深基坑安全支护方案的探讨

赵 勇

(太原市建设工程预结算审核中心，山西 太原 030002)

深基坑安全支护方案的探讨

赵 勇

(太原市建设工程预结算审核中心，山西 太原 030002)

结合工程实例，通过分析工程概况及基础数据，对深基坑安全支护方案进行了探讨，研究比选了几种地下水的控制方法，并对止水帷幕进行了结构参数设计，同时总结了工程造价方面需要注意的问题，使工程符合经济实用的要求。

深基坑，地下水位，施工方案，帷幕

随着城市建设的飞速发展，地下通道、雨水泵站等深基坑开挖工程陆续增加，深基坑的安全支护成为施工过程中经常遇到的问题。深基坑支护措施方案旨在解决工程施工中深基坑开挖的止水和安全问题，并不形成工程实体，虽花费大量的资金，却往往达不到应有的效果。所以在方案的选择上既要针对工程实际，确保工程质量，更要符合经济实用的要求。深基坑施工方案编制时必须了解工程特点，充分掌握施工现场的地形、地质、水位、周围建筑情况等数据，通过测算对比，选出经济合理的施工方案。下面是对某环线下穿地道的深基坑开挖支护专项施工方案的探讨，希望对今后的方案编写及造价控制提供参考依据。

1 工程概况及基础数据分析

该工程地道箱体段长75.05 m，宽27.5 m，共设五节，每节之间设沉降缝，两边封闭段引道设遮光段，外侧设U形槽，再接挡土墙。地下通道全长635 m，其中地道挖深在9.5 m～9.9 m之间。

1)方案设计初先进行地形地貌分析，该施工段属于盆地次稳定工程地质亚区，勘探深度内主要为第四系全新统至上更新统沉积的粉土、砂类土等构成；地下水静止水位介于埋深2.7 m～3.4 m之间，地下水为空隙潜水与微承压水的混合水，主要接受自然降水及侧向补水。丰水期水位高于平水期0.5 m，工程施工在6月～11月，为丰水和平水期。

2)环境介质对混凝土的腐蚀性评价，根据JTG C20-2011公路工程地质勘察规范水和土的腐蚀性评价与GB 50021-2001岩土工程勘察规范(2009年版)所要求的试验项目方法对所采水样进行分析试验，见表1。由表1可知，通道地下水位对混凝土结构具微腐蚀性，对混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性；在长期浸水和干湿交替条件下对混凝土结构中的钢筋具有微腐蚀性。

表1 环境介质腐蚀性评价表

3)根据各土层主要力学参数，参照JTG D63-2007公路桥涵地基与基础设计规范,结合该区的勘察经验对各土层的地基承载力基本容许值、钻孔桩桩侧土摩阻力标准值以及砂类土的变形指标进行综合确定，施工段为密实和中度密实的粘土。

2 施工方法的分析和比选

经过对各项指标的分析，首先进行地下水控制方法比对选择，地表下20 m为粉土层，地下水位在-2.7 m。局部浅层有软塑态的淤泥质土，含水层厚，水量大，需采取有效措施消除地下水对主体结构的影响。由于含水层厚、水量大、周边浅基建筑物多，容易导致沉降敏感，因此采用水泥隔水帷幕，既能阻截外来水，又对软质土体进行加固。在止水帷幕选择中，经过对比包括以下几种方案:1)水泥土搅拌桩、高压旋喷桩、水泥土搅喷桩等单纯止水帷幕；2)钢筋混凝土护坡桩；3)素混凝土桩形成的连珠式止水支护结构；4)SMW工法止水护坡联合体；5)地下连续墙。其中SMW法的费用略低于钢筋混凝土护坡桩，缺点是桩体强度较低，锚杆量大，成本反而较高；地下连续墙结合护坡强度可靠，但成本偏高，局限于超深基坑；高压旋喷桩水泥用量大，成本较高，主要适用于砂层较厚的地层，在本地区土层中旋喷桩径难成有效桩；搅喷桩水泥含量略低于旋喷桩，水泥土搅拌桩最经济，粘土层中搅拌下沉较困难。本工程的地层多为粘性土，粘性土与少量水泥结合即可形成较好桩体,以达到很好的止水效果。因此选择水泥土搅拌护坡桩加止水帷幕的最优施工方法。

在帷幕与护坡桩结合的施工方法上有“单成一体”和“桩间加帷幕”两种工艺。止水帷幕布置于护坡桩后面单成一体，缺点是施工时互相干扰，容易出现连接不好的现象；桩间作止水帷幕，节约止水桩的数量，护坡桩施工在先，护坡桩扩径容易导致止水桩发生严重偏离，影响帷幕桩效果。单成一体的止水帷幕一旦发生漏水，由于距桩后有一定距离，漏点只是表象，堵住后，水会从桩后串至别处形成连锁反应，导致成本增加，效果却难以保证，更严重者导致了周边建筑物的沉降。而采用重力坝上套打护坡桩能在这些方面做出补足，方法为首先利用水泥土搅拌桩强度相对较低这一特点，在护坡桩中心线上施工水泥土搅拌桩止水帷幕。等搅拌桩有一定初期强度后(对初期强度的确定一定要通过试打桩，选择最佳强度值)，在帷幕上套打护坡桩，这样能够避免致命缺陷，而且护坡桩施工时，进一步消除了帷幕渗漏的可能。

