1、深大基坑工程概述

1.1 發(fā)展現(xiàn)狀

隨著基坑工程向著深大方向快速發(fā)展，基坑支護(hù)設(shè)計(jì)與施工技術(shù)突飛猛進(jìn)，近年來我國已是世界上深基坑工程最多、規(guī)模最大的國家。

隨著城市建設(shè)和更新升級的加快，滿足不同功能用途的地下空間得到越來越多的開發(fā)利用，開發(fā)出地鐵車站、地下商場、地下停車場、地下民用設(shè)施與軍用設(shè)施等大型地下空間。

開發(fā)規(guī)模越來越大，近年來出現(xiàn)很多開挖面積10~30萬㎡、深度達(dá)45m的深大基坑。通常都位于建筑密集城市中心，周邊環(huán)境與地質(zhì)條件復(fù)雜，工期緊且環(huán)保要求嚴(yán)，導(dǎo)致基坑工程設(shè)計(jì)和施工難度越來越大，面臨的安全風(fēng)險(xiǎn)越來越高。

1.2 工程特點(diǎn)

1.2.1 顯性特征

就工程外在特征而言，基坑工程具有“深、大、險(xiǎn)、難”四大顯性特征。

從工程內(nèi)在特性分析，基坑工程具有“區(qū)域性強(qiáng)、獨(dú)特性強(qiáng)、綜合性強(qiáng)、時(shí)空性強(qiáng)”四大本質(zhì)特性。

1.3 受制條件

v 01 地質(zhì)條件

不同的地質(zhì)條件對圍護(hù)結(jié)構(gòu)體系作用差異很大，地質(zhì)條件復(fù)雜性制約深基坑施工，圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工均要根據(jù)具體地質(zhì)條件因地制宜制定針對性方案。

v 02 水文條件

地下水是制約基坑安全的主要因素，基坑風(fēng)險(xiǎn)出現(xiàn)多數(shù)是由于地下水處理不當(dāng)所造成，特別是在軟土地區(qū)超深基坑受多層承壓水影響，針對地下水風(fēng)險(xiǎn)還需采取截水、降水、減壓、回灌綜合控制措施。

v 03 環(huán)境條件

多數(shù)深大基坑工程周圍緊鄰道路、建筑物、地鐵等，各類地下管線密布，施工場地狹小，環(huán)境保護(hù)要求高，特別在軟土地區(qū)復(fù)雜環(huán)境條件下，基坑工程設(shè)計(jì)重心已由支護(hù)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度控制，轉(zhuǎn)到以基坑和周邊環(huán)境變形控制為核心的設(shè)計(jì)方法上。

1.4 施工風(fēng)險(xiǎn)

01 是符合設(shè)計(jì)和現(xiàn)行規(guī)范要求的工程

主要涵蓋四方面風(fēng)險(xiǎn)：支護(hù)體系風(fēng)險(xiǎn)、坑底隆起風(fēng)險(xiǎn)、地下水風(fēng)險(xiǎn)和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。

1.5 天津區(qū)域

屬于濱海富水軟土地質(zhì)區(qū)域，地質(zhì)與水文條件更差，深大基坑施工難度更大、施工風(fēng)險(xiǎn)更高。

2深大基坑支護(hù)設(shè)計(jì)與開挖方法

2.1 深大基坑支護(hù)形式

2.1.1 有內(nèi)支撐支護(hù)形式

① 圍護(hù)結(jié)構(gòu)：其作用是直接承受基坑施工階段側(cè)向土壓力和水壓力，并將此壓力傳遞到支撐體系，每種類型在適用條件、工程經(jīng)濟(jì)性和工期等方面各有側(cè)重。目前，深大基坑常用類型有圍護(hù)結(jié)構(gòu)由鋼板樁圍護(hù)墻、型鋼水泥土攪拌墻、灌注樁排樁、混凝土連續(xù)墻等。

② 止水帷幕：其作用是阻斷坑外水體流入坑內(nèi)或增大坑底水的滲流路徑，便于機(jī)械挖土及提供坑內(nèi)干作業(yè)施工條件等諸多目的。主要形式一為圍護(hù)結(jié)構(gòu)兼止水帷幕，如地連墻、型鋼水泥土攪拌樁、鋼板樁及咬合樁等；形式二為水泥攪拌樁止水帷幕，其施工工藝有高壓旋噴、兩軸攪拌、三軸攪拌、TRD工法、CSM工法等。

③ 水平支撐：其作用是用于傳遞和平衡作用在圍護(hù)結(jié)構(gòu)上的水土壓力，與圍護(hù)結(jié)構(gòu)共同組成支護(hù)體系。常見的支撐類型有：鋼支撐體系、混凝土支撐體系、鋼與混凝土組合支撐體系等。

④ 豎向支撐：其作用是承受水平支撐傳來的豎向荷載，加強(qiáng)支撐體系的空間剛度，保證水平支撐的縱向穩(wěn)定，要具有較好自身剛度和較小垂直位移。常見類型有臨時(shí)格構(gòu)柱+立柱樁、永久鋼立柱+立柱樁。

2.1.2 無內(nèi)支撐支護(hù)形式

主要形式有放坡、懸臂支護(hù)、樁錨支護(hù)。放坡是依靠土體自身的強(qiáng)度保持整個(gè)基坑的穩(wěn)定，適用于淺基坑，此工藝簡便、造價(jià)經(jīng)濟(jì)、施工進(jìn)度快；懸臂支護(hù)是依靠圍護(hù)結(jié)構(gòu)抵抗側(cè)向土壓力和水壓力，常見形式有單/雙排樁懸臂樁支護(hù)、水泥土重力式擋墻、型鋼水泥土攪拌樁等；樁錨支護(hù)是采用錨桿和樁共同組成支護(hù)體系。無內(nèi)撐支護(hù)為挖土和地下結(jié)構(gòu)施工提供了極大的便利，工期快，施工成本低。

2.2 深大基坑降水類型

2.2.1 疏干降水

疏干降水的作用是降低開挖深度范圍內(nèi)的上層滯水、潛水，提高邊坡穩(wěn)定性、增加坑內(nèi)土體的固結(jié)強(qiáng)度、便于機(jī)械挖土以及提供坑內(nèi)干作業(yè)施工條件等諸多目的。常見的疏干降水類型有：封閉型疏干降水、敞開型疏干降水、半封閉型疏干降水。

2.2.2 減壓降水

減壓降水的作用是通過有效降低基坑下部承壓含水層的水頭，防止坑底板隆起或突水產(chǎn)生流沙（基坑突涌）等工程事故的發(fā)生，保證基坑穩(wěn)定及施工與環(huán)境安全。適用于承壓含水層水頭對基坑穩(wěn)定與安全施工有不利影響時(shí)的措施。減壓降水方案類型有：坑內(nèi)減壓降水和坑外減壓降水。

（未完待續(xù)）