梁 穎

（沈陽市市政工程設(shè)計研究院有限公司， 遼寧 沈陽 110015）

現(xiàn)階段，我國城市建設(shè)的腳步逐漸加快，城區(qū)建筑物及地下室工程的規(guī)模也逐漸擴大，而隨著人口及建筑規(guī)模的逐漸增多，越來越多地鐵系統(tǒng)開通，并與商業(yè)樓緊挨著。面對這樣的情況，多數(shù)建筑都需要進行基坑支護以保證建筑工程的安全。對于復(fù)雜環(huán)境來說，深基坑支護工程的優(yōu)化設(shè)計更是有著重要的意義。

1 深基坑支護的基本特點

依據(jù)住房城鄉(xiāng)建設(shè)部最新發(fā)布的《危險性較大的分部分項工程安全管理規(guī)定》，深基坑工程是指開挖深度超過5.0m（含5.0m） 的基坑（槽） 的土方開挖、支護、降水工程，或開挖深度雖未超過5.0m，但地質(zhì)條件、周圍環(huán)境和地下管線復(fù)雜、影響毗鄰建筑（構(gòu)筑） 物安全的基坑（槽） 的土方開挖、支護工程。

深基坑的支護能夠為地下施工人員提供可靠的施工環(huán)境，保證工程的穩(wěn)定和相關(guān)操作人員的安全。而在深基坑的支護工程中，通常存在以下幾個特點：第一，風(fēng)險性。深基坑支護的結(jié)構(gòu)實際上是一個臨時性的結(jié)構(gòu)，而這種臨時結(jié)構(gòu)相對于永久結(jié)構(gòu)來說，在安全性上有著一定的差異，安全風(fēng)險相對較高。第二，地域性。我國地大物博，不同地區(qū)的土層結(jié)構(gòu)有著很大的差異，因此，地域性特征會在一定程度上影響深基坑的支護工程。在實際情況中應(yīng)當(dāng)要對地域特征進行考察，繼而展開合理設(shè)計，保證深基坑的施工質(zhì)量。第三，系統(tǒng)性。由于深基坑支護工程對后續(xù)的土工作業(yè)有著直接的影響，始終貫穿著地下工程的建設(shè)，因此，深基坑支護工程通常具有非常明顯的系統(tǒng)性特點。

2 市政工程中常用的基坑支護類型

基坑支護在眾多工程項目中都占據(jù)著重要地位，對于強化工程地基穩(wěn)定性和可靠性，推進后續(xù)施工建設(shè)順利開展，具有積極作用。在實際使用基坑支護手段的過程中，支護結(jié)構(gòu)種類較多，選擇合適的基坑支護類型，需要注重結(jié)合基坑開挖深度、地質(zhì)條件、水文狀況以及季節(jié)氣候等特征，綜合多種因素加以挑選。

2.1 加固邊坡土體形成自立式支護

常用的支護形式為土釘墻支護結(jié)構(gòu)。

它是由坡體內(nèi)打入土釘并注漿，利用土體自穩(wěn)能力進行分級開挖，并隨開挖分步向坑壁土體植入土釘，在開挖面掛鋼筋網(wǎng)、噴射混凝土形成保護面。該支護體系是開挖土坡之后施工的，對基坑地質(zhì)情況以及地下水要求較高，施工作業(yè)面開闊，施工進度較快，所需材料和設(shè)備較少，支護結(jié)構(gòu)輕，柔性大，適應(yīng)性好，適用于對基坑變形要求不嚴格的場地條件。

此種支護類型除土釘墻支護結(jié)構(gòu)外，還有水泥土重力式支護結(jié)構(gòu)、加筋水泥土墻支護結(jié)構(gòu)、復(fù)合土釘墻支護結(jié)構(gòu)和凍結(jié)法支護結(jié)構(gòu)等。

