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摘要
基坑工程是一个古老而具时代特点的岩土工程课题，针对不同的地质条件进行合理的基坑支护设计是目前岩土工程专家关注的课题。通过基坑支护方案优选，从众多的设计方案中选择适合工程的最佳设计方案，使工程安全、经济、合理。本文对青岛某深基坑支护设计进行优选与分析。
关键词：基坑支护，方案优选，设计，分析
中图分类号：TV551.4 文献标识码：A 文章编号：
0引言
随着我国城市化进程加快，城市区域的建设规模逐渐加大。城市的长足发展受到了地面空间的限制，因此有必要增加城市空间利用率。地下建筑物、地铁及隧道工程和高层建筑建设所需的深基坑工程等项目数量不断增多，同时，基础埋深的增加也对基坑工程提出了更高、更严的要求，基坑工程的安全也被人们广泛关注。根据周边建筑、工程地质及环境等条件，选择最佳基坑支护方式是基坑工程设计人员的首要工作。本文以青岛某实际工程为例对基坑支护方式选择、设计等进行了分析。
1 工程概况及环境条件
工程位于青岛市繁华地段，紧邻南北向主干道山东路、市政府及五四广场，周边地下管线复杂。基坑开挖深度7.3～20m，基坑支护周长约534m。地形总体较平坦，局部呈阶梯式陡降，由西向东倾斜。根据勘察资料，该场区内地层自上而下可简化分为7层: 素填土、砾砂、粉质黏土、含粘性土粗砾砂、强风化带、中等风化带、微风化带。
基坑西侧，地下室外墙轮廓线距离用地红线约24m；基坑南侧，地下室外墙轮廓线距离用地红线最近距离约30m；基坑东侧为空地，地下室轮廓线与施工道路最近距离约6.4m；基坑北侧，地下室外墙轮廓线距离用地红线距离约10m，距待建机修间和库房最近距离约6.2m，另基坑北侧有一现状2层建筑物，地下室轮廓线与建筑物最近距离约9.5m。本工程处于城市密集区，受周边建筑物、地下管线和交通道路的影响比较大，对基坑开挖引起的变形都非常敏感。
2 基坑支护设计分析
本基坑工程安全等级为一级。自基坑开挖起至回填结束，临时支护部分正常使用期限1年，永久支护部分正常使用期限50年。
2.1设计原则
在保证安全的前提下，兼顾经济及工艺成熟、施工速度快、施工方便的原则。
保证基坑开挖期间地下室的安全开挖和顺利施工。
保证基坑开挖期间基坑底不出现突涌的现象。
保证基坑开挖期间不发生工程桩被推挤，导致工程桩破坏变位的现象。
保证基坑开挖期间周边建筑物、管线的安全和稳定。
保证基坑开挖地下水控制措施对周边建筑物不造成较大的影响。
2.2 支护形式
该工程可选的基坑支护形式对比见表1。
表1支护方案综合比较表
由表1可知，土钉支护施工速度快、造价低，与桩墙体系支护相比，工期缩短一半以上，造价大概只有其三分之一，并且土钉支护对于最大水平位移的控制往往也小于同样条件下的桩墙支护。锚杆与支挡墙（土钉墙、钢筋混凝土墙）联合组成锚杆挡墙，施工速度快，锚固效果更明显。因此具体方案为：根据不同地段分别采取不同支护方案，部分做永久支护，主要支护形式采用土钉墙、复合土钉墙支护体系，永久支护部分采用锚杆挡墙。
2.3复合土钉支护设计
根椐周边环境条件、开挖深度、地质条件将基坑边坡划分12个支护区段分别采取不同的复合土钉支护方案，其中1区段和5～12区段绝对标高15.10以上部分需做永久支护。
土钉支护，系在开挖边坡表面铺钢筋网喷射细石混凝土，并每隔一定距离埋设土钉，使与边坡土体形成复合体共同工作，从而有效提高边坡稳定的能力，增强土体的延性，变土体荷载为支护结构的部分，对土体起到嵌固作用，对坡进行加固，增加边坡支护锚固力，使基坑开挖后保持稳定。
2.4 土钉支护的施工顺序
按设计要求自而下分段、分层开挖工作面，修整坡面埋设喷射混凝土厚度控制标志，喷射第一层混凝土→钻孔、安设土钉→注浆、安设连接件→绑扎钢筋网，喷射第二层混凝土→设置坡顶、坡面和坡脚的排水系统。如土质较好亦可采取如下顺序：开挖工作面、修坡→绑扎钢筋网→成孔→安设土钉→注浆、安设连接件→喷射混凝土面层。
2.5复合土钉支护方式的质量保障
基坑支护工程的施工质量不仅仅是施工过程控制得到的，还需要在设计时对工程可能遇到的情况进行充分的考虑，以此保障工程质量。
