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1、基坑工程程方案比比选一、概述述随着经济济的发展展，城市市化步伐伐的加快快，结合合城市建建设和改改造开发发大型地地下空间间已成为为一种必必然，如上海海市地下下空间开开发面积积达100300万平方方米的地地下综合合体项目目近年来来多达几几十个，基基坑开挖挖面积一一般可达达266万平方方米。进入二二十一世世纪以来来基坑工工程呈现现“大、深深、紧、近近”等特点点，近年来来建筑基基坑工程程呈现新新的特点点，各种种新型的的围护型型式、施施工工艺艺不断涌涌现。因因此有必必要对基基坑工程程的设计计方案进进行比选选。1、基坑坑工程的的特点：基坑工程程的最基基本的作作用是为为了给地地下工程程敞开开开挖创造造条件。
2、正是因为这个基本作用，决定了基坑工程的特点：（1）、安安全储备备小、风风险大。一般情情况下，基基坑工程程作为临临时性措措施，基基坑围护护体系在在设计计计算时有有些荷载载，如地地震荷载载不加考考虑，相相对于永永久性结结构而言言，在强强度、变变形、防防渗、耐耐久性等等方面的的要求较较低一些些，安全全储备要要求可小小一些。因此此，基坑坑工程具具有较大大的风险险性，必必须要有有合理的的应对措措施；（2）、制制约因素素多。基坑工工程与自自然条件件的关系系较为密密切，设设计施工工中必须须全面考考虑气象象、工程程地质及及水文地地质条件件及其在在施工中中的变化化，充分分了解工工程所处处的工程程地质及及水文地地
3、质、周周围环境境与基坑坑开挖的的关系及及相互影影响。另另外，还还要受到到相邻的的建筑物物、地下下构筑物物和地下下管线等等的影响响，周边边环境的的容许变变形量、重重要性等等也会成成为基坑坑工程设设计和施施工的制制约因素素，甚至至成为基基坑工程程成败的的关键。（3）、计计算理论论不完善善。基坑工工程作为为地下工工程，所所处的地地质条件件复杂，影影响因素素众多，人人们对岩岩土力学学性质的的了解还还不深入入，很多多设计计计算理论论，如岩岩土压力力、岩土土的本构构关系等等，还不不完善，还还是一门门发展中中的学科科；（4）、综综合性知知识经验验要求高高。基坑工工程的设设计和施施工不仅仅需要岩岩土工程程方面
4、的的知识，也也需要结结构工程程方面的的知识。同同时，基基坑工程程中设计计和施工工是密不不可分的的，设计计计算的的工况必必须和施施工实际际的工况况一致才才能确保保设计的的可靠性性。2、设计计条件：2.1、工程地质与水文地质条件基坑支护护结构的的设计、施施工，首首先要阅阅读和分分析岩土土工程地地质勘察察报告，了了解土层层分布情情况及其其物理、力力学性质质、水文文地质情情况等，以以便选择择合适的的支护结结构体系系和进行行设计计计算。工程地质质与水文文地质条条件是进进行基坑坑支护结结构设计计、坑内内地基加加固设计计、降水水设计、土土方开挖挖等的依依据。基基坑工程程的岩土土勘察一一般并不不单独进进行，而
5、而是与主主体工程程的地基基勘察同同步进行行，因此此勘察方方案及勘勘察工作作量应根根据主体体工程和和基坑工工程的设设计与施施工要求求统一制制定。在在进行基基坑工程程的岩土土勘察前前，委托托方应提提供基本本的工程程资料和和设计对对勘察的的技术要要求、建建设场地地及周边边的地下下管线和和设施资资料、以以及可能能采用的的支护方方式、施施工工艺艺要求等等。2.2、周边环境条件环境保护护是基坑坑工程的的重要任任务之一一，在建建筑物密密集、管管线众多多的区域域尤其突突出。由由于对周周围建（构构）筑物物及设施施情况不不了解，就就盲目开开挖造成成损失的的实例很很多，且且有些后后果十分分严重。因因此基坑坑工程在在
