深基坑支护设计及监测数据分析

深基坑支护设计及监测数据分析

刘亚礼

河南泰磊工程检测咨询有限公司河南永城476600

摘要：随着科学技术的飞快发展，国民经济不断上升，国家土地资源日渐紧缺。许多高层建筑在设计深基坑时，由于其所处环境比较复杂，多建于密集的建筑群中，基坑四周含有其他复杂结构，如建筑物、道路的地下管线等。在这样复杂的建筑环境下，为更好的便于土方挖掘，且不破坏周围环境，安全合理的设计深基坑支护结构，以及结合实际情况科学合理设计基坑施工成为当下深基坑施工的重要内容。

关键词：深基坑支护；设计；监测

1基坑支护的重要性

在基坑施工过程中，基坑支护问题是一个很重要的部分，是保证基坑施工质量的保证。因此，在岩土工程中基坑施工开始时就要采取一定的支护措施，将基坑支护的技术措施贯穿于整个基坑施工的过程。

岩土工程中基坑支护的设计和施工要考虑到多方面的因素，例如基坑施工所在地的地质条件、施工地区的气候条件、基坑的开掘深度、支护结构的使用年限等因素。相关设计人员要根据施工现场的环境条件和工程需求对支护结构进行合理设计，施工人员在施工过程中药把握好施工的各个环节，采取有效措施保证施工质量。

近年来，高层建筑的快速发展推动了深基坑支护技术的提高。我国在深基坑支护的设计和施工方面已经有了很多的工程经验，出现了很多新的基坑支护技术和施工工艺。然而，由于目前城市用地的紧张，很多基坑边缘距离建筑物的距离很短，这个施工带来了不小难度，给建筑周围的环境带来了很大影响，这同时也使基坑支护工程施工的费用大大增加了。此外，以往的深基坑支护的技术和工艺已经不能满足目前的需求，不符合深基坑的开挖和支护的实际情况，这带来了基坑工程的一些安全事故，造成了很大的经济损失，给人民的安全也带来了很大的威胁。所以相关施工人员要重视深基坑支护技术的创新和发展。

2岩土工程中的深基坑支护设计要点

2.1做好挖土施工组织设计工作

在岩土工程施工的深基坑支护设计中，要注重对挖土施工的组织设计工作。在岩土工程施工的过程中，对深基坑开挖的深度要求比较深，需要开挖到很深的标高，同时对于土方挖方量的要求也较大，这就使得岩土工程施工中的深基坑支护不得不提高其施工水平以适应更高的要求。要想做好岩土工程施工中的深基坑支护工作，有必须做好深基坑支护中挖土施工组织的设计。

图1某岩土工程施工组织设计图

2.2计算好深基坑支护结构变形

岩土工程中的深基坑支护施工，容易受外界因素和人为因素的影响，导致其支护结构发生变化，这种变化会很大程度的影响到岩土工程中深基坑支护的安全性。因此，在岩土工程中进行深基坑支护设计时，一定要综合考虑各种因素，对于可能会出现的因素要提前进行预防。另外，由于岩土工程的深基坑支护中会出现变形现象，所以在施工前要对其进行充分考虑，同时也要做好相应的计算。

2.3做好强度设计

强度设计的合理性，直接影响着岩土工程施工的质量。在设计深基坑支护时，要按照国家相关规定，准确的计算深基坑支护强度。需要做好地质检测与水文检测等工作，结合支护结构强度与变形量，来计算深基坑支护强度。在设计的过程中，需要从基坑开挖深度与使用年限等方面，进行综合分析，满足工程施工要求。

3深基坑支护结构设计

某工程基坑的平面长260m，宽180m，地下室的面积大概为4.7万m2，该工程的单体结构一共有九幢，在这六幢里面其中有六幢为两层地下室，地下两层的地下室一层和二层的标高分别是-3.95m和-7.96m，基坑开挖深度在7.8~9.0m之间，局部开挖的深度为11.25m，也就是电梯井的深度。这九幢里面另外三幢的地下室结构为一层，这一层的基坑开挖深度在3.95~5.45m之间，在这一工程中需要对深基坑支护进行严谨的设计。

