基坑支護工程設(shè)計施工及經(jīng)濟性分析
——濟南藝術(shù)學校地下車庫為例

◎ 山東建工集團 劉峰

一、前言

隨著我國經(jīng)濟建設(shè)步伐的加快，對基建工程都提出了更高的要術(shù)。因此基坑邊坡開挖向大面積大規(guī)模發(fā)展，不可避免相應的對地基承載能力的要求越來越高，基礎(chǔ)的埋置越來越深，使深基坑及其支護技術(shù)變得越發(fā)重要。大量工程實踐促進了工程技術(shù)的發(fā)展進步和工程管理水平的提高，本著能夠指導工程實踐及將成果實用化的目的，采用科學的理論分析方法，邊坡的合理設(shè)計和施工過程控制，不僅可以避免不必要的工程事故，而且還能降低工程造價并且保證合理的施工工期。

二、工程概況

（一）工程基本概況

擬建濟南藝術(shù)學校地下車庫基坑位于濟南市舜耕路南段東路，山東省社會科學院以南，金雞嶺西麓，基坑東西寬約85米，南北長約145米，基坑呈矩形。根據(jù)建設(shè)單位要求及介紹，結(jié)合場區(qū)地形地貌，本次基坑挖深約2.5m-6.8m。

（二）基坑周邊環(huán)境狀況

擬建基坑周邊環(huán)境條件如下：其北部有一已建圍墻，距離基坑開挖頂邊線最近距離約1.0m，院墻外為人行通道，基坑東部為開闊場地，東北部存在一填土堆，土堆底邊線距離基坑頂邊線距離約9.0m，土堆高度約10.0m，東側(cè)南部為一建設(shè)中樓房， 其基礎(chǔ)邊線距離基坑底邊線約9.0m， 基坑南側(cè)為場區(qū)施工臨時道路，需行走車輛，距離基坑頂邊線最近為3.5m，基坑西側(cè)為施工單位臨時辦公及生活用地。

（三） 工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件

1、工程地質(zhì)條件

根據(jù)勘察報告，結(jié)合現(xiàn)場開挖情況。場區(qū)地層詳述如下：

①層雜填土：雜色，松散，稍濕，主要成分為粘性土混建筑垃圾。場區(qū)普遍分布，本場區(qū)厚度0.5-1.0m。

②層黃土：棕黃色，硬塑，稍濕。含鐵錳氧化物、零星姜石，植物根，白色鈣質(zhì)條紋，具蟲孔。厚度0.20～3.30m。

③層粉質(zhì)粘土：棕黃色，硬塑，濕，含鐵錳氧化物、零星姜石，局部粘粒含量較高，近粘土。干強度和韌性高。局部夾碎石土透鏡體，場區(qū)分布較普遍，厚度1.70～8.90m。

④層中風化石灰?guī)r：青灰色微晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。

2、水文地質(zhì)條件

場區(qū)地下水埋深較深，在勘察深度范圍內(nèi)，未見地下水。

三、工程設(shè)計與施工問題分析

（一）可采用的處理措施

1.在條件許可前提下，放坡是最節(jié)約的方法。

2.在不能按實際情況進行放坡的情況下 ，這時大部分采用邊坡土護面的方式，即用細石砼或1∶2水泥砂漿護面80～100厚，內(nèi)配 φ8@150雙向鋼筋網(wǎng)， 采用這種方法也還是非常節(jié)省的。目前在有些地區(qū)也僅僅 80～100元/m2。這種方法的成功與否在于土體本身是否穩(wěn)定，尤為關(guān)鍵的一點是土體內(nèi)是否富含水，直接滲入土后造成基坑兩面邊坡大面積崩塌。

3.模板支撐的方法 ：條形基槽經(jīng)常采用模板支撐土體方式來臨時穩(wěn)定邊坡，通常是邊坡土面用模板支撐、再用方條成方形交叉、支點用頂桿互相支撐;防水措施則為用彩條布蓋住土體。大型基坑邊坡采用傳遞對頂支撐方式比較少，通常采用在基坑邊坡底打入角鋼、槽鋼、工字鋼的方法來支撐模板，從而支撐土體。這種方法相對來說也還是比較經(jīng)濟的。在大型基坑的實際應用中采用并不很多，只在小面積或局部邊坡支護的情況下得到較多的采用。

4.土釘噴錨結(jié)構(gòu)的方法 ：近幾年來，在大型基坑中采用較多的是土釘噴錨結(jié)構(gòu)。土釘噴錨結(jié)構(gòu)本身也分兩種情況。

①第一種情況：型鋼錨固與護面結(jié)合方法為在單純護面結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，增加在保護土體內(nèi)打入115～215m長＜20鋼筋或角鋼等作為錨筋。錨筋呈梅花形布置，錨筋外露端頭與護面內(nèi)的鋼筋網(wǎng)連接，使護面的細石砼結(jié)構(gòu)有一個向內(nèi)拉的呈梅花狀分布的水平力，從而穩(wěn)固邊坡。這種情況下造價相比護面高一點，需要增加向土體內(nèi)打入鋼筋 (型鋼)的材料和機械臺班費及連接費，因而一般也能為各方所接受。