6、支护设设计前应应开展环环境调查查工作，了了解影响响区内道道路、管管线、建建（构）筑筑物的详详细资料料，从而而为设计计和施工工采用针针对性的的保护措措施提供供依据。2.3、主体结构设计条件与施工条件主体结构构的设计计资料是是基坑支支护结构构设计必必不可少少的依据据。基坑坑工程总总体方案案设计时时应具备备建筑总总平面图图、各层建建筑、结结构平面面图、建筑剖剖面图、基础结结构与桩桩基设计计资料等等。基坑现场场的施工工条件也也是支护护结构设设计的重重要依据据，主要要应考虑虑工程所所在地的的施工经经验与施施工能力力、场地周周边对施施工期间间在交通通组织、噪噪音、振振动以及及工地形形象等方方面的要要求、当
7、地政政府对施施工的有有关管理理规定、场地内内部对土土方、材材料运输输以及材材料堆放放等方面面的要求求等。2.4、设计规范与标准我国的岩岩土工程程技术标标准种类类繁多，关关系比较较复杂，其其中与基基坑工程程有关的的规范、规规程，即即有国家家标准如如：建建筑边坡坡工程技技术规范范（GGB5003300）、建建筑地基基基础设设计规范范（GGB5000077）、锚锚杆喷射射混凝土土支护技技术规范范（GGB5000866）等；行业性性的标准准如：建建筑基坑坑支护技技术规程程（JJGJ1120）、建建筑基坑坑工程技技术规范范（YYB92258）；专业协协会制定定的标准准如基基坑土钉钉支护技技术规程程（CC
8、ECSS96）、岩岩土锚杆杆（索）技技术规程程（CCESCC 222）；各各个省市市地区制制定的地地方性标标准如：上海市市标准 基坑坑工程设设计规程程（DDBJ008-661）、天天津市标标准岩岩土工程程技术规规范（ DB229-220）、广广东省标标准建建筑基坑坑支护工工程技术术规程（DDBJ/T155-200）、浙浙江省标标准 建建筑基坑坑工程技技术规程程（DDB333/T110088）等。二、基坑坑总体方方案选型型基坑工程程总体方方案主要要有顺作作法和逆逆作法两两类基本本形式，它它们具有有各自鲜鲜明的特特点。在在同一个个基坑工工程中，顺顺作法和和逆作法法也可以以在不同同的基坑坑区域组组合
9、使用用，从而而在特定定条件下下满足工工程的技技术经济济性要求求。方案案分类如如图 11所示：图 1 基坑总体体方案分分类1、顺作作法方案案基坑支护护结构通通常由围围护墙、隔隔水帷幕幕、水平平内支撑撑系统（或或锚杆系系统）以以及支撑撑的竖向向支承系系统组成成。所谓谓顺作法法，是指指先施工工周边围围护结构构，然后后由上而而下分层层开挖，并并依次设设置水平平支撑（或或锚杆系系统），开开挖至坑坑底后，再再由下而而上施工工主体地地下结构构基础底底板、竖竖向墙柱柱构件及及水平楼楼板构件件，并按按一定的的顺序拆拆除水平平支撑系系统，进进而完成成地下结结构施工工的过程程。当不不设支护护结构而而直接采采用放坡坡
10、开挖时时，则是是先直接接放坡开开挖至坑坑底，然然后自下下而上依依次施工工地下结结构。顺作法是是基坑工工程的传传统开挖挖施工方方法，施施工工艺艺成熟，支支护结构构体系与与主体结结构相对对独立，相相比逆作作法，其其设计、施施工均比比较便捷捷。由于于是传统统工艺，对对施工单单位的管管理和技技术水平平的要求求相对较较低，施施工单位位的选择择面较广广。另外外顺作法法相对于于逆作法法而言，其其基坑支支护结构构的设计计与主体体设计关关联性较较低，受受主体设设计进度度的制约约小，基基坑工程程有条件件尽早开开工。顺作法常常用的总总体方案案包括放放坡开挖挖、直立立式围护护体系和和板式支支护体系系三大类类。1.1、
11、放放坡开挖挖放坡开挖挖一般适适用于浅浅基坑。由由于基坑坑敞开式式施工，因因此工艺艺简便、造造价经济济、施工工进度快快。但这这种施工工方式要要求具有有足够的的施工场场地与放放坡范围围。放坡坡开挖示示意图如如图 22图 2 放坡开挖挖示意图图1.2、直直立式围围护体系系（1）水水泥土重重力式围围护和土土钉支护护采用水泥泥土重力力式围护护和土钉钉支护的的直立式式围护体体系经济济性较好好，由于于基坑内内部开敞敞，土方方开挖和和地下结结构的施施工均比比较便捷捷。但自自立式围围护体需需要占用用较宽的的场地空空间，因因此设计计时应考考虑红线线的限制制。此外外设计时时应充分分研究工工程地质质条件与与水文地地质