2.2 放坡開挖

這是基坑支護中常見的類型，對于施工環(huán)境要求較高，如果施工現(xiàn)場并不存在重要建筑物，使用放坡開挖基坑支護可以起到良好效果。放坡開挖技術(shù)應(yīng)用中，需要較大的土方回填量，將開挖深度控制在7m 的范圍內(nèi)，通常情況下，當(dāng)其深度超過4m 的時候，就需要采用多級放坡的方式，有效降低危險狀況的發(fā)生幾率。從施工土層的實際性質(zhì)入手，合理設(shè)置好放坡的坡度，將其控制在1:1.5 的范圍內(nèi)，能夠起到良好的支護效果。實際工程中也有很多情況是土體放坡開挖結(jié)合加固邊坡進行基坑支護的。

2.3 擋墻式支護結(jié)構(gòu)

擋墻式支護結(jié)構(gòu)可分為懸臂式擋墻式支護結(jié)構(gòu)、內(nèi)撐式擋墻式支護結(jié)構(gòu)和錨拉式擋墻式支護結(jié)構(gòu)三類。除此之外，還有內(nèi)撐與拉錨相結(jié)合擋墻式支護結(jié)構(gòu)形式等。

市政管線敷設(shè)中，在周邊環(huán)境不具備放坡開挖的情況下，普遍采用擋墻式支護結(jié)構(gòu)，其中，又以鋼板樁的使用居多，鋼板樁，屬于異型型材的一種，隨著鎖扣密封劑之類止水工具的良好使用，更是擴展了鋼板樁的應(yīng)用情況。例如河道圍堰，地下水位較高、土層較為柔軟，積極使用鋼板樁支護形式，能夠有效強化地基穩(wěn)定性和堅固性。鋼板樁實際應(yīng)用中，表現(xiàn)出較多優(yōu)勢，最為明顯的在于耐久性、隔水性較高，對于周圍環(huán)境基本不作要求，但由于其抗彎能力不夠強，無法適應(yīng)基坑深度較深的施工環(huán)境下。再加上鋼板樁本身的剛度較小，經(jīng)過開挖后，容易出現(xiàn)變形的情況，需要及時設(shè)置好相應(yīng)的圍檁內(nèi)撐，必要時需設(shè)置鋼柱，實現(xiàn)加固的目標。

在泵站及污水處理廠的設(shè)計施工中，常出現(xiàn)大容量地下水池的圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計，采用地下連續(xù)墻開展基坑支護作業(yè)時，需要按照一定的施工工序進行，首先，需要從基坑周邊軸線入手，根據(jù)泥漿護壁的條件要求，開挖深槽，及時清理溝槽中的雜質(zhì)。其次，需要在溝槽內(nèi)部設(shè)置鋼筋籠，借助于導(dǎo)管法，澆筑地下混凝土，使其形成一個完整系統(tǒng)，在此基礎(chǔ)上需要開展逐段作業(yè)，從基坑內(nèi)部入手，構(gòu)造連續(xù)鋼筋混凝土墻壁。需要注意到的是，地下連續(xù)墻施工支護結(jié)構(gòu)具備最大的剛度和良好的止水效果。但在具體施工作業(yè)中，會容易受到施工機械的限制和影響，靈活性不夠高，對此，多是應(yīng)用在基坑深度較大的工程施工之中，如深度超過10m 的基坑。地下連續(xù)墻施工方式，具有較強的抗?jié)B性能，且施工噪聲較小，擁有著較大的整體剛度，可以承受住較大的土壓力，基本不會出現(xiàn)塌方的情況。

2.4 其他形式支護結(jié)構(gòu)

除了以上常用的支護結(jié)構(gòu)之外，市政工程中還會用到沉井支護結(jié)構(gòu)，排水檢查井多數(shù)以圓形和矩形居多，外形規(guī)則，沉井支護既可以節(jié)省用地面積，也可以在沉井支護完成后澆筑成排水檢查井，既簡化了工序又可以縮短工期，但設(shè)計沉井支護時需注意地下圖紙的構(gòu)成，若土質(zhì)多為堅硬礫石或巖石，則不適宜用此種支護形式。

