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摘要：本文依托某實際工程案例，結合項目特點、地質條件、周邊環境、通過對某頂管工作井的基坑支護方案，從經濟、技術、工期等方面進行了對比分析，并對施工中的注意事項提出了要求，可為類似工程的基坑支護方案選型提供一定的參考。

關鍵詞：基坑；支護；旋挖樁；SMW工法；鋼板樁；降水；監測

0引言

隨著社會經濟的發展，高層建筑、城市車庫、地下商場、城市軌道交通等地下空間的開發與利用，形成了大量的深基坑工程，這些深基坑工程往往位于城市中心區，周圍建筑物密集、地下管線錯綜復雜，交通量巨大。如何保證基坑穩定性的同時，滿足變形控制要求，減少對周圍環境的影響，這些對深基坑的設計方法、支護結構選型、施工技術均提出了較高的要求。本文結合了某項目中管道開挖基坑支護，探討管道開挖基坑支護方案選型及分析。

1項目基本概況

本項目位于湖南省岳陽市，擬建工程為城區雨污水管道改造，工作井基坑開挖面積約為240～384m2，基坑長度約為20～24m，寬度約為12～16m。基坑開挖深度約為4.6～9.9m。現狀場地及其周邊主要為道路、綠地及建筑物。

2場地地層及地下水

2.1場地地層

根據《巖土工程勘察報告》及場地整平條件，在基坑開挖深度范圍內地層主要為雜填土、板巖構成，各層土的野外特征及埋藏條件詳述如下：①1雜填土(Q4ml)雜色，主要由地磚、瀝青、混凝土路面組成，一般層厚10～30cm，局部厚度達50～60cm。其中，0～10cm地磚或瀝青，10～30cm混凝土，底部為碎石墊層。場區普遍分布。土石分級為V級，屬次堅石。某管道開挖基坑支護方案選型研究StudyonSelectionofSupportingSchemeforaPipelineExcavationFoundationPit陳迎張茅徐磊陳文科（中國建筑第二工程局西南公司，重慶400000）摘要：本文依托某實際工程案例，結合項目特點、地質條件、周邊環境、通過對某頂管工作井的基坑支護方案，從經濟、技術、工期等方面進行了對比分析，并對施工中的注意事項提出了要求，可為類似工程的基坑支護方案選型提供一定的參考。關鍵詞：基坑；支護；旋挖樁；SMW工法；鋼板樁；降水；監測中圖分類號：TU992文獻標識碼：A②2雜填土(Q4ml)雜色，稍濕，稍密，主要成分為碎石、黏性土，局部地段夾少量淤泥質土，母巖主要為板巖，塊徑1～10cm，硬質物含約50～70%，回填年限10～15年。場區普遍分布。土石分級為Ⅲ級，屬硬土。③2粉質黏土(Q4al)褐黃色，可塑，由黏粒及粉粒組成，無搖震反應，干強度中等，韌性中等，刀切面稍有光澤。場區局部分布。土石分級為Ⅰ級，屬軟土。④2強風化板巖(Ptlnc)淺黃色，變余結構，板狀構造，礦物成分主要為隱晶質的黏土礦物及碳質、鐵質粉末等，呈半巖半土狀，局部碎塊狀，塊徑2～8cm，原巖結構易辨，節理裂隙極為發育，多為褐色鐵錳質侵染，局部夾少量石英巖塊，強度較高。場區普遍分布。土石分級為Ⅲ級，屬硬土。⑤3中風化板巖(Ptlnc)淺黃色，變余泥質、砂質結構，板狀構造，礦物成分主要為隱晶質的黏土礦物及碳質、鐵質粉末等，節理裂隙發育，裂隙面可見褐色鐵錳質浸染，部分裂隙充填石英巖脈，厚度1～4cm，強度較高，巖芯較破碎，以柱狀、碎塊狀為主，柱長10～30cm，碎塊粒徑4～8cm，RQD=25～45，巖石堅硬程度為較軟巖，巖體完整程度為較完整，巖體基本質量等級為Ⅳ類。場區普遍分布。土石分級為Ⅳ級，屬軟石。⑥4微風化板巖(Ptlnc)青灰色，變余泥質、砂質結構，板狀構造，礦物成分主要為隱晶質的黏土礦物及碳質、鐵質粉末等，節理較發育，部分裂隙充填石英巖脈，厚度0.5～2cm，強度較高，巖芯多呈柱狀，節長10～60cm，RQD=50～75，巖石堅硬程度為較硬巖，巖體完整程度為較完整，巖體基本質量等級為Ⅲ類。場區普遍分布。土石分級為Ⅴ級，屬次堅石。

2.2地下水

根據區域水文地質資料、相關工程經驗及試驗結果，場地內地下水與周邊現狀河流及湖泊存在水力聯系，枯水期場地地下水補充周邊現狀河流及湖泊，豐水期周邊現狀河流及湖泊向本場地補給。基巖裂隙水主要賦存于冷家溪群板巖的風化裂隙之中，場地內強、中風化巖石裂隙發育，巖體破碎，且基巖裂隙水與鄰近河道及湖泊存在水力聯系。根據鉆孔水位觀測，上層滯水水位埋深0.50m～3.45m；基巖裂隙水水位埋深-0.3m～6.20m。

