城市中心超大面积深基坑支护选型研究

唐闫浩

中天建设集团有限公司上海市200021

摘要:随着我国的建筑工程的不断发展，建筑工程规模不断扩大，建筑工程施工变得越来越复杂，深基坑支护选型是建筑工程施工的一项重要工作，尤其是在城市中超大面积深基坑的选型，对此本文进行了深入的探究，旨在为相关工作者提供借鉴。

关键词:城市中心；超大面积；深基坑；支护选型

随着我国城市化进程的不断加快，城市人口越来越密集，对住房需求量以及城市相关配套设施提出了更多的要求，因此许多建筑在城市中心拔地而起，而在城市中心地段进行工程施工，需要面临更为复杂的环境，受周边环境的限制较大，尤其是超大面积深基坑支护，加大了其施工难度，所以在实际施工过程中，就应选择合理的支护方案，为施工的顺利进行提供的便利的条件，满足工程施工的需求。

1深基坑支护类型

目前深基坑支护有多种类型，具体主要有以下几种：（1）悬壁桩（墙）结构。该结构主要是在基坑底部，合理的嵌入排桩，开挖后墙背后的压力，利用排桩下部的被动压力进行抵抗。（2）复合土钉墙。复合支护体系主要由三部分组成，即微型桩、土钉以及锚索，新型的复合土钉墙技术主要由土钉墙、预应力锚杆组合而成的，该支护类型适用范围较广，而且安全可靠、造价低。（3）双排桩结构。双排桩结构主要由两部分组成，一部分为前后支护桩，另一部分前后连梁。该支护结构的抗变形能力较强，且开挖方便。（4）衡重式桩板墙结构。衡重式桩板墙结构也是由两部分构成，一部分上部L型挡墙结构，另一部分为下部排桩。（5）桩锚结构。桩锚结构主要包括两个部分，一部分为排桩，另一部分为锚索体系，该结构具有较强的是影响，而且成本较低。（6）衡重式双排桩结构。衡重式双排桩是一项新型的支护结构，将衡重式桩板墙和双排桩作为基础，主要由两部分组成，上部为L型衡重台，下部为双排桩，衡重式双排结构具有较强土方开挖效率，但是造价较高。（7）全内支撑结构。该结构主要由两部分组成，即桩和支撑结构，该结构类型优势在于支撑长度大，但是造价高。（8）分仓内支撑结构。在基坑内部，维护结构分仓设置，在超大面积深基坑施工过程中，非常适合采用分仓内支撑结构，但是造价较高。

2城市中心超大面积深基坑支护选型

在城市超大面积深基坑支护选型过程中，还应从多方面进行充分考虑，包括变形控制、土石方外运效率、分期开发模式等，下面就针对这几方面，对深基坑支护类型进行探讨，具体内容如下：

2.1变形控制分析

在城市中心建设工程项目，深基坑受周围环境的影响较大，尤其对变形非常的敏感，所以在选择深基坑支护类型，应充分考虑其变形能力，在所有的深基坑支护类型中，变形较差的有两种类型，一是悬臂结构，二是复合土钉墙，这两种深基坑支护难以满足的变形控制要求；可以量化变形控制量的支护类型主要包括桩锚结构、双排桩、衡重式双排桩等，这些支护类型的变形控制量可以控制在40mm以内；全内支撑和分仓内支撑的变形控制量控制在30mm以内，具有较强的可行性。在深基坑施工过程中，若采用桩锚结构，应合理的组合锚索和桩，若锚索的刚度较强，桩的刚度较弱，桩身就容易出现变形；若桩的刚度较强，锚索的刚度较弱，桩身整体可能会出现倾覆变形等情况。所以采用桩锚支护结构时，一定严格控制锚索刚度。在城市中心大面积深基坑支护选型过程中，若对变形控制的要求较高，则可以采用变形控制控制能力较好、且具有一定的可行性的全内支撑结构以及分仓内支撑结构。

