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摘要：作为施工总承包管理人员，必须储备一定的工程建设知识，结合最近建设项目实例，浅析建筑工程基坑设计方案的选型和合理优化。
前言：随着国家对建筑工程安全等级要求的逐步提高，市场规范制度的不断完善，必须对涉及建筑结构使用安全、施工管理措施安全的内容按照法律法规、国家标准进行合理化设计，达到开发项目经济合理的目的。本文结合滨海新区旅游度假区A7地块工程基坑设计实例浅析方案的选型。
中图分类号：TV551.4 文献标识码：A 文章编号：
工程概况：
本工程坐落于天津滨海新区塘黄路，该地块Ⅰ期工程包括1#、2#、3#、7#、8#、9#、10#楼和一个地下车库，各单位工程的地下室（含夹层）分别于车库相连，用地面积24196.8㎡，建筑面积189090.5㎡，建筑层数27-33层，建筑高度96.6米，结构形式为混凝土剪力墙结构，安全等级为二级，建筑类别为一类高层建筑，耐火等级为一级。
该工程地下室底板标高-6.95Om,板厚400mm，七个单体底板标高-5.950m～-6.950m，板厚1250mm～1400mm，电梯基坑坑底标高-8.000m～-9.500m，根据现场自然地坪条件平均基坑深度为5m。
基坑设计开发理念：
从开发角度考量基坑设计方案不仅要达到设计合理、经济、可行，同时还需考虑施工方便，处理突发事件设计与施工统一，本着这个理念，我们选择了一家兼有设计、施工资质的单位为本项目基坑设计施工服务。
周边环境及地质条件：
拟建场地位于天津市滨海新区，场地周边道路众多，南侧为杨北公路，西侧为京津高速公路，东侧为唐津高速公路，周边无永久建筑物，在东南角有三栋平房临时建筑距离基坑8米，西北角距离黄岗水库一库20米，其余地方周边为荒地，但建筑红线基本与建筑外墙皮重合。根据勘察报告，该场区在地貌单元上为海积平原，后经人工改造填垫而成，钻探范围内以素填土、淤泥质土和粉土为主，主要物理力学性质见下表：
本工程设计﹢ 0.000标高为大沽高程5.800米，勘察期间，在22.0m深度内观测到两层地下水。第一层地下水类型为潜水，地下水稳定水位埋深为0.28~1.90m，水位标高为1.48~3.51m。第二层地下水类型为微承压水，水头距地面的距离为10.51~11.10m，水头标高为-8.25~-7.04m，基坑平均深度5m，局部电梯坑深7.5m。
考虑地面施工荷载为15kn/㎡，地面标高-1.8m~-2.0m计算。
支护方案的影响因素。
地下室基坑支护方案的确定，要综合多种实际因素进行考虑分析，确定多种施工方案,从中选定经济、安全、适用的施工方案进行施工，简要概述如下几方面
土方开挖方案是决定深基坑支护设计的重要条件，一般常见的为两种开挖形式：放坡开挖和垂直开挖。放坡开挖适用于基坑四周场地空旷，周围无临近建筑物、地下管线和道路的情况，同时要求基坑放坡开挖土体在施工期间能够自稳，当基坑处于软弱地层中时，放坡开挖的坡度不宜过大，如果土体塑性较差，还需对土体做稳定性验算和加固，当然相对提高一些成本，边坡稳定常用土钉墙或者喷锚支护的设计。相对垂直开挖的形式适用于建设用地紧张，周围附近临近建筑物、道路或者重要市政设施等，但采用垂直开挖都做支护结构，保证施工的安全性。常见的支护结构：钢板桩、钢筋混凝土板桩、钻孔灌注桩挡墙、H型钢支撑、木挡板支护挡墙、地下室连续墙、深层搅拌桩水泥土挡墙、土钉墙、旋喷桩挡墙等。
土方开挖还要考虑地下水位的情况，如果地下水位在基坑以上，基坑开挖前一般采用井点法坑内降水，降低开挖影响范围地层的地下水位，以防止开挖中动水压力引起的流砂现象和渗流的作用，并且增加土体抗剪强度，提高边坡稳定性，常见的有轻型井点和深井点。此外，还要严禁地表水或基坑排水倒水、土体回渗流入基坑，故需要做截水措施，俗称止水帷幕，一般采用水泥土搅拌桩挡墙、高压旋喷桩挡墙等。
