深基坑工程支護方案優化及應用探討

摘要：近幾年來，隨著高層建筑、地下工程、城市地鐵車站的不斷興起，深基坑工程也隨著不斷地向大、深的方向發展，因而對深基坑的開挖提出了更高更嚴的要求。本文結合深基坑工程施工的實際情況，對具體工程進行分析，提出合理的支護和施工方案，減少了工程量，節約了成本，提高了施工效率。

關鍵詞：深基坑工程；基坑支護；方案優化

1、工程概況

某土建工程，包括兩站兩區間，DL 站、DH 區間、HH 站、HK 區間。兩站開挖深度為 15m-16m。

DL 站：位于填海區，南北走向，長 198.5m，標準段寬 19.1m，站臺寬 10m，兩層島式站臺車站，設四個出入口、兩個風井。

HH站：位于填海區，長222m，標準段寬度20.3m，站臺寬11m，兩層島式站臺車站，設四個出入口，兩個風井。

2、地質情況

項目場地原始地貌為濱海相潮間帶（灘涂），后經軟基處理由填海而成。

由鉆探揭示，覆土表層為人工填筑的素填土（填石、填砂），其下為第四系全新統海積淤泥、礫砂（含淤泥）、沖洪積粘土、礫砂，第四系上更新統沖洪積淤泥質粘土、粘土、礫砂，中更新統殘積礫（砂）質粘土，下伏基巖為燕山期粗粒花崗巖。

場地地下水主要有兩種類型：一是松散土層孔隙潛水，二是基巖裂隙水。

孔隙潛水主要賦存在第四系全新統粗砂（含淤泥）、礫砂，上更新統礫砂層中，此外粘性土、殘積礫（砂）質粘性土、全風化巖有賦存。地下水位埋深1.7~3.9m，水位高程-0.78~1.05m。地下水主要補給來源為大氣降水，地下水的排泄以徑流為主，場地原始地貌為濱海潮間帶，現已填海造地。

3、原支護方案

HH 站和 DL 站基坑圍護結構方案基本相同，擬采用 800mm 厚地下連續墻，并在墻頂設置 1300mm×800mm 的鋼筋混凝土冠梁，以增強整體穩定性。內支撐采用三道Ф600 鋼管支撐。第一道支撐直撐采用水平間距 4m 的單鋼管支撐，斜撐采用水平間距 2.5m（DL 站為 2.4m）的單管鋼支撐；第二、三道支撐直撐采用水平間距 4m 的雙鋼管鋼支撐，斜撐采用水平間距 2.5m 的單管鋼支撐。

4、優化后方案

本項目工地大范圍存在淤泥、質粘土砂層等軟弱松散地層，針對本項目的特點，項目部在施工初期即完善施工組織設計，優化施工方案，來滿足施工設計、規范、安全的要求。

4.1、基坑支護方案的調整

HH 站仍采用 800mm 厚地下連續墻+內支撐的支護方式。第一道支撐采用水平間距 4m的鋼筋混凝土八字撐，兩端端頭處采用環框梁支撐；第二、三道支撐采用水平間距 3m 的單管鋼支撐；支撐豎向間距進行了調整。為進一步增強車站結構的整體穩定性，設置在墻頂的鋼筋混凝土冠梁截面尺寸調整為 1300mm×1000mm。

DL 站也采用 800mm 厚地下連續墻+內支撐的支護方式。第一道支撐采用水平間距 4m的鋼筋混凝土八字撐，斜撐改為間距 3m 的鋼筋混凝土撐；第二、三道支撐采用水平間距3m的單管鋼支撐，斜撐改為水平間距 2.5m 的單管鋼支撐，招標設計為 4 道支撐，施工設計改為 3 道支撐，且支撐豎向間距進行了調整。同時，鋼筋混凝土冠梁的截面尺寸調整為 1300mm×1000mm。

4.2、連續墻墻頂標高降低

地下連續墻頂標高在原來基礎上下調 350mm，利用外導墻支撐土體，又便于圍護結構受力合理。減少連續墻工程量約 270.4m3。

4.3、連續墻接頭形式處理

本項目地下連續墻接頭形式采用傳統的鎖口管形式，沒有采用工字鋼接頭，這樣節省了鋼板用量，減少了工程成本；連續墻的接頭采用鋼絲刷清理干凈黏附的泥塊，這樣連續墻的接頭也能很好的連接，施工完畢后開挖出來的連續墻只有極少的部位存在滲漏水的現象；而且通過合理組織施工工序，提前完成工期目標，成為該線第一個完成主體圍護結構的項目。

4.4、優化地下連續墻配筋

招標設計連續墻配筋基本上是按最不利地質條件進行計算的。HH 站根據實際地質情況，對連續墻配筋進行了重新調整優化。由于地下連續墻承受的主要是基坑外側豎向的水土壓力，通過計算，適當降低了鋼筋籠迎土側和水平向的配筋而背土側的配筋基本保持不變。這樣整個連續墻的配筋可以減少 40%左右。D站由于地質情況更為復雜，所處的砂層、質粘土砂層厚度更大，因此基本按照最不利地質條件進行配筋。

4.5、基坑質量、安全保證

地下連續墻的成槽質量是保證基坑安全的第一關。本項目工地大范圍存在淤泥、質粘土砂層等軟弱松散地層，復雜軟弱的地質情況對連續墻成槽造成一定的難度。施工期間為避免槽壁塌孔，槽內泥漿面控制在地下水位 1m 以上，并在砂層施工時提高泥漿的比重與粘度增加泥漿儲備量；場地大部分地段有深部填石層，對埋深 6m 以內直徑小于 50cm 的填石直接挖槽處理，直徑大于 50cm 的先挖槽后回填粘土，再挖槽，埋深大于 6m 的采用沖孔處理。

基坑開挖是考驗基坑安全的第二關。根據以往的施工經驗，地質情況復雜、地下水含量豐富時，基坑開挖將是基坑安全的重要考驗。由于采用第一道支撐為鋼筋混凝土支撐的施工方案，加強了結構整體穩定性；同時土方開挖嚴格按照施工方案，采用豎向分層、縱向分塊、中間拉槽、橫向擴邊的開挖方法，做到不超挖、支撐及時，嚴格貫徹先支撐后開挖的原則；并且做好每日的監測工作，分別對連續墻的變形、位移、沉降情況，混凝土支撐、鋼支撐的軸力情況，地下水位及周邊環境等情況進行嚴格控制，嚴格貫徹信息化施工的原則，將施工的情況及時反饋，用來指導施工。

嚴格控制支撐的拆除時間。在結構強度達到 85%以上時方可拆除相應層高的支撐，詳細施工工序嚴格參照施工圖紙。車站的主體結構施工自始至終未出現險情，而且安全地度過了當地百年一遇的暴雨天氣，這對地質情況復雜的當地施工具有成功的借鑒意義。

5.應用效果

基坑的安全開挖是本項目取得的最大成功。在復雜軟弱的地質情況下，同時遭遇該地區百年一遇的暴雨，基坑未出現任何的險情，平穩度過。至12 月 9 日車站主體結構已基本完成，證明所采取的施工和優化方案是成功的。這是本項目值得借鑒和推廣的最大亮點。

通過調整和優化施工方案，使其更具體、更合理、更經濟，是本項目取得成功的第二大亮點。對地質情況較好的 HH 站，優化連續墻的配筋，使連續墻鋼筋用量減少 40%左右，取得了很好的經濟效益；連續墻接頭采用鎖口管的形式，節省了鋼板，并且通過合理的組織施工，使節點工期提前完成，取得了很好的經濟效益和社會效益。