3基坑支護方案選型及計算

3.1基坑支護結構的選型分析

本項目基坑支護結構安全等級為二級，重要性系數為1.0，基坑支護有效使用時間為12個月。基坑支護選型需綜合考慮多個影響因素，保證安全的前提下，盡量實現經濟、合理、便于施工。結合地質條件、水文條件、周圍環境、基坑開挖深度，本項目初步擬定了三種方案：方案一：鋼筋混凝土鉆孔灌注樁+內支撐鋼筋混凝土鉆孔灌注樁的優勢為樁身強度高，剛度大，支護結構穩定性好，變形較小。成樁設備可根據土層及工期要求合理選擇，選擇性多，適用范圍廣。缺點是造價較高，成樁后養護工期較長，同時樁間縫隙若處理不好易造成水土流失，特別是地下水位較高的透水層地層。方案二：SMW工法樁+內支撐SMW工法樁施工基本無噪聲，對周圍環境影響小。結構強度可靠，擋水防滲性能較好，可以配合多道錨索或支撐應用于較深的基坑。同時施工完成之后，H型鋼可以回收利用，可降低造價。缺點是較適用與土質較軟，可施工水泥攪拌樁的場合，若在巖層中使用，需另外采用成孔設備。方案三：拉森鋼板樁+內支撐拉森鋼板樁耐久性良好，二次利用率高，施工方便，工期短，同時具備一定擋水防滲性能。缺點是懸臂抗彎能力較弱，開挖后變形較大，若在較硬的土層或巖層中使用，打入較困難，需要先采用旋挖鉆機或長螺旋鉆機進行引孔后再打入。

3.2基坑支護結構的計算

本項目采用深基坑支護結構軟件對不同開挖深度的基坑的三種方案均進行了詳細計算。設計采用天然狀態下的土性參數進行穩定和變形計算。同時考慮節約項目造價，基坑頂水平位移盡量按30mm控制。3.2.1設計荷載。（1）距離基坑邊沿2.0m范圍禁止堆載及動載。（2）基坑四周按均布荷載30kPa考慮。（3）施工車輛荷載按30kPa考慮。3.2.2地下水位。（1）基坑內地下水位位于基坑底以下0.5m處。（2）基坑外地下水位位于地表以下1m處。3.2.3計算參數選取。根據勘察報告提供的巖土參數結合地區經驗確定的各土層設計參數見表1：3.3.3計算結果分析。二號井，基坑開挖深度為4.6m，三種方案的計算結果見表2：由計算結果可知，基坑開挖深度為4.6m，三種方案均可行，樁頂水平位移及安全系數均能滿足規范要求。四號井，基坑開挖深度為6.8m，三種方案的計算結果見表3：由計算結果可知，基坑開挖深度為6.2m，三種方案均可行，樁頂水平位移及安全系數均能滿足規范要求。五號井，基坑開挖深度為9.9m，三種方案的計算結果見表4：由計算結果可知，基坑開挖深度為9.9m，SMW工法樁及鋼板樁的樁頂位移均超過允許值，需增加一道水平支撐才能滿足變形要求，但因受需埋設的管道管徑限制，設置三道水平支撐對施工影響很大，會嚴重影響施工進度。3.3.4各方案的造價分析。由上表可知，經計算，鋼筋混凝土灌注樁綜合單價最高，SMW工法樁綜合單價次之，鋼板樁方案綜合單價最低。由上表可知，經計算，鋼筋混凝土灌注樁綜合單價最高，SMW工法樁綜合單價次之，鋼板樁方案綜合單價最低。由上表可知，經計算，鋼筋混凝土灌注樁綜合單價最高，SMW工法樁綜合單價次之，鋼板樁方案綜合單價最低，但設置三道水平支撐對會嚴重影響施工進度。綜合以上結構計算結果、工程造價、工期等多方面因素，二號井支護結構建議采用鋼板樁支護，四號井支護結構建議采用鋼板樁支護，五號井支護結構建議采用鋼筋混凝土灌注樁支護。

4、結論

通過本項目基坑工程支護結構設計選型分析過程，可總結出如下結論：（1）當溝槽基坑深度不超過7m時，且樁底位于巖層中，建議優先采用鋼板樁+水平支撐支護結構。（2）當溝槽基坑深度超過10m時，懸臂高度過長，因鋼板樁結構剛度較小，導致樁頂位移過大，需增設一道水平支撐才能保證樁頂位移滿足規范要求，增設一道水平支撐對施工進度影響較大，綜合考慮，建議優先采用鋼筋混凝土灌注樁+兩道水平支撐支護。

參考文獻

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[2]劉建航，王衛東，基坑工程手冊（第二版）[M].北京:中國建筑工業出版社，2009.

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[4]林培源.鋼板樁在建筑工程深基坑支護中的應用研究[J].建材與裝飾，2012(20):131-132.

[5]魏仁杰,馬駿.鉆孔灌注樁和SMW工法樁在軟土地區基坑工程中的應用[J].巖土工程技術，2014，28(02):92-95.

作者:陳迎 張茅 徐磊 陳文科 單位:中國建筑第二工程局西南公司