确定了施工方法就要对止水帷幕进行结构参数设计。帷幕桩是利用搅拌桩相互搭接形成止水帷幕的一种施工工艺。帷幕桩设计参数主要包括:1)桩径，桩径是隔水帷幕的首要参数，根据基坑深度和支护强度及桩的可控宽度等综合确定，桩径太大增加工程造价，桩径太小则由于搭接的需要使帷幕桩的作用不能充分发挥；2)排数，根据土层特点，选择单层或双层，为防止单层帷幕跑偏漏水选为双排，既保证护坡桩的垂直度，又增加帷幕隔水的可靠度；3)桩长，桩长是根据水位深度及隔水层顶板的埋深来确定的，当无隔水层时，应通过抗管涌计算确定帷幕桩的桩长；4)咬合长度，咬合长度是指两桩重合的长度。

帷幕桩是竖向施工，桩的垂直度是主控因素直接影响止水效果。施工过程中由于仪器、垂线等方法的控制误差、对位误差(50 mm)以及施工中钻机振动和地层原因可能产生的误差，会使桩中心偏离中心线，导致局部帷幕不连续，达不到预期的止水效果，因此要求相邻两桩有一定咬合长度来弥补施工误差。其设计原理为如果相邻两桩间有不同方向的偏出，仍能保证桩墙连续进行。施工隔水帷幕之后，基坑内土体中的地下水需进行抽排后方能进行土方开挖。所以需要根据工程施工进度及工期要求确定坑内水的排水方式。若工程工期紧，周期短，需要在坑内先挖排水坑，将坑内多数水抽排之后，再进行土方开挖，接近基地时，在基坑周边做排水沟和集水井，将地下水位降至基底以下0.5 m处。

工程中采取连续搅拌水泥桩隔水帷幕施工，并考虑了足够的搭接宽度，再加上护坡桩的施工，已经把水渗漏的可能性降到最低，按设计执行不应该出现渗漏，而且一旦出现渗漏点就会在帷幕桩隔水体系的表面渗出，如发生渗漏可以采用堵漏灵等材料进行快速堵漏；还可以先用排水管引水，再将周围用封漏材料封堵，待达到足够强度后，将渗水管上弯固定用水泥浆把管口封死。有效解决坑内集水的同时对基坑顶部的雨水和生产生活用水也必须进行控制，以保证帷幕以上土钉墙部分的稳定。这种加强隔水帷幕及桩锚支护结构及后续围护措施，可有效的控制基坑外的水的浸入，只要将基坑内地层的存水疏干，即可保证干槽作业。

3 工程造价方面需要注意的问题

深基坑安全支护的施工围绕打桩、降水、土体加固等展开，涉及到的施工内容主要是土建工程。但是采用的新技术、新工艺较多，定额编制跟不上，在深基坑工程造价计算中，有些项目很难直接套用现成定额，需要进行换算、补充。如钢板桩、钻孔灌注桩、搅拌桩、地下连续墙、粉喷桩、压密注浆等新的施工方法层出不穷，在深基坑工程造价计算中，常常会遇到施工内容与定额内容不一致或不完全一致，或者有定额缺项情况，需要换算或编制相应的补充定额。还有深基坑主要是按方案施工，方案上不可能明确工程量，因此在施工中必须及时完成现场的工程量确认和签证工作。对不可预见情况如基坑围护施工、基坑开挖过程中遇到地下障碍物；雨季施工增加基坑排水及降水难度；土质变异情况对基坑稳定的影响；基坑周围地下管线对基坑土体位移的要求；临近建筑物施工对基坑稳定的影响等作好记录，以便费用增加时有理有据有项可查。

总之，深基坑支护工程施工中有诸多注意事项和不可预见因素。需要经验丰富的施工技术人员经过全面考虑，综合以往经验进行方案编写，在施工中要预备紧急预案，对桩基础渗水、水位异常、地质影响等突发情况进行有效处理，造价控制人员需要现场跟踪，遇有定额缺漏、定额项目不同等情况必须及时汇报，及时增加补充定额，以便结算时有据可循。施工单位与业主应及时沟通并在施工合同文件中明确其结算原则，以便竣工后作为工程结算的法律依据。

Inquiry on safe support scheme of deep foundation

ZHAO Yong

(TaiyuanConstructionEngineeringPre-settlementAuditingCenter,Taiyuan030002,China)

Combining with engineering examples, through analyzing engineering conditions and basic data, the article inquires safe support scheme of deep foundation, studies and compares sever underground water control methods, carries out structural parameter design of waterproofing curtain, and simultaneously summaries matters needing attention in engineering cost, so as to meet the economic engineering demand.

deep foundation, underground water level, construction scheme, curtain

1009-6825(2014)28-0050-02

2014-07-26

赵 勇(1978- )，男，工程师

TU463

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