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摘要：本文笔者结合某商住楼工程实例，根据基坑各部位土质差异与不同变形控制重要性, 灵活采用了复合土钉墙与排桩内支撑组合式支护方案,并阐述了其施工工艺流程及主要技术措施。
关键词：基坑；支护方案；复合土钉墙；排桩内支撑
Abstract: in this paper the author located in combination with an engineering example, according to the foundation pit each part of the differences and different soil deformation control importance, flexible composite soil nailing the wall and row pile interior support combined support scheme, and expounds the construction process and main technical measures.
Keywords: foundation pit; Support scheme; Composite soil nailing wall; Row pile support within
中图分类号：TU94+2文献标识码：A 文章编号：
0.引言
随着现代化经济的飞快发展，为了解决城市用地有限和人口密集的矛盾，开发地下空间已成为重要课题。高层或超高层建筑的基础设计越来越深，深基础施工技术也跟着不断发展。
深基坑开挖与支护结构是一个系统工程,涉及工程地质、水文地质、工程结构、施工工艺和施工管理。它是集土力学、水力学和结构力学于一体的综合性学科。支护结构又是由若干具有独立功能的体系组成的整体。正因为如此,无论是结构设计还是施工组织都应从整体功能出发,将各部分协调好,才能达到安全可靠、经济合理的目的。本文笔者结合某工程基坑各部位土质差异与不同变形控制重要性，灵活采用了两种组合支护方案，以供同行参考。
1. 工程概况
某住宅小区一期工程位于江门市新会区会城，地势平坦，该工程建筑地下设有地下室车库和人防地下室。地下车库建筑面积为8710平方米，其高度为3.3米，人防地下室高度为3.8米,总建筑面积为9815平方米，该建筑总高度为36米，建筑层数为11层。周围建筑物及地下管网设施较多，环境条件复杂，地质条件复杂，基坑支护难度大，风险高。该基坑工程施工具有以下特点:
1）基坑开挖深度大，达10.6米，为一级基坑工程。
2）施工场地狭小，基坑周围紧邻建筑物，城市主干道、人防工程和地下很多电缆、管线等。并且市政管道距离要求开挖的基坑边线极近，且与原来老基础纵横交错。
3）地下水埋藏浅，只有1.5米左右,地层透水性强，基坑涌水量大。
4）地层中夹软弱土层，圆砾层厚。这就决定了其渗水量比较大。
地质情况如下所示：
2．支护方案选择
经综合考虑，决定采用以下两种多支护基坑组合方案。
2.1 方案1
东侧北部基坑边有很多管线 ；基坑东南部淤泥层厚达5m(比其他部位厚2m左右)，且坑边有给水管，故决定在基坑东北侧与东南侧采用排桩结合一道钢筋混凝土水平内支撑为主的支护形式，可有效控制基坑东南、东北两个角部的变形，减小坑边管线的变形坡度差，防止管线破坏。通常管线破坏不是由绝对变形引起，而是由相对变形引起的，《基坑工程手册》提出煤气管道和上水管道的允许沉降差为1%L，L为每节管的长度。基坑上部80cm土层采用1∶1放坡、70cm土层为水泥搅拌桩重力式支护，下部为排桩内支撑支护，如图1所示。钢筋混凝土水平内支撑位于地下一层楼面以上。钻孔灌注桩有效长度为13.3m，直径为700mm,主筋配置为12φ22。
2.2 方案2
基坑其余部位采用大放坡、复合土钉墙与排桩内支撑相结合的支护形式。如图2所示：上部1.4m土层采用1∶1放坡；-3.000m标高以下设三道土钉，与水泥搅拌桩形成复合土钉墙；-5.600m以下为排桩内支撑支护。钢筋混凝土水平内支撑位于地下一层楼面以下。钻孔灌注桩底标高比方案1提高1m。钻孔灌注桩有效长度为9.8m，角撑部位直径为600mm，主筋为10φ20；对撑部位直径为800mm、主筋为12φ20。
3．支护方案特点
为解决不同支护形式间的协同作用问题，使不同的支护结构更好地共同作用，将两个方案的压顶梁连接起来，并对连接部位进行加强；方案2中大放坡与土钉墙支护所占比例相对较大，故将第三道土钉设置在压顶梁部位，加强土钉墙与排桩的协同作用。