12、条件件的适用用性。由由于围护护体施工工质量难难以进行行直观的的监督，易易引起施施工质量量不佳问问题，从从而导致致环境变变形乃至至工程事事故。水水泥土重重力式围围护和土土钉支护护的示意意图如图 33所示。图 3 水泥土重重力式围围护示意意图（左左）、土土钉支护护示意图图（右）（2）悬悬臂板式式支护悬臂板式式支护可可用于必必须敞开开式开挖挖、但对对围护体体占地宽宽度有一一定限制制的基坑坑工程。其其采用具具有一定定刚度的的板式支支护体，如如钻孔灌灌注桩或或地下连连续墙。单单排悬臂臂灌注桩桩桩支护护一般用用于浅基基坑，在在工程实实践中，由由于其变变形较大大，且材材料性能能难以充充分发挥挥，经济济性不好
13、好，适用用范围很很小。双双排桩、格格形地下下连续墙墙等围护护体型式式所构成成的悬臂臂板式支支护体系系适用于于中等开开挖深度度、且对对围护变变形有一一定控制制要求的的基坑工工程。双双排桩围围护的剖剖面示意意图、格型地地下连续续墙支护护的平面面示意图图如图 44。图 4 双排桩支支护剖面面示意图图（左）、格形地下连续墙支护平面（右）1.3、板式支护体系板式支护护体系由由围护墙墙和内支支撑（或或锚杆）组组成，围围护墙的的种类较较多，包包括地下下连续墙墙、 灌灌注排桩桩围护墙墙、型钢钢水泥土土搅拌墙墙、钢板板桩围护护墙及钢钢筋混凝凝土板桩桩围护墙墙等。内内支撑可可采用钢钢支撑或或钢筋混混凝土支支撑。1
14、）围护护墙结合合内支撑撑系统在基坑周周边环境境条件复复杂、变变形控制制要求高高的软土土地区，围围护墙结结合内支支撑系统统是常用用与成熟熟的支护护型式。当当基坑面面积不大大时，其其技术经经济性较较好。但但当基坑坑面积达达到一定定规模时时，由于于需设置置和拆除除大量的的临时支支撑，因因此经济济性较差差。此外外，支撑撑体系拆拆除时围围护墙会会发生二二次变形形，拆撑撑爆破以以及拆撑撑后废弃弃的混凝凝土碎块块都也会会对环境境产生不不利影响响。典型型的基坑坑支护剖剖面如图图 5（左左）所示示图 5 典型的围围护墙结结合内支支撑系统统示意图图（左）、围护墙结合斜坡支撑示意图（右）对于超大大面积的的基坑工工程
15、，采采用如图图 5（左左）所示示的支护护方式时时存在支支撑太长长、支撑撑传力效效果不佳佳、支撑撑量大等等问题，此此时可采采用中心心岛式开开挖方案案，即先先保留围围护墙处处一定宽宽度的土土体，以以抵抗坑坑外侧的的土压力力，然后后将基坑坑中部的的土体挖挖除，再再施工中中部的主主体结构构，再利利用中部部已施工工好的主主体结构构反力架架设支撑撑，然后后将周围围的土体体挖除，施施工周围围部分的的主体结结构，最最后拆除除支撑。这这种方案案出土便便捷，经经济效果果好，但但基坑周周边的地地下结构构需要二二期施工工，工艺艺复杂。当当基坑开开挖深度度较浅时时，可采采用如图图 5（右右）所示示的围护护墙结合合斜坡撑
16、撑形式，当当基坑开开挖深度度较大时时，可采采用如图图 6（左左）所示示的中心心岛结合合周边多多道支撑撑形式。图 6 中心岛结结合周边边多道支支撑示意意图（左左）、围围护墙结结合锚杆杆系统（右右）2）围护护墙结合合锚杆系系统围护墙结结合锚杆杆系统采采用锚杆杆来支承承作用在在围护墙墙上的侧侧压力，它它适用于于大面积积的基坑坑工程。基基坑敞开开式开挖挖，为挖挖土和地地下结构构施工提提供了极极大的便便利，可可缩短工工期，经经济效益益良好。锚锚杆需依依赖土体体本身的的强度来来提供锚锚固力，因因此土体体的强度度越高，锚锚固效果果越好，反反之越差差，因此此这种支支护方式式不适用用于软弱弱地层。当当锚杆的的施工质质量不好好时，可可能会产产生较大大的地表表沉降。围围护墙结结合锚杆杆系统的的典型剖剖面如图图 6（右右）所示示。