土钉采用抗拉试验检测承载力，同一条件下，试验数量不宜少于土钉总数的1％，且不少于3根；土钉抗拉力平均值应大于设计要求，且抗拔力最小值应不小于设计要求抗拔力的0.9倍；墙面喷射混凝土厚度应采用钻孔检测，钻孔数宜为每100m2墙面积一组，每组不少于3点。
3基坑监测概要
基坑施工应当严格按照各项规定施工并应当加强监测，同时根据对工程监测的结果及时采取安全有效的措施。保证工程施工顺利和不影响周边建筑物及地下管线的安全和使用。
3.1监测内容
对具体工程我们需要监测的内容主要有：基坑坡顶水平位移及沉降监测，周围建筑物沉降监测，锚杆轴力监测等。
3.2监测要求
基坑监测工作应委托给有资质的单位进行监测，监测前由受委托的监测单位根据支护设计方案、相关规范制定专门的监测方案。
基坑开挖后，对监测人员提出了更高的要求，監测人员必须每天对现场情况进行监测并作好记录，及时处理。
由于基坑工程土层的非均匀性，基坑维护设计与施工是一门综合性的岩土工程工作，基坑开挖后土体和地下水的自然平衡状态会发生很大的变化，对环境存在或多或少的影响，因而加强基坑开挖的环境监测，做好应急抢险准备以防患于未然是很有必要的。
4总结与建议
基坑支护方案的选择，取决于基坑的开挖深度、边坡土体的物理力学性质、地下水位、周边环境、变形控制要求及施工条件等。本文针对青岛某深基坑工程进行了支护方案设计。监测结果表明，设计的支护形式满足设计施工等各项要求。随着基坑工程向着更深更大的方向发展，理论基础和实际工程的结合还没有达到一个最佳的效果，对工程人员提出的要求更高，在深基坑支护结构形式优化选择、深基坑支护结构形式的创新上都需要深入研究，任重而道远。
参考文献
[1]刘国彬,候学渊等.基坑工程发展的现状与趋势[J].地下空间,1998,18卷第2期,P58-61.
[2]王明辉.建筑工程基坑支护工程设计规范[M].北京:中国建筑工业出版社,2005,1.
[3]杨育文,袁建新.基坑工程支护选型多样性探讨[J].岩土力学,1999,20卷第1期:70-72.
[4]王阳.长春市远东石化大厦基坑支护设计与优化[D].长春:吉林大学,2004.
[5]张振涛等.青岛某基坑工程爆破振动监测与分析[J].城市建设理论研究,2013,13期,P80-82.
基坑工程是一个古老而具时代特点的岩土工程课题，针对不同的地质条件进行合理的基坑支护设计是目前岩土工程专家关注的课题。通过基坑支护方案优选，从众多的设计方案中选择适合工程的最佳设计方案，使工程安全、经济、合理。本文对青岛某深基坑支护设计进行优选与分析。
关键词：基坑支护，方案优选，设计，分析
中图分类号：TV551.4 文献标识码：A 文章编号：
0引言
随着我国城市化进程加快，城市区域的建设规模逐渐加大。城市的长足发展受到了地面空间的限制，因此有必要增加城市空间利用率。地下建筑物、地铁及隧道工程和高层建筑建设所需的深基坑工程等项目数量不断增多，同时，基础埋深的增加也对基坑工程提出了更高、更严的要求，基坑工程的安全也被人们广泛关注。根据周边建筑、工程地质及环境等条件，选择最佳基坑支护方式是基坑工程设计人员的首要工作。本文以青岛某实际工程为例对基坑支护方式选择、设计等进行了分析。
1 工程概况及环境条件
工程位于青岛市繁华地段，紧邻南北向主干道山东路、市政府及五四广场，周边地下管线复杂。基坑开挖深度7.3～20m，基坑支护周长约534m。地形总体较平坦，局部呈阶梯式陡降，由西向东倾斜。根据勘察资料，该场区内地层自上而下可简化分为7层: 素填土、砾砂、粉质黏土、含粘性土粗砾砂、强风化带、中等风化带、微风化带。
基坑西侧，地下室外墙轮廓线距离用地红线约24m；基坑南侧，地下室外墙轮廓线距离用地红线最近距离约30m；基坑东侧为空地，地下室轮廓线与施工道路最近距离约6.4m；基坑北侧，地下室外墙轮廓线距离用地红线距离约10m，距待建机修间和库房最近距离约6.2m，另基坑北侧有一现状2层建筑物，地下室轮廓线与建筑物最近距离约9.5m。本工程处于城市密集区，受周边建筑物、地下管线和交通道路的影响比较大，对基坑开挖引起的变形都非常敏感。
2 基坑支护设计分析
本基坑工程安全等级为一级。自基坑开挖起至回填结束，临时支护部分正常使用期限1年，永久支护部分正常使用期限50年。
2.1设计原则
在保证安全的前提下，兼顾经济及工艺成熟、施工速度快、施工方便的原则。