本支护设计除满足结构承载力外，一方面能确保支撑与结构板面之间有一定
的施工空间，另一方面其竖向净空能满足小型挖土机挖土的条件。基坑内外采用明沟集水井方式排水。
4． 基坑施工
4.1施工顺序
基坑分为A、B、C、D、E、F六个区块进行施工，土方从基坑西侧中部出土，如图3所示。首先留设中心岛土墩进行土钉墙与大放坡施工；然后按BF→AE→DC的顺序开挖内支撑上部土方并留设南北两个中心岛。每
个区块开挖到位立即进行支撑施工；再开挖中心岛留土部分土方。支撑混凝土达到设计强度的80%后，开挖ABEF区支撑下部主楼部位土方，再挖中间其他部位土方。土方开挖到设计标高后施工地下室结构与传力带并进行换撑。
4.2基坑施工
(1) 大放坡、土钉墙施工：大放坡应坡度准确，及时覆盖。土钉墙按要求分层分段施工，土方开挖到位后即施工土钉墙，待土钉强度达到设计要求后方可开挖下一层土方。
(2) 内支撑上部土方按先高后低，先角撑后对撑，对称均衡施工，逐层分块开挖。每层土方挖完后立即制作钢筋混凝土内支撑，每个角撑与对撑浇筑后即可控制相应区域的变形。
(3) 内支撑下部先开挖南北两侧土方，再开挖中间部位土方，这样有利于控制基坑变形，还可使主楼土方尽快开挖到位，及早施工主楼底板。
(4) 根据地下一层楼面位于BF区内支撑下方而位于其他区块内支撑上方的特点，进行换撑施工。相应地下室底板施工完毕后，先施工BF区地下二层结构及传力带，同时拆除AE角撑并施工该区块地下二层结构及传力带，再拆除中间CD区对撑并施工该部分地下二层结构及传力带，BF区地下二层结构及传力带混凝土达到设计强度的80%后拆除BF区角撑并进行地下一层结构施工。
5． 施工监测
5.1监测内容与控制标准值
(1) 监测坑外深层土体水平位移、土体沉降、地下水位和水平支撑轴力等，以确保基坑与地下管线安全，比较两种基坑组合方案的科学性与经济性。
(2) 监测控制标准值：最大水平位移40mm，位移变化速率为3mm/d；支撑轴力5000kN；水位变化为800mm；坑外土体沉降量为20mm。
5.2监测成果分析
(1) F区基坑土体水平位移值比B区大，主要是受④淤泥质粘土的影响，F区④淤泥质粘土厚度达到5m，而B区只有3m。监测点02的设置过于偏向角部，位移值较小，其他三点的最大水平位移平均值为40.33mm。最大水平位移平均值与基坑开挖深度的比值为0.45%，与钻孔灌注桩深度的比值为0.27%，位移情况较理想，说明方案1的设计与施工比较合理。
(2) 方案2对撑和角撑的坑外土体最大水平位移值接近一致，6个监测点的平均值为39.78mm，与基坑开挖深度及桩长的比值分别为0.45%、0.29%，基坑位移情况较理想，说明方案2的设计与施工比较合理。
(3) 两种方案角撑部位5个监测点的土质情况基本相同。方案1坑外土体水平位移平均值比方案2小，说明在B区(有重要管线)与F区(土质较差)两个重要部位选择方案1的正确性。
(4) 换撑过程中坑外土体最大水平位移增大了12～27mm，在原基础上有较大增幅。换撑前基坑最大水平位移深度在地表下4～4.5m，换撑后均有抬高，方案1均上升到2m，方案2中除监测点04为2m外均上升到3m。最大水平位移深度的上升系由换撑引起。
在典型的深度——位移曲线图中，重力式挡土墙(或土钉墙支护)坑外上部土体位移呈发散状分布且位移值较大；排桩内支撐支护中上部土体位移一般较小且较集中。本工程的深度——位移曲线图反映了大放坡、重力式挡土墙 (或土钉墙支护)与排桩内支撑结合的特点，最大水平位移深度位于基坑中上部。典型的饱和软粘土在支护排桩或墙体有足够插入深度时，其最大水平位移出现在坑底附近；而中性粘土其最大水平位移出现在基坑中下部。若本工程采用纯排桩内支撑支护形式，最大水平位移估计出现在地表下5～6m位置。因此对周边有浅埋重要管线的基坑，宜采用以排桩为主的支护方式。
(5) 基坑沉降、水位及轴力监测表明，各轴力最大值在2000～2415kN之间，方案1的支撑轴力比方案2大，各支撑轴力均在警戒标准值以内。水位变化在3.08～3.75m，各监测点比较接近。基坑土体沉降量为5～8mm，在监测控制标准值以内。
6． 结语
本工程灵活应用了两种多支护组合基坑支护方案。在土质较差与基坑变形要求高的部位，采用以排桩内支撑为主的多支护组合方式，可有效控制基坑上部的变形；在其他一般部位，采用大放坡、复合土钉墙与排桩内支撑组合的支护方案，经济性强。组合方案既确保了基坑与周边管线的安全，又最大程度地节约了成本。
参考文献
[1] 陈昌富，王贻荪;深基坑土钉支护试验、设计方法和应注意的几个问题[J]；建筑技术；2002年02期.