本项目七个单位地下部分与地下车库连城一个整体，从土方开挖的角度为一个综合整体基坑，开挖面积较大，相对开挖时间较长，故支护设计的安全使用时间必须保证土方开挖完毕、地下室主体结构施工完成和全部肥槽回填土完成的的时间。
天津市将深度超过5M的基坑划类为深基坑，涉及到的基坑设计需做专家论证。
支护方案的确定。
根据地勘资料可以看出该工程位于软土地区，土体具有剪切力小，含水率高，孔隙率大，压缩性高，固结系数小，固结时间长，灵敏度高，扰动性大，透水性差等特点，放坡开挖土体边坡稳定性较差，要求坡度不能太大，如果完全放坡边坡的水平长度就会增大，根据红线位置需要占用很多临时用地产生一定费用，不经济。
根据水文资料开挖深度范围内有两层地下水，开挖前将地下水位降至边坡边缘和基底以下，保证边坡稳定，防止涌流，保证施工过程处在疏干和坚硬的工作条件下开挖，故需选择适宜的降水井方式。由于深井降水适用于低渗透性的粉砂、粉土和淤泥质土，降水深度可达8m～18m，降水范围达到200㎡的范围，与本工程地质环境相符，故采用深井降水的方式。同时为防止基坑侧壁尤其是水库中地下水渗流入基坑内，需要做止水帷幕。
如果完全采用垂直开挖形式，可选用上述几种支护结构形式，但研究表明基坑开挖深度越大，尤其在软土地区做悬臂式支护结构经验算嵌固深度要求更大，材料使用量加大，且深基坑安全性要求较高，一般采用SMW工法施工、钻孔灌注桩和地下连续墙，相对这几种支护形式加大嵌固深度的成本都很高，钻孔灌注桩还需在外侧做止水帷幕。
最终考虑到深层搅拌桩既能用于止水帷幕的施工，又可以做重力式水泥土挡墙，然后结合放坡开挖形式做基坑支护设计，优化成本，同时为保证放坡开挖坡体的稳定性，增强土体破坏的延性，做了喷锚支护的设计。
支护形式
采用搅拌桩挡墙+反压土的支护形式，搅拌桩共设置4排，局部3排格构布置，桩径700mm，搭接200mmm，有效桩长11.5M～14M，桩顶标高-1.8M～-2.0M，内侧反压土采用1：1两步放坡，两坡之间有800mm宽的混凝土平台，整个坡面挂钢丝网喷射水泥砂石混凝土浆。在东南角靠近建筑物区域部分采用钻孔灌注桩护坡桩挡墙+搅拌桩止水，护坡桩间距1400mm，桩径800mm,桩顶设置帽梁1000×800mm，桩间土挂网喷射混凝土。
重力式挡土墙需要做滑动稳定性验算、倾覆稳定性验算和挡墙结构应力验算。
滑动稳定性验算公式：Kh= Kh-抗滑动稳定安全系数，Kh≥1.2，基坑边长＜20M时，Kh≥1.0。W-墙体自重， ()/()_D_D
倾覆稳定性验算：Kq = Kq-抗滑稳定安全系数，Kq≥1.2，基坑邊长＜20m时，Kq≥1.0,b、Hp、Ha-分别为W、Ep、Ea对墙趾A的力臂。
墙身应力验算：σ =＜,ｔ = ,W1-验算截面以上部分的墙重（n）,Qu、Φ、C-水泥土抗压强度，（n/mm²）,内摩擦角（°），内聚力（n/mm²）。
土体的整体滑动验算采用条分法：Cai = Ci （1-Ac） + Ccoi×Ac ，Cai-第i个水泥土桩的平均内聚力（n/mm²），Ci-第i个土条的内聚力（n/mm²）， Ccoi-水泥土桩的内聚力（n/mm²），Ac-置换率（单位长度内水泥土桩面积与桩墙面积之比）。
经过上述验算，该支护形式满足安全和使用要求，同时经过了专家的基坑论证,满足设计要求。
基坑监测
通过对基坑支护体系的监测，针对监测结果进行分析处理，随时掌握基坑支护体系的工作状态，遇到意外情况时能够及时预警，将防止措施实施在事故发生之前，确保基坑支护体系的绝对安全。
支护结构的监测项目、测点布置、监测精度、监测频率、控制标准详见下表：
结语
目前，本工程土方开挖基本完毕，施工期间地面建筑物一切正常，未受任何影响，根据监测结果，基本与设计计算吻合，总体而言，工程顺利施工，同时为我方节约了成本。
基坑支护设计是一个复杂的过程，需要考虑多种地质因素和周边环境的影响，作为建设方应该重视前期资料的收集工作，提供给支护设计单位，保证信息的真实可靠，这样才能保证支护设计的经济合理和结构安全可靠的使用。
参考文献
1.俞跃平、深层搅拌桩法在深基坑围护中的应用[J].基坑与边坡工程,2000
