國內(nèi)外基坑圍護結(jié)構(gòu)的調(diào)研統(tǒng)計分析

楊小龍，高筠涵

（1.中國電建集團昆明勘測設(shè)計研究院有限公司，云南 昆明 650051；2.西南交通大學(xué)，四川 成都 610031）

0 引言

基坑工程在改革開放前后才在我國逐漸興起，20世紀(jì)70年代，國內(nèi)只有為數(shù)不多的大工程項目中才有開挖深度達10 m以上的基坑工程，并且附近的相鄰建筑物和地下結(jié)構(gòu)物較少[1-7]。從80年代開始，一些大型城市，如北京、上海、廣州、深圳等，開始大量興建高層建筑，而城市的空間利用并不是一味的向上修建，地下空間的利用也漸漸進入人們的視野，隨之而來的是基坑支護工程的劇增，基坑支護設(shè)計、施工與監(jiān)測也成為了基礎(chǔ)工程中的新熱點[1-3]。90年代以后，經(jīng)濟迅猛發(fā)展，城市人口大量增多，大多數(shù)城市也開始了大規(guī)模的舊城改造，建筑物之間近接的深基坑開挖也逐漸在工程中運用。隨著高層建筑不斷拔地而起，工程的穩(wěn)定性要求與地下空間的開發(fā)利用都使得深基坑工程運用得越來越多。

放坡形式是早期基坑開挖的首選，但后來隨著挖掘深度的增加，放坡面空間被相鄰建筑限制，不得不采用新的開挖方式——圍護開挖，并隨之出現(xiàn)了基坑圍護結(jié)構(gòu)?；訃o類型有很多種，常見的有水泥土墻、土釘墻、錨桿、排樁與地下連續(xù)墻等[3-7]。其中水泥土墻主要包括水泥土攪拌樁和高壓噴射注漿法兩種。排樁墻支護體系，是由樁排式圍護墻或地下連續(xù)墻組成的圍護墻、支撐體系、防滲結(jié)構(gòu)所構(gòu)成的防水擋土體系[4-7]。支護墻體的主要形式有：鋼板樁、鋼筋混凝土板樁、H型鋼木擋板、鉆孔灌注樁、SMW圍護結(jié)構(gòu)和地下連續(xù)墻[6-10]。截止目前，條件容許的情況下，放坡至今仍然不失為基坑圍護的好方法，然而如今城市建筑密集，空間狹小，且施做基坑深度更大，選取什么樣的圍護方法也成為工程決策者面臨的難題之一。

有鑒于此，本文通過對國內(nèi)外100基坑案例的調(diào)研資料為基礎(chǔ)，通過分析不同基坑面積，基坑深度等與圍護方法間的相互關(guān)系，總結(jié)當(dāng)前國內(nèi)外基坑圍護結(jié)構(gòu)的設(shè)計特征，以期為我國今后的基坑圍護結(jié)構(gòu)的設(shè)計、施工提供參考。

1 國內(nèi)外基坑圍護結(jié)構(gòu)調(diào)研成果分析

1.1 圍護方法的統(tǒng)計分析

從調(diào)研的國內(nèi)外100個基坑案例來看，圍護方法有地下連續(xù)墻，鉆孔灌注樁，組合型圍護結(jié)構(gòu)，樁錨支護，土釘墻，旋噴樁，SMW圍護結(jié)構(gòu)等。各個圍護方法所占比重見圖1。

圖1 各圍護方法所占比重

從圖1可知，在各圍護方法中，地下連續(xù)墻所占的比重最大，為38%，說明基坑的圍護方式主要還是地下連續(xù)墻。其次是鉆孔灌注樁，所占比重為20%。再次為組合型圍護結(jié)構(gòu)，所占比重為16%。樁錨支護所占比重為13%。土釘墻和旋噴樁的比重大致相同，均為5%。SMW圍護結(jié)構(gòu)所占比重最小，為3%。