[2] 张旭辉;锚管桩复合土钉支护稳定性研究[D]；浙江大学；2002年.
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：基坑；支护方案；复合土钉墙；排桩内支撑
Abstract: in this paper the author located in combination with an engineering example, according to the foundation pit each part of the differences and different soil deformation control importance, flexible composite soil nailing the wall and row pile interior support combined support scheme, and expounds the construction process and main technical measures.
Keywords: foundation pit; Support scheme; Composite soil nailing wall; Row pile support within
中图分类号：TU94+2文献标识码：A 文章编号：
0.引言
随着现代化经济的飞快发展，为了解决城市用地有限和人口密集的矛盾，开发地下空间已成为重要课题。高层或超高层建筑的基础设计越来越深，深基础施工技术也跟着不断发展。
深基坑开挖与支护结构是一个系统工程,涉及工程地质、水文地质、工程结构、施工工艺和施工管理。它是集土力学、水力学和结构力学于一体的综合性学科。支护结构又是由若干具有独立功能的体系组成的整体。正因为如此,无论是结构设计还是施工组织都应从整体功能出发,将各部分协调好,才能达到安全可靠、经济合理的目的。本文笔者结合某工程基坑各部位土质差异与不同变形控制重要性，灵活采用了两种组合支护方案，以供同行参考。
1. 工程概况
某住宅小区一期工程位于江门市新会区会城，地势平坦，该工程建筑地下设有地下室车库和人防地下室。地下车库建筑面积为8710平方米，其高度为3.3米，人防地下室高度为3.8米,总建筑面积为9815平方米，该建筑总高度为36米，建筑层数为11层。周围建筑物及地下管网设施较多，环境条件复杂，地质条件复杂，基坑支护难度大，风险高。该基坑工程施工具有以下特点:
1）基坑开挖深度大，达10.6米，为一级基坑工程。
2）施工场地狭小，基坑周围紧邻建筑物，城市主干道、人防工程和地下很多电缆、管线等。并且市政管道距离要求开挖的基坑边线极近，且与原来老基础纵横交错。
3）地下水埋藏浅，只有1.5米左右,地层透水性强，基坑涌水量大。
4）地层中夹软弱土层，圆砾层厚。这就决定了其渗水量比较大。
地质情况如下所示：
2．支护方案选择
经综合考虑，决定采用以下两种多支护基坑组合方案。
2.1 方案1
东侧北部基坑边有很多管线 ；基坑东南部淤泥层厚达5m(比其他部位厚2m左右)，且坑边有给水管，故决定在基坑东北侧与东南侧采用排桩结合一道钢筋混凝土水平内支撑为主的支护形式，可有效控制基坑东南、东北两个角部的变形，减小坑边管线的变形坡度差，防止管线破坏。通常管线破坏不是由绝对变形引起，而是由相对变形引起的，《基坑工程手册》提出煤气管道和上水管道的允许沉降差为1%L，L为每节管的长度。基坑上部80cm土层采用1∶1放坡、70cm土层为水泥搅拌桩重力式支护，下部为排桩内支撑支护，如图1所示。钢筋混凝土水平内支撑位于地下一层楼面以上。钻孔灌注桩有效长度为13.3m，直径为700mm,主筋配置为12φ22。
2.2 方案2
基坑其余部位采用大放坡、复合土钉墙与排桩内支撑相结合的支护形式。如图2所示：上部1.4m土层采用1∶1放坡；-3.000m标高以下设三道土钉，与水泥搅拌桩形成复合土钉墙；-5.600m以下为排桩内支撑支护。钢筋混凝土水平内支撑位于地下一层楼面以下。钻孔灌注桩底标高比方案1提高1m。钻孔灌注桩有效长度为9.8m，角撑部位直径为600mm，主筋为10φ20；对撑部位直径为800mm、主筋为12φ20。
3．支护方案特点
为解决不同支护形式间的协同作用问题，使不同的支护结构更好地共同作用，将两个方案的压顶梁连接起来，并对连接部位进行加强；方案2中大放坡与土钉墙支护所占比例相对较大，故将第三道土钉设置在压顶梁部位，加强土钉墙与排桩的协同作用。
本支护设计除满足结构承载力外，一方面能确保支撑与结构板面之间有一定
的施工空间，另一方面其竖向净空能满足小型挖土机挖土的条件。基坑内外采用明沟集水井方式排水。
