深基坑支護的設計與分析

1.基坑常見支護結構類型及其適用范圍
　　現代建筑項目基坑具有深、大的特點，挖深一般在15―20m之間，寬度與長度較大。基坑支護結構選型應考慮結構的空間效應和受力特點，采用有利支護結構材料受力的形式，可根據基坑周邊環境、開挖深度、工程地質與水文地質、施工季節及基坑側壁等級條件選用合適的維護結構體系，選用原則是安全、經濟、方便施工。
　　規律：當地下水位較低、土壤地質情況較好、周邊環境寬松且基坑深度在12m以內時，建議采用柔性支護，如土釘墻等；當周邊環境復雜，對基坑邊坡變形控制要求較嚴時，應采用較剛性的支護型式，以控制水平位移，如排樁、逆作法或地下連續墻等；對于支撐型式，采用錨桿易造成周邊土體擾動并影響周邊環境安全，此時建議采用內支撐型式。當碰到淤泥質土、砂土或對周邊土體、民房擾動較大時，應采用鋼支撐或混凝土支撐。當土壤地質條件特別差，如碰到淤泥質土、砂卵石或要求進入風化巖層等且地下水位較高，基坑深度較深，周邊環境及噪聲要求高時，可采用地下連續墻加逆作法這種最強的支護結構型式。

2、工程實例―大同路拓寬改造工程楊興河橋橋梁工程
　　2.1工程地質及水文概況
　　2.1.1根據《太原市城市防洪規劃說明書》工程編號992208提供資料，楊興河橋位處百年一遇的洪峰流量為607m3/s，設計斷面寬60m水深3.43m。
　　2.1.2本橋位于楊興河之上，現地表河流有污水通過，場地地貌屬于平坦的沖積平原，工程地質區屬于太原盆地次穩定工程地質亞區。
　　2.1.3本橋擬建場地根據本次勘察揭露的地層情況，在勘探深度范圍內場地主要由第四系全新統晚期至早期沉積的亞粘土、砂類土、碎石類等構成。地層分布如下：①層，雜填土（Q42m1）②層，亞粘土（Q42a1+p1）③層，亞粘土（Q42a1+p1）④層，中砂（Q41a1+p1）④1層，亞粘土（Q41a1+p1）④2層，砂礫（Q41a1+p1）⑤層，亞粘土（Q41a1+p1）⑥層，亞粘土（Q41a1+p1）⑦層，中砂（Q3a1+p1）。
　　2.2施工條件概述。
　　①進場后，由于舊橋東側兩趟高壓供電線不能遷移，東北角的民房因在紅線之外而難以拆除，常規改道方案不能實施。迫于工期要求，只能采用見縫插針，分段施工的方法，暫時保留舊橋，先行施工舊橋西側轉孔灌注樁樁基，待有條件時，再施工東側的施工順序。
　　②由于舊橋不能及時拆除，河道改水導流渠不能按照常規施工方法，只能臨時改水，所以存在二次改水導流的問題。
　　③由于受現狀地形及工程所處水文、地質條件的限制，為了能使施工機械進入作業現場，確保撞機安置在平整、堅實的場地上，保證鉆孔灌注樁施工過程的安全及保證樁基施工質量，必須對軟弱河床進行加固處理。
　　2.3根據綜合情況，采用圍堰和鋼板樁支護基坑的加固處理施工工藝。該工程屬無通航要求之內河，河面寬約20m，現水深約2m，為保證施工進度及施工質量，擬采用全圍堰方案施工，設置二次臨時導水渠和河槽土壩一座。
　　2.4橋梁施工范圍內，基坑四周采用鋼板樁密支撐同時設置多層支撐或錨拉桿加固土體，阻隔土壓力。基坑開挖、橋臺橋墩基坑采用人工清基找平，個別橋臺、系梁基坑采用人工開挖，放坡按1:1考慮，設置集水坑和積水溝。

　　3.目前基坑支護存在的問題
　　3.1基坑支護實施中的一般問題
　　目前存在的主要問題有以下幾個方面：
　　⑴基坑技術有待盡快發展提高，以適應當前工程的需要。當前基坑開挖支護工程已發展到以深、大、復雜為特點的新時期，特別是軟土地區，地下水位較高，基坑支護與開挖的困難更大，諸如隔水、降水技術的應用和發展，支護結構的合理選擇及設計，基坑回彈隆起與側陷變形的測試與穩定措施，各種計算參數的取值及測試方法，基坑工程施工工藝的改進等問題，均有待于進一步的研究和盡快發展。
　　⑵一些基坑工程設計質量較低，是發生事故的主要原因。基坑開挖支護工程設計多由施工單位自己完成，由于設計人員的技術水平參差不齊，參數取值、計算方法無章可循，使一些工程設計缺陷多、隱患較大，盲目挖潛，以致造成安全儲備過低，發生嚴重工程事故，或盲目增加安全儲備造成嚴重浪費。
　　⑶施工管理不到位。存在基坑支護工程轉包，有的施工單位不具備技術條件、人力、物力等基本素質較差，為了追求利潤或為遷就業主，隨意修改支護工程設計，降低安全度。
　　⑷質量檢驗方面也有不少問題。基坑支護結構的質量檢測、驗收方法無章可循，給基坑支護結構的質量監督和質量評價帶來困難，沒有針對基坑支護工程特點監理竣工驗收的質量管理體系。
　　⑸監理工作的問題：目前監理工作在人力、技術等方面還很不適應深基坑工程的特殊要求，要把對基坑工程的監理作為整個建筑工程監理的一個重點。

　　當前，隨著我國國民經濟和城市建設的快速發展，城市化進程逐步加快，城市土地價值日益攀升，高層建筑與市政基礎設施乃至橋梁工程的涌現，城市交通干線及城市軌道交通等需求日益強烈，地下空間開發力度逐漸加大。在上述開發背景下，服務于各種工程主體結構的基坑工程層出不窮且朝著“深、大、險、重”方向不斷發展，對巖土工程與基坑支護與開挖行業帶來了難得的機遇和嚴重的挑戰。