深基坑支護工程的設(shè)計與實踐

來源：中國巖土網(wǎng)

深基坑支護工程設(shè)計一般要經(jīng)歷設(shè)計前的準備工作、方案設(shè)計、施工圖設(shè)計等階段，下面結(jié)合自己的幾年的工作經(jīng)歷寫幾點體會。

一、設(shè)計前的準備工作

1、收集相關(guān)資料

接到一項設(shè)計任務(wù)后，首先要做的工作就是收集相關(guān)資料，包括場地現(xiàn)狀地形圖、地質(zhì)勘察報告、建筑總平面圖、地下室平面（剖面）圖、建筑基礎(chǔ)及基礎(chǔ)底板結(jié)構(gòu)圖，周邊若有建（構(gòu)）筑物或地下管線的還要收集場地周邊建（構(gòu)）筑物的地基基礎(chǔ)圖紙（包括基礎(chǔ)形式、埋深、平面布置等）和地下管線的圖紙。

收集到上述資料后，應(yīng)認真理解、消化有關(guān)圖紙，并做好以下幾件事情：

（1）確定基坑底開挖標高，初步了解基坑各側(cè)的開挖深度；

（2）重點關(guān)注地下室外墻與場地紅線的相對位置關(guān)系，以確定有無放坡空間的可能；

（3）閱讀地質(zhì)勘察報告，掌握整個場地大致地質(zhì)分布情況，重點關(guān)注有無砂（礫）層、軟弱土層及基巖深度，若有砂（礫）層、軟弱土層等，查看其土層描述及標貫擊數(shù)情況，初步掌握其巖土力學(xué)性質(zhì)。

（4）根據(jù)管線資料，了解管線分布情況，尤其分布在1.5~2.0倍坑深范圍內(nèi)的管線分布情況。

2、踏勘現(xiàn)場

踏勘現(xiàn)場是進行基坑工程設(shè)計很重要的一步現(xiàn)場工作，很多年輕的同志不以為然，認為坐在辦公室看場地地形圖就可以了，其實這是錯誤的。只有親自踏勘現(xiàn)場，才能充分了解現(xiàn)場情況，做到了然于胸，在后面確定支護設(shè)計方案時才能抓住重點，做到有的放矢。那么踏勘現(xiàn)場時要注意哪些方面呢：

（1）前面通過資料收集已初步掌握場地紅線的與地下室外墻的距離管線，踏勘現(xiàn)場時應(yīng)重點關(guān)注，現(xiàn)場確認有無放坡的可能以及放坡的大概坡率及空間。

（2）沿著場地紅線察看一周，看周邊建（構(gòu)）筑物的情況以及與紅線的大致位置關(guān)系，增加感性認識，察看時應(yīng)重點關(guān)注周邊建（構(gòu)）筑物的結(jié)構(gòu)形式（是框架結(jié)構(gòu)還是磚砌結(jié)構(gòu)、樓層高度）、建筑物墻體有無舊裂縫、建筑物現(xiàn)在的使用情況及周邊地面有無裂縫、下沉等現(xiàn)象，同時察看周邊地下管線情況，看看還有沒有其它遺漏的重要管線，有的話應(yīng)及時通知業(yè)主進行補測。察看時不僅做好相應(yīng)記錄還要拍攝照片作為留底依據(jù)，有條件的話可攝像作為留底依據(jù)。

（3）現(xiàn)場踏勘時還應(yīng)查看場地地形情況，看看現(xiàn)場實際地形與業(yè)主提供的地形圖是否吻合，如有出入應(yīng)做好標記同時通知業(yè)主進行地形修測。

（4）現(xiàn)場踏勘還應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場場地地形、地貌條件，結(jié)合地質(zhì)勘察報告，從總體上全面掌握場地的地質(zhì)變化情況，設(shè)計時做到了然于胸。

二、方案設(shè)計

1、概念設(shè)計

一個好的基坑支護設(shè)計方案，首先要確定一個安全、技術(shù)可行、經(jīng)濟的概念性方案，那么如何做好概念設(shè)計則至關(guān)重要。尤其對剛剛進入巖土設(shè)計行業(yè)的同志來說，更要注重這方面的培養(yǎng)和積累，做好概念設(shè)計也非一日之功，需要時間和大量工程實踐經(jīng)驗的積累。做好概念設(shè)計要注意以下幾個方面：

（1）首先應(yīng)根據(jù)基坑開挖深度、地質(zhì)條件、周邊環(huán)境以及基坑開挖對周邊的影響大小等因素綜合確定基坑支護的安全等級。

（2）認真研究地質(zhì)報告，看看是否有砂層、礫石層等透水層，若有的話首先就要考慮設(shè)計止水帷幕的問題。即使沒有透水層，也要綜合考慮基坑開挖深度及基坑開挖對周邊構(gòu)筑物（或地下管線）造成的土體失水的影響，綜合確定是否需要設(shè)計止水帷幕。

