基坑支護工程設計施工及經濟性分析
——濟南藝術學校地下車庫為例

◎ 山東建工集團 劉峰

一、前言

隨著我國經濟建設步伐的加快，對基建工程都提出了更高的要術。因此基坑邊坡開挖向大面積大規模發展，不可避免相應的對地基承載能力的要求越來越高，基礎的埋置越來越深，使深基坑及其支護技術變得越發重要。大量工程實踐促進了工程技術的發展進步和工程管理水平的提高，本著能夠指導工程實踐及將成果實用化的目的，采用科學的理論分析方法，邊坡的合理設計和施工過程控制，不僅可以避免不必要的工程事故，而且還能降低工程造價并且保證合理的施工工期。

二、工程概況

（一）工程基本概況

擬建濟南藝術學校地下車庫基坑位于濟南市舜耕路南段東路，山東省社會科學院以南，金雞嶺西麓，基坑東西寬約85米，南北長約145米，基坑呈矩形。根據建設單位要求及介紹，結合場區地形地貌，本次基坑挖深約2.5m-6.8m。

（二）基坑周邊環境狀況

擬建基坑周邊環境條件如下：其北部有一已建圍墻，距離基坑開挖頂邊線最近距離約1.0m，院墻外為人行通道，基坑東部為開闊場地，東北部存在一填土堆，土堆底邊線距離基坑頂邊線距離約9.0m，土堆高度約10.0m，東側南部為一建設中樓房， 其基礎邊線距離基坑底邊線約9.0m， 基坑南側為場區施工臨時道路，需行走車輛，距離基坑頂邊線最近為3.5m，基坑西側為施工單位臨時辦公及生活用地。

（三） 工程地質及水文地質條件

1、工程地質條件

根據勘察報告，結合現場開挖情況。場區地層詳述如下：

①層雜填土：雜色，松散，稍濕，主要成分為粘性土混建筑垃圾。場區普遍分布，本場區厚度0.5-1.0m。

②層黃土：棕黃色，硬塑，稍濕。含鐵錳氧化物、零星姜石，植物根，白色鈣質條紋，具蟲孔。厚度0.20～3.30m。

③層粉質粘土：棕黃色，硬塑，濕，含鐵錳氧化物、零星姜石，局部粘粒含量較高，近粘土。干強度和韌性高。局部夾碎石土透鏡體，場區分布較普遍，厚度1.70～8.90m。

④層中風化石灰巖：青灰色微晶結構，塊狀構造。

2、水文地質條件

場區地下水埋深較深，在勘察深度范圍內，未見地下水。

三、工程設計與施工問題分析

（一）可采用的處理措施

1.在條件許可前提下，放坡是最節約的方法。

2.在不能按實際情況進行放坡的情況下 ，這時大部分采用邊坡土護面的方式，即用細石砼或1∶2水泥砂漿護面80～100厚，內配 φ8@150雙向鋼筋網， 采用這種方法也還是非常節省的。目前在有些地區也僅僅 80～100元/m2。這種方法的成功與否在于土體本身是否穩定，尤為關鍵的一點是土體內是否富含水，直接滲入土后造成基坑兩面邊坡大面積崩塌。

3.模板支撐的方法 ：條形基槽經常采用模板支撐土體方式來臨時穩定邊坡，通常是邊坡土面用模板支撐、再用方條成方形交叉、支點用頂桿互相支撐;防水措施則為用彩條布蓋住土體。大型基坑邊坡采用傳遞對頂支撐方式比較少，通常采用在基坑邊坡底打入角鋼、槽鋼、工字鋼的方法來支撐模板，從而支撐土體。這種方法相對來說也還是比較經濟的。在大型基坑的實際應用中采用并不很多，只在小面積或局部邊坡支護的情況下得到較多的采用。

4.土釘噴錨結構的方法 ：近幾年來，在大型基坑中采用較多的是土釘噴錨結構。土釘噴錨結構本身也分兩種情況。

①第一種情況：型鋼錨固與護面結合方法為在單純護面結構基礎上，增加在保護土體內打入115～215m長＜20鋼筋或角鋼等作為錨筋。錨筋呈梅花形布置，錨筋外露端頭與護面內的鋼筋網連接，使護面的細石砼結構有一個向內拉的呈梅花狀分布的水平力，從而穩固邊坡。這種情況下造價相比護面高一點，需要增加向土體內打入鋼筋 (型鋼)的材料和機械臺班費及連接費，因而一般也能為各方所接受。