1.2 基坑深度與圍護方法的關(guān)系

各個圍護方法所應(yīng)用的基坑深度分布見圖2。由圖2可知，當(dāng)基坑深度小于10 m或在10 m左右時，基坑主要采用SMW圍護結(jié)構(gòu)?；由疃确秶鸀?0～25 m時，可選用的基坑圍護方式較多，地下連續(xù)墻、土釘墻、旋噴樁、樁錨支護、鉆孔灌注樁、組合型圍護結(jié)構(gòu)等各種圍護方式都有采用。當(dāng)基坑深度范圍為25～35 m時，主要應(yīng)用的維護方式有地下連續(xù)墻、鉆孔灌注樁和組合型圍護結(jié)構(gòu)，其中地下連續(xù)墻應(yīng)用的較多。當(dāng)基坑深度超過35 m時，地下連續(xù)墻和組合型圍護結(jié)構(gòu)就成為主要的圍護方法，而地下連續(xù)墻又在其中占比更大，尤其是當(dāng)基坑深度超過45 m以后，幾乎都采用了地下連續(xù)墻形式。

圖2 各圍護方法所應(yīng)用基坑深度分布

1.3 基坑面積與圍護結(jié)構(gòu)的關(guān)系

各個圍護結(jié)構(gòu)所應(yīng)用的基坑面積分布見圖3。從圖3可以看出，地下連續(xù)墻適用范圍最大，基坑面積從30.4～50 000 m2都有采用；其次是組合型圍護結(jié)構(gòu)，基坑面積從42.5～22 000 m2都有采用。第三是鉆孔灌注樁，基坑面積從84.2～23 000 m2都有采用?？偟膩碚f，基坑面積與圍護型式并無絕對關(guān)系，但基坑范圍越大，越傾向于采用地下連續(xù)墻的支護型式。

圖3 各圍護方法所應(yīng)用基坑面積分布

1.4 基坑深度與地下連續(xù)墻厚度的關(guān)系

由于目前采用最多的圍護方式是地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)，現(xiàn)僅對地下連續(xù)墻的支護厚度進行更進一步的分析。

對于采用地下連續(xù)墻圍護方式的基坑，對應(yīng)的基坑深度與地下連續(xù)墻厚度統(tǒng)計見表1。

由表1可知：地下連續(xù)墻厚度取值一般取0.5 m、0.8 m、1.0 m、1.2 m、1.5 m。調(diào)研樣本中使用地下連續(xù)墻圍護的基坑共38個。其中厚度為0.8 m的地下連續(xù)墻應(yīng)用最多，為22。厚度為0.5 m的和1.5 m的地下連續(xù)墻應(yīng)用最少，均為2個。厚度為1.0 m的和1.2 m的地下連續(xù)墻應(yīng)用較少，均為6個。采用地下連續(xù)墻作為圍護結(jié)構(gòu)的基坑，深度分布范圍為12.8～49.8 m。當(dāng)基坑深度為12.8～30 m時，地下連續(xù)墻的厚度普遍為0.8 m，少量采用了0.5 m和1 m的厚度；當(dāng)基坑深度大于30 m時，地下連續(xù)墻厚度均在1.0 m以上，當(dāng)基坑深度超過40 m時，地下連續(xù)墻體厚度可達1.5 m。

2 結(jié)論

本文通過大量的調(diào)研、統(tǒng)計、分析，獲得了國內(nèi)外基坑工程圍護結(jié)構(gòu)深度、基坑面積、支護方式和地下連續(xù)墻厚度等參數(shù)，通過統(tǒng)計分析，現(xiàn)得出了如下幾點結(jié)論：

（1）在本次調(diào)研的100個樣本中，地下連續(xù)墻所占的比重最大，為38%，說明基坑的圍護方式主要還是地下連續(xù)墻。

（2）當(dāng)基坑深度超過35 m時，地下連續(xù)墻和組合型圍護結(jié)構(gòu)就成為主要的圍護方法，而地下連續(xù)墻又在其中占比更大，尤其是當(dāng)基坑深度超過45 m以后，幾乎都采用了地下連續(xù)墻形式。

（3）當(dāng)基坑深度大于30 m時，地下連續(xù)墻厚度均在1.0 m以上，當(dāng)基坑深度超過40 m時，地下連續(xù)墻體厚度可達1.5 m。

（4）地下連續(xù)墻最為普遍，組合型圍護結(jié)構(gòu)次之，第三是鉆孔灌注樁，雖然各種圍護結(jié)構(gòu)都有使用，然而在基坑范圍大情況，地下連續(xù)墻仍是首選。

表1 采用地下連續(xù)墻圍護基坑參數(shù)統(tǒng)計表