土質(zhì)深基坑的支護(hù)方案選用及計算分析摘"要：城市建設(shè)蓬勃發(fā)展、地下空間開發(fā)需求持續(xù)攀升的背景下，土質(zhì)深基坑工程的重要性日益凸顯。支護(hù)方案的科學(xué)抉擇與精準(zhǔn)的計算分析，不僅是保障土質(zhì)深基坑施工安全的關(guān)鍵，更是維護(hù)周邊環(huán)境穩(wěn)定、有效控制工程成本的核心要素。[A2]"全面且深入地闡述了土質(zhì)深基坑支護(hù)方案的選用原則，涵蓋安全性、經(jīng)濟(jì)性、適用性及可施工性，確保支護(hù)方案在保障安全的同時，契合不同工程實際情況。結(jié)合具體工程案例，詳細(xì)解析從方案確定、結(jié)構(gòu)計算措施，為土質(zhì)深基坑支護(hù)工程提供極具科學(xué)性與實用性的參考依據(jù)，助力工程安全、高效開展。關(guān)鍵詞：土質(zhì)深基坑"支護(hù)方案"土壓力"支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力中圖分類號：TU753DiscussionoOntTh[A3]"eSelectionaAndCalculationAnalysisoOfSupportSchemesfForDeepSoilDeepFoundationPitsCHENGuangrong"LIWenxueChinaMunicipalEngineeringZhongnanCentralSouthDesignandResearchInstituteCo.，Ltd.，Wuhan，HubeiProvince，，430010ChinaAbstract：Againstthebackdropofboomingurbanconstructionandincreasingdemandforundergroundspacedevelopment，theimportanceofsoildeepexcavationengineeringisbecomingincreasinglyprominent.Thescientificselectionandprecisecalculationanalysisofsupportschemesarenotonlythekeytoensuringthesafetyofsoildeepfoundationpitconstruction，butalsothecoreelementsformaintainingthestabilityofthesurroundingenvironmentandeffectivelycontrollingengineeringcosts.Theselectionprinciplesofsoildeepfoundationpitsupportschemesarecomprehensivelyanddeeplyelaborated，coveringsafety，economy，applicability，andconstructability，ensuringthatthesupportschemesaresuitablefordifferentengineeringsituationswhileensuringsafety.Basedonspecificengineeringcases，thisarticleprovidesadetailedanalysisoftheschemedeterminationandstructuralcalculationmeasures，providinghighlyscientificandpracticalreferenceforsoildeepfoundationpitsupportengineering，andassistinginthesafeandefficientdevelopmentoftheproject.KeyWwords：Soildeepfoundationpit;Supportplan;EarthSoilpressure;Internalforceofsupportingstructure隨著城市化的高速發(fā)展，城市土地資源愈發(fā)緊張，向地下要空間成為必然趨勢。深基坑工程作為地下空間開發(fā)的基礎(chǔ)，面臨著諸多挑戰(zhàn)。在土質(zhì)條件復(fù)雜的區(qū)域進(jìn)行深基坑施工時，不僅要應(yīng)對土體自身的力學(xué)特性，還要考慮地下水的影響。