②還有一種方法是將設置的錨筋改為錨桿方式，即采用鉆孔的方式向土體內鉆出一定長度 (10～30m)的孔，清孔干凈后放入φ20mm～φ25mm鋼筋再灌入水泥漿結土體形成錨桿方式。從造價上看，目前某市市場價為 300～350元/m2，是比較高的。但因其解決了基坑以上土體邊坡穩定的根本性問題，故在重要的邊坡以及城市中心項目，得到越來越多的廣泛使用。

5.擋土樁形式與片石(毛石砼)砌擋土墻形式的方法 ：在技術上，擋土樁一般為人工挖孔樁，直徑800～1000mm。由于為懸挑式，開挖深度一般為基坑深度的2倍，以保證一定的錨固深度，凈間距一般為500～1000mm，樁頂設有壓頂連續梁將各擋土樁連成一體。這樣計算，一般每根擋土樁造價會達 到4000～8000元。

（二）設計施工及預算分析

根據施工現場實際情況現綜合分析如下：

1.基坑北側：有圍墻距離開挖頂邊線最近1米，院墻外為人行道。經檢閱相鄰地下管線，有供暖、天然氣、供水等市政管道，為保障基坑穩定且降低造價采用1∶0.1放坡開挖設置錨桿結合噴射混凝土護面進行支護；共設置1道全長粘結型錨桿，錨桿施工角度60度，上部設置腰梁形成一體以增加面層及錨桿的整體性。錨桿施工角度不會對相鄰預埋市政管道造成破壞且保證了邊坡穩定性。加設腰梁是提高安全穩定系數，即使相鄰道路有運輸貨物車輛經過也不會對邊坡造成影響。

2.基坑東側：結合地質情況本部分兩個支護單元。東側北部基坑最大挖深6.8m?；禹斶吘€距離東側填土堆距離約9.0m， 開挖深度范圍內未見基巖，應采用采用1∶0.2放坡開挖設置錨桿結合噴射混凝土護面進行支護。東側南部本支護單元基坑最大挖深6.8m?；禹斶吘€距離建設中樓房基礎邊線距離約9.0m， 開挖深度范圍內基巖埋深約3.0m，因此可采用1∶0.2放坡開挖設置錨桿結合噴射混凝土護面進行支護；共設置4道全長粘結型錨桿，這樣既可保障基坑的穩定性，又可降低工程造價。

3.基坑南側：本支護單元挖深2.0-5.0m，因基坑外圍較為開闊，故可采用1∶0.3放坡結合噴射混凝土護面進行支護，不用使用粘結型錨桿。

4.基坑西側：作為施工現場使用，施工單位臨時辦公及生活用地、材料堆場及加工場地。經與業主溝通，將現有雜土下挖2米外運，車庫工程完成后回填種植土作綠化帶。下挖后距離槽底高程約1.8米，采用1∶0.3放坡結合噴射混凝土護面進行支護，不用使用粘結型錨桿。

5.排水措施：

①噴射混凝土面層上在現地面下2.0m、5.0m設置泄水孔，泄水孔孔徑不小于50，水平間距不大于2.5m，豎向間距不大于3m。

②在基坑開挖頂邊線外擴1.5m的地表進行混凝土硬化以形成地表防滲層，確?；又苓叺牡乇硭幌聺B。

③在基坑底部設置排水溝，排水溝寬300mm，深400mm，基坑角點處設置集水坑及時將排水溝的水排出基坑，基坑坡面設置泄水孔，及時將坡體內的上部滲水排出坡體。

④在地表水的流向的上游處（基坑東側）距離基坑開挖頂邊線3m以外設置場區擋水墻，擋水墻高度不小于300mm，確保場區地表水不流經基坑。

四、結語

通過以上分析我們可以看到：比選基坑支護方案時，在保證安全性和施工方便的條件下，以造價分析為依據最終確定較為經濟的基坑支護方案，也是一種很好思路，能達到節約資金目的。通過設計、施工、預算相結合的分析，將工程實踐經驗與數據相結合，從整體上把握工程，這對于降低工程造價，避免了不必要的工程損失，具有重要意義。