3 市政工程基坑支護設(shè)計步驟

3.1 支護方案設(shè)計準備工作

市政工程基坑支護設(shè)計過程中，需要做好全方位的前提準備工作。①明確設(shè)計方案的依據(jù)。從工程基坑開挖資料入手，全面收集、分析和整理巖土工程詳細勘察資料、工程路線圖以及基坑深度現(xiàn)場地形圖等，以此為根據(jù)，繪制出工程施工的平面圖、剖面圖以及立體圖，從而開展合理布局工作。②嚴格明確各項施工建設(shè)標準、設(shè)計規(guī)范等，借助深基坑計算軟件，設(shè)計基坑開挖方案?？茖W(xué)規(guī)劃好基坑場地的地下水導(dǎo)流情況，明確地下水的變化幅度、質(zhì)量、來源以及深埋情況等。

3.2 科學(xué)繪制基坑支護方案的設(shè)計圖紙

市政工程基坑支護方案的設(shè)計圖紙要嚴格依據(jù)構(gòu)筑物的設(shè)計圖紙進行設(shè)計，首先，應(yīng)確定基坑平面位置及形狀，基坑的設(shè)計深度，對于不規(guī)則的基坑外形，在拐點或標志性角點應(yīng)給出坐標加以定位，平面圖繪制完成后須將構(gòu)筑物的平面圖落于基坑平面布置圖中，確保設(shè)計準確；基坑支護剖面圖的設(shè)計也應(yīng)依據(jù)構(gòu)筑物的剖面圖進行，需要注意的是支護剖面圖中的內(nèi)支撐位置的確定須考慮構(gòu)筑物的板或洞口的設(shè)計標高，確保內(nèi)支撐不影響構(gòu)筑物的施工。

3.3 設(shè)計方案的監(jiān)測要求

基坑支護結(jié)構(gòu)設(shè)計工作進行中，為確保設(shè)計的科學(xué)性和準確性，需要嚴格查詢各項施工資料文件、規(guī)范標準，做好基坑周邊地質(zhì)條件和環(huán)境水文的監(jiān)測工作。設(shè)計中依據(jù)基坑等級和支護形式，明確開挖前和開挖階段以及施工階段需要監(jiān)測的項目及監(jiān)測頻率要求，進而最大限度的確保周邊環(huán)境和地下管線不受現(xiàn)有施工的影響。

3.4 基坑支護設(shè)計對施工的要求

深基坑工程是需要很多工程經(jīng)驗的實用性工程，因此，支護設(shè)計工作中應(yīng)充分考慮已知的深基坑工程施工經(jīng)驗，設(shè)計完成后需要施工單位依據(jù)設(shè)計圖紙制定相應(yīng)的深基坑施工方案及基坑風(fēng)險管理措施，施工中嚴格執(zhí)行規(guī)范中的要求，及時收集各項監(jiān)測數(shù)據(jù)，確保施工安全和工程的順利進行。

4 其他輔助性優(yōu)化設(shè)計手段

隨著三維設(shè)計軟件的普及，深基坑的設(shè)計也逐漸由二維向三維發(fā)展，很多軟件開始支持三維模擬計算，對于設(shè)計者，可以更加直觀的看到基坑的支護形式及布置方式，這對復(fù)雜基坑的設(shè)計起到了關(guān)鍵的作用。

5 結(jié)語

總而言之，對于建筑工程來說，深基坑的支護工程是非常重要的。當(dāng)建筑環(huán)境較為復(fù)雜的時候，需要對深基坑支護工程給予足夠重視，并根據(jù)實際情況來對深基坑的支護工程進行優(yōu)化設(shè)計，選擇加固效果較好、成本相對較低、工程量適中的支護方式，以此來降低基坑變形的發(fā)生幾率，進而有效延長建筑的使用壽命。