深基坑支护工程处理不当，造成邻近居民住房的开裂，会影响居民上诉等不安定的事件发生。

4、支护难度日益增大。随着竞争机制的增加，建设单位对深基坑支护的造价，工程难度，工程质量要求越来越高，要比价、比质、比工期，这也相应增加了深基坑支护的难度。

总之，目前深基坑支护工程的特点就是任务重、条件差、工期短、质量高、造价低。这对工程勘察、设计、施工、监理人员均是一个新的难题。

三.深基坑支护概念设计的思路

广义的来说，深基坑支护系统除了支护结构外，还包括工程措施(如止水、排水、降水)施工组织管理、支护监测控制等。因此基坑支护是一个系统工程，支护结构所受到的作用比一般工程结构更加复杂，更加多变，更有不确定性。在许多情况下，深基坑支护结构除了要保证基坑本身的安全之外，还要保证毗邻的建筑物、构筑物，地下管线等设施的安全。设计者需要根据具体情况具体分析，充分考虑各种情况，综合权衡，制定相应的对策措施。

由于深基坑支护系统具有临时性、动态性、复杂性的特征。加之目前基坑的系统的计算方法都具有明显的近似性，故深基坑支护的要着眼于概念设计。必须满足安全性、经济性、可行性的基本要求。我以为深基坑支护概念设计的思路有三方面：

1、基坑支护方法的筛选和优化

为了正确的决策，设计者必须充分了解和分析场地工程地质情况和地下水位的变化，了解和分析周边的环境情况，根据基坑支护系统设计和基本原则，对支护方法进行比较筛选和优化。

从力学的观点来看，场地可以看作本构关系比较复杂的多相半无限体。在基坑开挖之前半无限体处于平衡状态。基坑的开挖打破了原来的平衡状态，从而使基坑周围一定的范围内土地应力场与渗流场重新处于平衡或动态平衡状态。

根据这个平衡关系一般确定深基坑支护结构的原则：

(1)从场地条件考虑，基坑周围场地开阔与否，直接关系到支护结构容许位移的大小。如果场地开阔，则可选择放坡，悬臂式、桩锚式、锚拉式支护结构。如果场地狭窄且周围有重要设施，则选择位移小的地下连续墙加锚杆式支撑支护方案。

(2)从基坑开挖深度及范围考虑：基坑开挖深度和范围的大小式选择支护结构类型的一个重要的考虑因素。开挖深度不大的，可采用悬臂式支护结构，土钉墙或喷锚支护等;开挖深度较大的则得考虑多层锚杆或多层支撑。

(3)从地质条件考虑:土质较好的情况下，可考虑土钉或喷锚支护等;土质较差，则要考虑采用桩、地下连墙加锚杆或支撑支护方案。

2.降水方法的选择及措施

在高水位软土地质，支护系统设计对地下水及地表滞水的处理非常重要，有时甚至直接关系到设计方案的成败。设计者必须对此高度重视，要查清在基坑开挖深度1.5倍范围内，含水位的深度、厚度、水位、水头的及垂直、水平方向的渗透系数的测试;了解基坑附近地表水体的范围，水位变化规律及补给排泄条件。有无和地下含水层的水力联系。针对性地选择好降水和止水方案。目前深基坑通常采用深井，轻型井点的方式，而且有比较成熟的经验。可以采用措施减少降水对四邻的影响和危害。例如①采用密封形式的挡土墙或采取其他的密封措施，将排水管设置在坑内、井管深度不超过止水墙的深度，使坑内水位降低而坑外的水位尽量维护原来水位。②适当调整井点管的埋置深度设置水位观察井来观察水位变化情况，控制水位量;③采用井点降水与回灌相结合的技术，在降水井与灌井之间或两井内外都应设置水位观察点，根据水位变化、控制运用、调节水量、已达到长期保持水幕作用，又防止回灌水外溢造成的危害;④采用注浆固土技术防止水土流失，在降水量安排在需要控制沉降的建筑物基础周边，每隔2-3m布置注浆孔，控制注浆压力，降低土的渗透性能，不产生流失。

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