同時，周邊密集的建筑物和地下管線，對基坑的變形控制提出了極高要求。一旦支護(hù)方案不合理，可能引發(fā)基坑坍塌、周邊建筑損壞、地下管線破裂等嚴(yán)重事故，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和社會影響。因此，研究土質(zhì)深基坑支護(hù)方案的選用與計算分析意義重大。1"土質(zhì)深基坑支護(hù)方案選用原則1.1"安全性原則支護(hù)結(jié)構(gòu)必須要保障有足夠的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性，可以承受一定的土體壓力、水壓力、施工期間的各類荷載，以保證基坑施工期間坑壁不會產(chǎn)生坍塌或滑坡等問題，確保施工人員與周邊環(huán)境的安全。在設(shè)計支護(hù)結(jié)構(gòu)期間，需充分考慮土體物理力學(xué)性質(zhì)、地下水情況、基坑開挖深度與形狀等因素，選用合理的計算模型與安全系數(shù)。1.2"經(jīng)濟(jì)性原則針對不同的支護(hù)類型造價進(jìn)行詳細(xì)分析、對比，綜合考慮支護(hù)結(jié)構(gòu)的材料成本、施工成本、維護(hù)成本、工期等因素，選擇經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)的施工方案。同時，也要避免出現(xiàn)過度設(shè)計，以免造成不必要的浪費。例如[A4]"：針對一些開挖深度較淺、周邊環(huán)境簡單的基坑，可以優(yōu)選放坡開挖、簡易支護(hù)的方式，如土釘墻支護(hù)；對于開挖深度較大、周邊環(huán)境較為復(fù)雜的基坑，則要在確保安全的前提下，通過優(yōu)化設(shè)計降低成本[1]。1.3"適用性原則根據(jù)工程地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件、基坑周邊環(huán)境、施工條件等綜合選擇支護(hù)方案。不同土質(zhì)條件對支護(hù)結(jié)構(gòu)存在不同的適應(yīng)性。例如[A5]"：針對[A6]"黏性土，較為適用于土釘墻、排樁等支護(hù)形式；針對砂性土，考慮到其滲透性較強(qiáng)，可以根據(jù)需求采用止水效果更好的地下連續(xù)墻或攪拌樁止水帷幕結(jié)合排樁的支護(hù)形式。1.4"可施工性原則所選支護(hù)方案應(yīng)具備良好的可施工性，可以在規(guī)定工期內(nèi)順利實施。選擇的支護(hù)結(jié)構(gòu)形式應(yīng)便于操作，施工工藝成熟可靠，施工期間易于控制質(zhì)量與安全。同時，充分考慮施工期間可能存在的各類問題，包括地下水處理、土方開挖順序與方法等，并制定有效的應(yīng)對措施。例如[A7]"：在軟土層中，使用灌注樁作為支護(hù)結(jié)構(gòu)時，應(yīng)避免發(fā)生塌孔現(xiàn)象；采用錨桿支護(hù)時，應(yīng)保證錨桿的支護(hù)效果[2]。2"常見土質(zhì)深基坑支護(hù)形式及對比分析2.1"放坡開挖放坡開挖作為一種較為簡單、經(jīng)濟(jì)的基坑支護(hù)方案，適用于開挖深度較淺、周邊場地開闊、土質(zhì)條件較好且地下水位較低的區(qū)域。其運行原理時通過合理設(shè)置邊坡坡度，讓土體在自身重力作用下保持穩(wěn)定性。放坡開挖的優(yōu)勢是成本低、施工簡單、工期短，無[A8]"須復(fù)雜的支護(hù)結(jié)構(gòu)；缺點是需要較大施工場地，對周邊環(huán)境有較高要求，并且開挖深度大或土質(zhì)較差時，難以保證邊坡穩(wěn)定性。2.2"土釘墻支護(hù)土釘墻支護(hù)[A9]"是在土體內(nèi)設(shè)置一定長度、密度的土釘，借助土釘和土體間的摩擦力、黏結(jié)力，最終形成一個穩(wěn)定的組合體。土釘墻支護(hù)適用于地下水位以上或經(jīng)降水處理后的[A10]"黏性土、粉土、雜填土及非松散砂土等土質(zhì)條件，開挖深度一般在12m以內(nèi)。該支護(hù)方案的優(yōu)勢是施工效率高、速度快、成本低、對周邊環(huán)境影響?。蝗秉c是土體自立性要求高，不適用于軟土地層、砂土地層，并且在地下水豐富的區(qū)域，需要采取有效的降水措施[3]。