2.黄生根等，地基处理与基坑支护工程【M】武汉：中国地质大学出版社，1997，（3）。
前言：随着国家对建筑工程安全等级要求的逐步提高，市场规范制度的不断完善，必须对涉及建筑结构使用安全、施工管理措施安全的内容按照法律法规、国家标准进行合理化设计，达到开发项目经济合理的目的。本文结合滨海新区旅游度假区A7地块工程基坑设计实例浅析方案的选型。
中图分类号：TV551.4 文献标识码：A 文章编号：
工程概况：
本工程坐落于天津滨海新区塘黄路，该地块Ⅰ期工程包括1#、2#、3#、7#、8#、9#、10#楼和一个地下车库，各单位工程的地下室（含夹层）分别于车库相连，用地面积24196.8㎡，建筑面积189090.5㎡，建筑层数27-33层，建筑高度96.6米，结构形式为混凝土剪力墙结构，安全等级为二级，建筑类别为一类高层建筑，耐火等级为一级。
该工程地下室底板标高-6.95Om,板厚400mm，七个单体底板标高-5.950m～-6.950m，板厚1250mm～1400mm，电梯基坑坑底标高-8.000m～-9.500m，根据现场自然地坪条件平均基坑深度为5m。
基坑设计开发理念：
从开发角度考量基坑设计方案不仅要达到设计合理、经济、可行，同时还需考虑施工方便，处理突发事件设计与施工统一，本着这个理念，我们选择了一家兼有设计、施工资质的单位为本项目基坑设计施工服务。
周边环境及地质条件：
拟建场地位于天津市滨海新区，场地周边道路众多，南侧为杨北公路，西侧为京津高速公路，东侧为唐津高速公路，周边无永久建筑物，在东南角有三栋平房临时建筑距离基坑8米，西北角距离黄岗水库一库20米，其余地方周边为荒地，但建筑红线基本与建筑外墙皮重合。根据勘察报告，该场区在地貌单元上为海积平原，后经人工改造填垫而成，钻探范围内以素填土、淤泥质土和粉土为主，主要物理力学性质见下表：
本工程设计﹢ 0.000标高为大沽高程5.800米，勘察期间，在22.0m深度内观测到两层地下水。第一层地下水类型为潜水，地下水稳定水位埋深为0.28~1.90m，水位标高为1.48~3.51m。第二层地下水类型为微承压水，水头距地面的距离为10.51~11.10m，水头标高为-8.25~-7.04m，基坑平均深度5m，局部电梯坑深7.5m。
考虑地面施工荷载为15kn/㎡，地面标高-1.8m~-2.0m计算。
支护方案的影响因素。
地下室基坑支护方案的确定，要综合多种实际因素进行考虑分析，确定多种施工方案,从中选定经济、安全、适用的施工方案进行施工，简要概述如下几方面
土方开挖方案是决定深基坑支护设计的重要条件，一般常见的为两种开挖形式：放坡开挖和垂直开挖。放坡开挖适用于基坑四周场地空旷，周围无临近建筑物、地下管线和道路的情况，同时要求基坑放坡开挖土体在施工期间能够自稳，当基坑处于软弱地层中时，放坡开挖的坡度不宜过大，如果土体塑性较差，还需对土体做稳定性验算和加固，当然相对提高一些成本，边坡稳定常用土钉墙或者喷锚支护的设计。相对垂直开挖的形式适用于建设用地紧张，周围附近临近建筑物、道路或者重要市政设施等，但采用垂直开挖都做支护结构，保证施工的安全性。常见的支护结构：钢板桩、钢筋混凝土板桩、钻孔灌注桩挡墙、H型钢支撑、木挡板支护挡墙、地下室连续墙、深层搅拌桩水泥土挡墙、土钉墙、旋喷桩挡墙等。
土方开挖还要考虑地下水位的情况，如果地下水位在基坑以上，基坑开挖前一般采用井点法坑内降水，降低开挖影响范围地层的地下水位，以防止开挖中动水压力引起的流砂现象和渗流的作用，并且增加土体抗剪强度，提高边坡稳定性，常见的有轻型井点和深井点。此外，还要严禁地表水或基坑排水倒水、土体回渗流入基坑，故需要做截水措施，俗称止水帷幕，一般采用水泥土搅拌桩挡墙、高压旋喷桩挡墙等。
本项目七个单位地下部分与地下车库连城一个整体，从土方开挖的角度为一个综合整体基坑，开挖面积较大，相对开挖时间较长，故支护设计的安全使用时间必须保证土方开挖完毕、地下室主体结构施工完成和全部肥槽回填土完成的的时间。