保证基坑开挖期间地下室的安全开挖和顺利施工。
保证基坑开挖期间基坑底不出现突涌的现象。
保证基坑开挖期间不发生工程桩被推挤，导致工程桩破坏变位的现象。
保证基坑开挖期间周边建筑物、管线的安全和稳定。
保证基坑开挖地下水控制措施对周边建筑物不造成较大的影响。
2.2 支护形式
该工程可选的基坑支护形式对比见表1。
表1支护方案综合比较表
由表1可知，土钉支护施工速度快、造价低，与桩墙体系支护相比，工期缩短一半以上，造价大概只有其三分之一，并且土钉支护对于最大水平位移的控制往往也小于同样条件下的桩墙支护。锚杆与支挡墙（土钉墙、钢筋混凝土墙）联合组成锚杆挡墙，施工速度快，锚固效果更明显。因此具体方案为：根据不同地段分别采取不同支护方案，部分做永久支护，主要支护形式采用土钉墙、复合土钉墙支护体系，永久支护部分采用锚杆挡墙。
2.3复合土钉支护设计
根椐周边环境条件、开挖深度、地质条件将基坑边坡划分12个支护区段分别采取不同的复合土钉支护方案，其中1区段和5～12区段绝对标高15.10以上部分需做永久支护。
土钉支护，系在开挖边坡表面铺钢筋网喷射细石混凝土，并每隔一定距离埋设土钉，使与边坡土体形成复合体共同工作，从而有效提高边坡稳定的能力，增强土体的延性，变土体荷载为支护结构的部分，对土体起到嵌固作用，对坡进行加固，增加边坡支护锚固力，使基坑开挖后保持稳定。
2.4 土钉支护的施工顺序
按设计要求自而下分段、分层开挖工作面，修整坡面埋设喷射混凝土厚度控制标志，喷射第一层混凝土→钻孔、安设土钉→注浆、安设连接件→绑扎钢筋网，喷射第二层混凝土→设置坡顶、坡面和坡脚的排水系统。如土质较好亦可采取如下顺序：开挖工作面、修坡→绑扎钢筋网→成孔→安设土钉→注浆、安设连接件→喷射混凝土面层。
2.5复合土钉支护方式的质量保障
基坑支护工程的施工质量不仅仅是施工过程控制得到的，还需要在设计时对工程可能遇到的情况进行充分的考虑，以此保障工程质量。
土钉采用抗拉试验检测承载力，同一条件下，试验数量不宜少于土钉总数的1％，且不少于3根；土钉抗拉力平均值应大于设计要求，且抗拔力最小值应不小于设计要求抗拔力的0.9倍；墙面喷射混凝土厚度应采用钻孔检测，钻孔数宜为每100m2墙面积一组，每组不少于3点。
3基坑监测概要
基坑施工应当严格按照各项规定施工并应当加强监测，同时根据对工程监测的结果及时采取安全有效的措施。保证工程施工顺利和不影响周边建筑物及地下管线的安全和使用。
3.1监测内容
对具体工程我们需要监测的内容主要有：基坑坡顶水平位移及沉降监测，周围建筑物沉降监测，锚杆轴力监测等。
3.2监测要求
基坑监测工作应委托给有资质的单位进行监测，监测前由受委托的监测单位根据支护设计方案、相关规范制定专门的监测方案。
基坑开挖后，对监测人员提出了更高的要求，監测人员必须每天对现场情况进行监测并作好记录，及时处理。
由于基坑工程土层的非均匀性，基坑维护设计与施工是一门综合性的岩土工程工作，基坑开挖后土体和地下水的自然平衡状态会发生很大的变化，对环境存在或多或少的影响，因而加强基坑开挖的环境监测，做好应急抢险准备以防患于未然是很有必要的。
4总结与建议
基坑支护方案的选择，取决于基坑的开挖深度、边坡土体的物理力学性质、地下水位、周边环境、变形控制要求及施工条件等。本文针对青岛某深基坑工程进行了支护方案设计。监测结果表明，设计的支护形式满足设计施工等各项要求。随着基坑工程向着更深更大的方向发展，理论基础和实际工程的结合还没有达到一个最佳的效果，对工程人员提出的要求更高，在深基坑支护结构形式优化选择、深基坑支护结构形式的创新上都需要深入研究，任重而道远。
参考文献
[1]刘国彬,候学渊等.基坑工程发展的现状与趋势[J].地下空间,1998,18卷第2期,P58-61.
[2]王明辉.建筑工程基坑支护工程设计规范[M].北京:中国建筑工业出版社,2005,1.
[3]杨育文,袁建新.基坑工程支护选型多样性探讨[J].岩土力学,1999,20卷第1期:70-72.
[4]王阳.长春市远东石化大厦基坑支护设计与优化[D].长春:吉林大学,2004.
[5]张振涛等.青岛某基坑工程爆破振动监测与分析[J].城市建设理论研究,2013,13期,P80-82.