②還有一種方法是將設(shè)置的錨筋改為錨桿方式，即采用鉆孔的方式向土體內(nèi)鉆出一定長度 (10～30m)的孔，清孔干凈后放入φ20mm～φ25mm鋼筋再灌入水泥漿結(jié)土體形成錨桿方式。從造價上看，目前某市市場價為 300～350元/m2，是比較高的。但因其解決了基坑以上土體邊坡穩(wěn)定的根本性問題，故在重要的邊坡以及城市中心項目，得到越來越多的廣泛使用。

5.擋土樁形式與片石(毛石砼)砌擋土墻形式的方法 ：在技術(shù)上，擋土樁一般為人工挖孔樁，直徑800～1000mm。由于為懸挑式，開挖深度一般為基坑深度的2倍，以保證一定的錨固深度，凈間距一般為500～1000mm，樁頂設(shè)有壓頂連續(xù)梁將各擋土樁連成一體。這樣計算，一般每根擋土樁造價會達 到4000～8000元。

（二）設(shè)計施工及預算分析

根據(jù)施工現(xiàn)場實際情況現(xiàn)綜合分析如下：

1.基坑北側(cè)：有圍墻距離開挖頂邊線最近1米，院墻外為人行道。經(jīng)檢閱相鄰地下管線，有供暖、天然氣、供水等市政管道，為保障基坑穩(wěn)定且降低造價采用1∶0.1放坡開挖設(shè)置錨桿結(jié)合噴射混凝土護面進行支護；共設(shè)置1道全長粘結(jié)型錨桿，錨桿施工角度60度，上部設(shè)置腰梁形成一體以增加面層及錨桿的整體性。錨桿施工角度不會對相鄰預埋市政管道造成破壞且保證了邊坡穩(wěn)定性。加設(shè)腰梁是提高安全穩(wěn)定系數(shù)，即使相鄰道路有運輸貨物車輛經(jīng)過也不會對邊坡造成影響。

2.基坑東側(cè)：結(jié)合地質(zhì)情況本部分兩個支護單元。東側(cè)北部基坑最大挖深6.8m。基坑頂邊線距離東側(cè)填土堆距離約9.0m， 開挖深度范圍內(nèi)未見基巖，應采用采用1∶0.2放坡開挖設(shè)置錨桿結(jié)合噴射混凝土護面進行支護。東側(cè)南部本支護單元基坑最大挖深6.8m?；禹斶吘€距離建設(shè)中樓房基礎(chǔ)邊線距離約9.0m， 開挖深度范圍內(nèi)基巖埋深約3.0m，因此可采用1∶0.2放坡開挖設(shè)置錨桿結(jié)合噴射混凝土護面進行支護；共設(shè)置4道全長粘結(jié)型錨桿，這樣既可保障基坑的穩(wěn)定性，又可降低工程造價。

3.基坑南側(cè)：本支護單元挖深2.0-5.0m，因基坑外圍較為開闊，故可采用1∶0.3放坡結(jié)合噴射混凝土護面進行支護，不用使用粘結(jié)型錨桿。

4.基坑西側(cè)：作為施工現(xiàn)場使用，施工單位臨時辦公及生活用地、材料堆場及加工場地。經(jīng)與業(yè)主溝通，將現(xiàn)有雜土下挖2米外運，車庫工程完成后回填種植土作綠化帶。下挖后距離槽底高程約1.8米，采用1∶0.3放坡結(jié)合噴射混凝土護面進行支護，不用使用粘結(jié)型錨桿。

5.排水措施：

①噴射混凝土面層上在現(xiàn)地面下2.0m、5.0m設(shè)置泄水孔，泄水孔孔徑不小于50，水平間距不大于2.5m，豎向間距不大于3m。

②在基坑開挖頂邊線外擴1.5m的地表進行混凝土硬化以形成地表防滲層，確?；又苓叺牡乇硭幌聺B。

③在基坑底部設(shè)置排水溝，排水溝寬300mm，深400mm，基坑角點處設(shè)置集水坑及時將排水溝的水排出基坑，基坑坡面設(shè)置泄水孔，及時將坡體內(nèi)的上部滲水排出坡體。

④在地表水的流向的上游處（基坑東側(cè)）距離基坑開挖頂邊線3m以外設(shè)置場區(qū)擋水墻，擋水墻高度不小于300mm，確保場區(qū)地表水不流經(jīng)基坑。

四、結(jié)語

通過以上分析我們可以看到：比選基坑支護方案時，在保證安全性和施工方便的條件下，以造價分析為依據(jù)最終確定較為經(jīng)濟的基坑支護方案，也是一種很好思路，能達到節(jié)約資金目的。通過設(shè)計、施工、預算相結(jié)合的分析，將工程實踐經(jīng)驗與數(shù)據(jù)相結(jié)合，從整體上把握工程，這對于降低工程造價，避免了不必要的工程損失，具有重要意義。