2.2土石方外运效率

在超大面积深基坑施工过程中，施工人员还应充分考虑土石方外运效率，在一些深基坑项目中，对土石方外运效率提出了较高的要求。所以在选择深基坑支护类型时，还应充分考虑基坑支护结构的出土效率，相关的支护结构类型中衡重式双排桩、桩锚结构以及双排桩的平均的每日出土量可以达到5000-10000m3，可以达到良好的出土效率，而分内支撑和分仓内支撑的平均每日出土量可以达到1000-3000m3，可行性较差。所以在深基坑支护过程中，对土石方外运效率要求较高，可以优先采用双排桩、衡重式双排桩以及桩锚结构等，在实际施工过程中，进行土石方外运，应尽量保证连续性，应减少其他因素对土石方外运产生的影响，以此提高土石方外运效率。

2.3分期开发模式

建设方为了收回一定成本，会采用分期开发模式，先完成部分项目，然后开始进行售楼。所以在实际施工过程中，对于土方以及地下室，都需要采用分区施工方式，所以采用的深基坑支护模式也要满足要求，在实际施工过程中，采用的深基坑支护结构，必须具备局部或独立稳定能力。一般深基坑支护体系都可以满足要求，如桩锚结构、衡重式双排桩结构等等，可以将其合理的运用在采用分期开发模式的深基坑支护结构中。

3城市中心超大面积深基坑支护选型案例分析

3.1工程实例

某建筑工程项目，位于城市市中心，建筑面积为大约为4万m2，该建筑项目要建设成商务公寓和高层写字楼，并建设地下室作为停车场。通过对该建筑工程周围环境的勘察，在该建筑项目的周围，不存在重要构筑物。本建筑工程占地面积较大，为超大面积的深基坑，建设单位为了快速回收成本，决定采用分期分块模式。

3.2基坑支护结构的要求

通过该建筑项目的进行分析，深基坑支护类型的选择应满足以下条件：由于该建筑项目周围的环境相对比较简单，施工单位未对深基坑支护提出了较高的变形控制要求；该项目位于市中心，在实际施工过程中，可能会对居民生活以及交通带来一定的不利影响，所以要求加紧施工，所以工期较为紧张，因此应选择便于施工，土方开挖效率较高的基坑支护结构；在选择基坑支护结构时，应保证在施工过程中，不会出现环境污染，以此满足建筑工程施工的文明施工的要求。

3.3深基坑支护选型

在根据深基坑支护选型过程中，应根据上述提出的要求，合理的进行选择。满足上述条件的深基坑支护类型主要包括双排桩、衡重式双排桩、桩锚结构，由于桩锚结构属于锚索类结构，可能会对后期的施工产生不利影响，所以将桩锚结构进行排除。对于衡重式双排桩和双排桩结构的土石方外运效率较高，适用于本工程的分期开发模式。但是二者相比衡重式双排桩结构内力分布更为合理，可以提高深基坑施工的安全性，所以最后选择衡重式双排桩结构进行深基坑支护施工。

3.4衡重式双排桩结构施工

衡重式双排桩是一项新型的支护结构，将衡重式桩板墙和双排桩作为基础，主要由两部分组成，上部为L型衡重台，下部为双排桩，采用衡重式双排桩结构，对于基坑侧壁不需要进行支护，可以大大提高深基坑支护的效率，。在实际施工过程中，采用衡重式双排桩结构施工，工程施工取得良好的效果，土方开挖效率达到了5000-10000m3/d，满足建设方的进度需求。衡重式剖面如下图所示：

衡重式双排桩结构剖面图（单位：m）

总结：

总之，深基坑支护选型对建筑工程的施工至关重要，在具体选型过程中，应确定建筑工程对深基坑支护类型的要求，并根据要求，对深基坑支护类型进行筛选，以此满足建筑工程的要求。一般情况下，城市中心超大面积深基坑支护过程中，对变形控制、土石方开挖效率等会提出较高的要求，因此应选择变形控制能力较强以及土石方开挖效率较高的支护类型，以此提高施工效率，促进深基坑支护施工顺利进行。

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