4． 基坑施工
4.1施工顺序
基坑分为A、B、C、D、E、F六个区块进行施工，土方从基坑西侧中部出土，如图3所示。首先留设中心岛土墩进行土钉墙与大放坡施工；然后按BF→AE→DC的顺序开挖内支撑上部土方并留设南北两个中心岛。每
个区块开挖到位立即进行支撑施工；再开挖中心岛留土部分土方。支撑混凝土达到设计强度的80%后，开挖ABEF区支撑下部主楼部位土方，再挖中间其他部位土方。土方开挖到设计标高后施工地下室结构与传力带并进行换撑。
4.2基坑施工
(1) 大放坡、土钉墙施工：大放坡应坡度准确，及时覆盖。土钉墙按要求分层分段施工，土方开挖到位后即施工土钉墙，待土钉强度达到设计要求后方可开挖下一层土方。
(2) 内支撑上部土方按先高后低，先角撑后对撑，对称均衡施工，逐层分块开挖。每层土方挖完后立即制作钢筋混凝土内支撑，每个角撑与对撑浇筑后即可控制相应区域的变形。
(3) 内支撑下部先开挖南北两侧土方，再开挖中间部位土方，这样有利于控制基坑变形，还可使主楼土方尽快开挖到位，及早施工主楼底板。
(4) 根据地下一层楼面位于BF区内支撑下方而位于其他区块内支撑上方的特点，进行换撑施工。相应地下室底板施工完毕后，先施工BF区地下二层结构及传力带，同时拆除AE角撑并施工该区块地下二层结构及传力带，再拆除中间CD区对撑并施工该部分地下二层结构及传力带，BF区地下二层结构及传力带混凝土达到设计强度的80%后拆除BF区角撑并进行地下一层结构施工。
5． 施工监测
5.1监测内容与控制标准值
(1) 监测坑外深层土体水平位移、土体沉降、地下水位和水平支撑轴力等，以确保基坑与地下管线安全，比较两种基坑组合方案的科学性与经济性。
(2) 监测控制标准值：最大水平位移40mm，位移变化速率为3mm/d；支撑轴力5000kN；水位变化为800mm；坑外土体沉降量为20mm。
5.2监测成果分析
(1) F区基坑土体水平位移值比B区大，主要是受④淤泥质粘土的影响，F区④淤泥质粘土厚度达到5m，而B区只有3m。监测点02的设置过于偏向角部，位移值较小，其他三点的最大水平位移平均值为40.33mm。最大水平位移平均值与基坑开挖深度的比值为0.45%，与钻孔灌注桩深度的比值为0.27%，位移情况较理想，说明方案1的设计与施工比较合理。
(2) 方案2对撑和角撑的坑外土体最大水平位移值接近一致，6个监测点的平均值为39.78mm，与基坑开挖深度及桩长的比值分别为0.45%、0.29%，基坑位移情况较理想，说明方案2的设计与施工比较合理。
(3) 两种方案角撑部位5个监测点的土质情况基本相同。方案1坑外土体水平位移平均值比方案2小，说明在B区(有重要管线)与F区(土质较差)两个重要部位选择方案1的正确性。
(4) 换撑过程中坑外土体最大水平位移增大了12～27mm，在原基础上有较大增幅。换撑前基坑最大水平位移深度在地表下4～4.5m，换撑后均有抬高，方案1均上升到2m，方案2中除监测点04为2m外均上升到3m。最大水平位移深度的上升系由换撑引起。
在典型的深度——位移曲线图中，重力式挡土墙(或土钉墙支护)坑外上部土体位移呈发散状分布且位移值较大；排桩内支撐支护中上部土体位移一般较小且较集中。本工程的深度——位移曲线图反映了大放坡、重力式挡土墙 (或土钉墙支护)与排桩内支撑结合的特点，最大水平位移深度位于基坑中上部。典型的饱和软粘土在支护排桩或墙体有足够插入深度时，其最大水平位移出现在坑底附近；而中性粘土其最大水平位移出现在基坑中下部。若本工程采用纯排桩内支撑支护形式，最大水平位移估计出现在地表下5～6m位置。因此对周边有浅埋重要管线的基坑，宜采用以排桩为主的支护方式。
(5) 基坑沉降、水位及轴力监测表明，各轴力最大值在2000～2415kN之间，方案1的支撑轴力比方案2大，各支撑轴力均在警戒标准值以内。水位变化在3.08～3.75m，各监测点比较接近。基坑土体沉降量为5～8mm，在监测控制标准值以内。
6． 结语
本工程灵活应用了两种多支护组合基坑支护方案。在土质较差与基坑变形要求高的部位，采用以排桩内支撑为主的多支护组合方式，可有效控制基坑上部的变形；在其他一般部位，采用大放坡、复合土钉墙与排桩内支撑组合的支护方案，经济性强。组合方案既确保了基坑与周边管线的安全，又最大程度地节约了成本。
参考文献
[1] 陈昌富，王贻荪;深基坑土钉支护试验、设计方法和应注意的几个问题[J]；建筑技术；2002年02期.
[2] 张旭辉;锚管桩复合土钉支护稳定性研究[D]；浙江大学；2002年.
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。