止水帷幕的選擇常用的有攪拌樁、高壓旋噴樁等，對于一般的砂層采用攪拌樁即可，若砂層較厚（大于4.0m以上）或是礫石層則要考慮高壓旋噴樁，若此時支護形式采用了灌注樁可結(jié)合起來采用樁間高壓旋噴的形式進行止水；有時對于一般的粘性土層為防止基坑開挖土體失水也會采用攪拌樁進行止水，若此時粘性土較硬（標貫擊數(shù)大于15擊）則攪拌樁可能很難施工下去，應(yīng)考慮用旋噴樁。

研究地質(zhì)報告時，還應(yīng)重點關(guān)注有無軟土層及其分布范圍和埋深情況（軟土層的厚度、位于基坑底部還是上部），對于有較厚軟土層（大于3.0m）位于基坑底附近的情況要特別慎重。

（3）確定初步支護形式：根據(jù)場地空間大小，能放坡卸載的盡量放坡卸載，若只能垂直開挖，結(jié)合基坑開挖深度、地質(zhì)條件及對周邊環(huán)境的影響選擇支護形式。這時個人的設(shè)計經(jīng)驗及當?shù)仡愃乒こ痰某晒ψ龇ň惋@得尤為重要，巖土設(shè)計者在這方面要特別注意積累。

2、巖土參數(shù)的選取

有了初步支護形式后，就要進行相關(guān)計算了。此時，巖土參數(shù)如何取值顯得尤為重要，通常的做法一般參考地質(zhì)勘察報告推薦的參數(shù)建議值，對于感覺建議值不太合理的參數(shù)，就要結(jié)合報告中關(guān)于地層的地質(zhì)描述情況、揭露的標貫擊數(shù)以及土工試驗的結(jié)果等綜合確定，以做到去偽存真。當然，對勘察報告巖土參數(shù)建議值是否合理的判斷，需要一定的實踐經(jīng)驗，這也需要我們的巖土設(shè)計者在這方面進行一定的實踐積累。

3、計算和驗算

前面根據(jù)經(jīng)驗綜合確定了初步的支護結(jié)構(gòu)形式，接下來就要通過計算的方式來確定支護結(jié)構(gòu)的準確參數(shù)，比如樁的嵌固長度、錨索長度、土釘長度及設(shè)計拉力值等，當然此時應(yīng)根據(jù)需要滿足規(guī)范的相應(yīng)安全系數(shù)進行設(shè)計驗算調(diào)整，如果有條件采用軟件計算（如理正深基坑、同濟啟明星等軟件）則將會大大減小相應(yīng)計算工作量。。

通過計算確定好支護結(jié)構(gòu)的形式后，緊接著就要進行相應(yīng)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件計算。根據(jù)前面計算得到相應(yīng)的支護結(jié)構(gòu)承受的彎矩值、剪力值等進行結(jié)構(gòu)構(gòu)件的配筋計算，此時要求設(shè)計值有一定的結(jié)構(gòu)設(shè)計計算方面的力學(xué)知識。筆者就曾看到過很多巖土設(shè)計值設(shè)計的基坑支護樁的配筋與計算的彎矩完全不匹配的現(xiàn)象，對于很多學(xué)工程地質(zhì)出身而從事巖土設(shè)計工作的人來說，平時更要加強這方面知識的學(xué)習和積累。平時有時間的話可仔細學(xué)習下《混凝土規(guī)范》以及一些結(jié)構(gòu)設(shè)計計算手冊等，有條件的話對于一些計算量不大的項目可嘗試著自己手算，然后與軟件計算的結(jié)果進行比較，慢慢的就會讓自己積累一些經(jīng)驗，比如多大的彎矩大概配多大的鋼筋量就會有一些感性認識。

尤其近年來隨著基坑深度的加大，越來越多的支護形式采用內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)形式，更是要求設(shè)計人員對于混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計計算內(nèi)容非常熟悉。

三、施工圖設(shè)計

當完成的前面的支護形式確定及相應(yīng)的計算工作后，主要的任務(wù)就是如何用圖紙詳細、準確的表達出來設(shè)計者的設(shè)計思想，換句話說此時的設(shè)計圖紙要能指導(dǎo)施工，施工單位按照圖紙就能生產(chǎn)出產(chǎn)品。此時要求設(shè)計者不僅僅對總體方案了然于胸，還要求設(shè)計者對實現(xiàn)總體方案的細部有著清楚的認識。除了一些較常用、通用的大樣圖（比如土釘大樣圖、排水溝大樣圖等）外，還應(yīng)針對具體項目的一些特殊部位畫出不同的大樣圖，另外對施工工序有特殊要求的，還應(yīng)通過圖紙表達出來。

總之，要做好基坑工程的設(shè)計，就要有求知的欲望，只有不斷地發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，我們的設(shè)計水平才能不斷提高。平時看規(guī)范、工具書、專業(yè)手冊（書）、專業(yè)論壇以及其它單位的設(shè)計圖紙等都是提高我們設(shè)計水平的重要手段；平時勤跑工地，多了解現(xiàn)場施工的工藝、施工的實際情況等，多與施工技術(shù)人員交流，傾聽他們從施工角度提出的專業(yè)意見，可以積累自己的實踐經(jīng)驗。有條件的話，也可與當?shù)氐耐小＜疫M行咨詢、請教，不斷開闊自己的專業(yè)視野。