天津市将深度超过5M的基坑划类为深基坑，涉及到的基坑设计需做专家论证。
支护方案的确定。
根据地勘资料可以看出该工程位于软土地区，土体具有剪切力小，含水率高，孔隙率大，压缩性高，固结系数小，固结时间长，灵敏度高，扰动性大，透水性差等特点，放坡开挖土体边坡稳定性较差，要求坡度不能太大，如果完全放坡边坡的水平长度就会增大，根据红线位置需要占用很多临时用地产生一定费用，不经济。
根据水文资料开挖深度范围内有两层地下水，开挖前将地下水位降至边坡边缘和基底以下，保证边坡稳定，防止涌流，保证施工过程处在疏干和坚硬的工作条件下开挖，故需选择适宜的降水井方式。由于深井降水适用于低渗透性的粉砂、粉土和淤泥质土，降水深度可达8m～18m，降水范围达到200㎡的范围，与本工程地质环境相符，故采用深井降水的方式。同时为防止基坑侧壁尤其是水库中地下水渗流入基坑内，需要做止水帷幕。
如果完全采用垂直开挖形式，可选用上述几种支护结构形式，但研究表明基坑开挖深度越大，尤其在软土地区做悬臂式支护结构经验算嵌固深度要求更大，材料使用量加大，且深基坑安全性要求较高，一般采用SMW工法施工、钻孔灌注桩和地下连续墙，相对这几种支护形式加大嵌固深度的成本都很高，钻孔灌注桩还需在外侧做止水帷幕。
最终考虑到深层搅拌桩既能用于止水帷幕的施工，又可以做重力式水泥土挡墙，然后结合放坡开挖形式做基坑支护设计，优化成本，同时为保证放坡开挖坡体的稳定性，增强土体破坏的延性，做了喷锚支护的设计。
支护形式
采用搅拌桩挡墙+反压土的支护形式，搅拌桩共设置4排，局部3排格构布置，桩径700mm，搭接200mmm，有效桩长11.5M～14M，桩顶标高-1.8M～-2.0M，内侧反压土采用1：1两步放坡，两坡之间有800mm宽的混凝土平台，整个坡面挂钢丝网喷射水泥砂石混凝土浆。在东南角靠近建筑物区域部分采用钻孔灌注桩护坡桩挡墙+搅拌桩止水，护坡桩间距1400mm，桩径800mm,桩顶设置帽梁1000×800mm，桩间土挂网喷射混凝土。
重力式挡土墙需要做滑动稳定性验算、倾覆稳定性验算和挡墙结构应力验算。
滑动稳定性验算公式：Kh= Kh-抗滑动稳定安全系数，Kh≥1.2，基坑边长＜20M时，Kh≥1.0。W-墙体自重， ()/()_D_D
倾覆稳定性验算：Kq = Kq-抗滑稳定安全系数，Kq≥1.2，基坑邊长＜20m时，Kq≥1.0,b、Hp、Ha-分别为W、Ep、Ea对墙趾A的力臂。
墙身应力验算：σ =＜,ｔ = ,W1-验算截面以上部分的墙重（n）,Qu、Φ、C-水泥土抗压强度，（n/mm²）,内摩擦角（°），内聚力（n/mm²）。
土体的整体滑动验算采用条分法：Cai = Ci （1-Ac） + Ccoi×Ac ，Cai-第i个水泥土桩的平均内聚力（n/mm²），Ci-第i个土条的内聚力（n/mm²）， Ccoi-水泥土桩的内聚力（n/mm²），Ac-置换率（单位长度内水泥土桩面积与桩墙面积之比）。
经过上述验算，该支护形式满足安全和使用要求，同时经过了专家的基坑论证,满足设计要求。
基坑监测
通过对基坑支护体系的监测，针对监测结果进行分析处理，随时掌握基坑支护体系的工作状态，遇到意外情况时能够及时预警，将防止措施实施在事故发生之前，确保基坑支护体系的绝对安全。
支护结构的监测项目、测点布置、监测精度、监测频率、控制标准详见下表：
结语
目前，本工程土方开挖基本完毕，施工期间地面建筑物一切正常，未受任何影响，根据监测结果，基本与设计计算吻合，总体而言，工程顺利施工，同时为我方节约了成本。
基坑支护设计是一个复杂的过程，需要考虑多种地质因素和周边环境的影响，作为建设方应该重视前期资料的收集工作，提供给支护设计单位，保证信息的真实可靠，这样才能保证支护设计的经济合理和结构安全可靠的使用。
参考文献
1.俞跃平、深层搅拌桩法在深基坑围护中的应用[J].基坑与边坡工程,2000
2.黄生根等，地基处理与基坑支护工程【M】武汉：中国地质大学出版社，1997，（3）。