在进行过岩土勘察后，在该工程基坑开挖的范围之中，其岩土层为填土、饱和粘土、淤泥质粉质粘土、淤泥质粘土、粘土、粉质粘土等地层。在施工场地中其地下水水位较高，为地表下1.0m，为地下孔隙潜水，其孔隙潜水主要受其场地周边江河对其进行补给。在确定工程基坑支护方案时，考虑场地位于市区闹区地段，且周边环境条件复杂，开挖深度较深，经过多种方案的经济性分析，最终采用三轴搅拌桩内插H型钢维护体系结合内支撑的组合支护形式，该方案即可满足施工的进度要求，又有效的采用止水帷幕与支护体系的结合，从而减少了工程造价，经济效益明显。

3.1基坑的分区

在进行深基坑强度设计时，进行基坑支护的分区计算时十分重要的，一般是会先分析深基坑和岩土的性质，在分析之后再进行计算。对于本工程而言，其各土层厚度分布较均匀，所以在计算基坑开挖深度时，要计算至承台底和底板。如果周围的承台较小，就需要在取值的时候取到底板标高，如果承台相对来说较大，在取值的时候就要取到承台底标高。在经过计算后，三个分区的开挖深度如下所示：第一个分区开挖深度为7.8m，第二个分区开挖深度为8.4m，第三个分区的开挖深度为9.0m。

3.2基坑支护挡土结构设计

在设置挡土体系时，三个分区的挡土结构均采用SWM工法桩，第一个分区开挖深度为7.8m，第二个分区开挖深度为8.4m，第三个分区的开挖深度为9.0m，桩长分别为16.5m、17m、18m，三轴搅拌桩桩径为850mm，采用跳一插二，间距600mm。

3.3基坑支护内支撑体系设计

内支撑体系的设计可以更有效控制土体变形和位移的情况，对于周边环境构筑物的保护更加可靠，影响更小，因此采用了内支撑方案。平面支撑体系采用了二道内支撑，其中第一道支撑面的标高为-1.5m，第二道支撑面的标高为6.30m。支撑梁采用钢筋混凝土结构，混凝土的强度设置为C30，支撑主梁截面为800×900，支撑次梁截面为600×900。为了调节支撑梁的内力，控制好支撑梁压杆的稳定性，在竖向方向设置了支撑立柱桩，立柱采用钢结构，立柱桩采用直径800mm的钻孔灌注桩，布置间距14m一根，数量为28根。

表1支护施工监测参数

4基坑支护施工监测

为确保基坑支护施工的有效进行，减少基坑施工对周围环境的破坏，需全程监测施工过程，达到动态信息化施工。本工程施工过程监测主要包括：桩顶水平、垂直位移、围护桩体深层位移、维护体系裂缝、领近建（构）物水平及垂直位移、基坑外地表裂缝等，详见表1所示。

结语

总之，在基坑开挖的过程，施工人员的做好施工组织计划，合理有效的安排挖土，把基坑开挖过程中可能存在的风险，做好充分应急准备，把风险降到最低。如坑底开挖有软土，特别是在开挖最深的部位，电梯井和核心筒位置，最容易造成基坑隆起量过大，为了减少影响，施工上采取了一些措施，充分利用空间效应，在施工上合理安排分区分块施工，先施工核心筒位置，在逐渐往支护结构侧壁近的区域施工，这样减少了坑底土层的隆起量，对周边构造物保护有利，最终根据基坑监测数据及现场的实际状况，基坑周边的沉降均在允许范围以内，地表最大沉降量为2.8mm，并取得了较好的经济效益，因此，可以确定这个深基坑支护方案是合理的、经济有效的。

参考文献

[1]王秀丽,舒丽红,何春保.某紧邻地铁深基坑支护设计及监测分析[J].铁道建筑,2016,(02):80-83.

[2]朱科.城市中心区深基坑支护结构监测分析及设计评价[D].华南理工大学,2012.