2.3"排樁支護(hù)排樁支護(hù)是指將鋼筋混凝土樁、鋼板樁按照一定間距進(jìn)行排列，形成擋土結(jié)構(gòu)。根據(jù)樁的不同類型，可以分為預(yù)制樁、灌注樁、鋼板樁等。排樁支護(hù)適用于各類土質(zhì)條件、不同開挖深度的基坑，特別是在周邊環(huán)境復(fù)雜、對地形控制要求較高的情況，更能彰顯其優(yōu)勢。排樁支護(hù)的優(yōu)點是強(qiáng)度高、剛度大、擋土效果好，不會對周邊環(huán)境造成過大影響；缺點是施工工藝較為復(fù)雜，施工成本[A11]"相對較高，并且施工中會產(chǎn)生振動、噪聲等問題。2.4"地下連續(xù)墻地下連續(xù)墻是采用專門的成槽設(shè)備，在泥漿護(hù)壁條件下，開挖出一定長度的溝槽，并在溝槽內(nèi)吊放鋼筋籠、澆筑混凝土，形成連續(xù)的鋼筋混凝土墻體。地下連續(xù)墻具有止水效果好、剛度大、對周邊環(huán)境影響小等優(yōu)勢，適用于各類復(fù)雜的地質(zhì)條件與深基坑工程；其缺點是施工設(shè)備昂貴、施工工藝復(fù)雜、成本高、施工周期長。2.5"內(nèi)支撐和錨桿支護(hù)內(nèi)支撐是指在結(jié)構(gòu)內(nèi)[A12]"設(shè)置水平支撐體系，如鋼支撐、混凝土支撐等，借助支撐體系將支護(hù)結(jié)構(gòu)所承受的荷載傳遞給基坑周圍土體或其他穩(wěn)固結(jié)構(gòu)。錨桿支護(hù)則是在土體內(nèi)鉆孔，并插入錨桿，通過錨桿與土體間的錨固力抵抗土體側(cè)壓力。內(nèi)支撐適用于形狀規(guī)則、面積較小的基坑，優(yōu)點是支撐剛度大、變形控制好；缺點是影響地下結(jié)構(gòu)施工和土方開挖。錨桿支護(hù)適用于周圍有足夠錨固空間的情況，優(yōu)點是不占用基坑內(nèi)部空間、施工便捷；缺點是對錨固地層有較高要求，軟土地層使用受限[4]。3"土質(zhì)深基坑支護(hù)方案選用與計算措施3.1"工程概況某城市商業(yè)綜合體項目，位于城市核心區(qū)域，地理位置十分關(guān)鍵?；娱_挖深度達(dá)10m，場地地層較為復(fù)雜，上部主要為粉質(zhì)[A13]"黏土，厚度約4m，其天然重度為19kN/m3，內(nèi)摩擦角為18°，[A14]"黏聚力為15kPa；下部為粉砂層，厚度約6m，天然重度為20kN/m3，內(nèi)摩擦角為30°，[A15]"黏聚力為5kPa。地下水位埋深較淺，僅為2m?；又苓吘o鄰已有20層高層建筑，基礎(chǔ)形式為樁基礎(chǔ)，距離基坑邊緣最近處僅8m；同時，旁邊還有城市主干道，各類地下管線密集分布，這對基坑變形控制提出了極為嚴(yán)格的要求，允許的最大水平位移不得超過30mm，周邊建筑物的最大沉降不得超過20mm。3.2"支護(hù)方案選擇首先，深度剖析了工程的地質(zhì)條件，場地上部粉質(zhì)黏土雖然有一定[A16]"黏聚力，但內(nèi)摩擦角較小，自立性欠佳；下部粉砂層滲透性強(qiáng)，如果地下水位控制不當(dāng)，則容易發(fā)生管涌、流沙問題[5]。其次，充分權(quán)衡周邊環(huán)境，項目緊鄰20層高層建筑，其樁基礎(chǔ)距離基坑邊緣間距僅有8m，一旦基坑變形過大，會影響相鄰建筑基礎(chǔ)，導(dǎo)致建筑沉降、傾斜。旁邊城市主干道下分布密集的地下管線，任何微小基坑變形都可能造成管道破裂、通信中斷等后果。所以，嚴(yán)格控制基坑變形是支護(hù)方案選擇的核心要點。對上述支護(hù)形式進(jìn)行詳細(xì)對比后，鉆孔灌注樁施工方案更加適宜，成為擋土結(jié)構(gòu)的首選，可以有效承受土體的側(cè)向壓力，確?；颖诘姆€(wěn)定性。再加上施工產(chǎn)生的振動、噪聲更小，不會對周邊環(huán)境造成過大影響，[A17]"符合本項目抵觸城市核心區(qū)域的特殊要求。內(nèi)支撐選用鋼筋混凝土支撐，主要考慮到其強(qiáng)大的變形控制能力，可以有效抵抗基坑變形，將水平位移、周邊建筑沉降控制在允許范圍內(nèi)。支撐采用對撐形式，該布設(shè)方式受力明確、傳力更直接，可以確保支撐結(jié)構(gòu)承受的荷載傳遞到穩(wěn)定土體。第一道支撐設(shè)置在距離地面1.5m處，第二道支撐位于距離地面5m處，如此設(shè)置既能充分發(fā)揮支撐的作用，又能為土方開挖和地下結(jié)構(gòu)施工提供較為便利的作業(yè)空間。3.3"支護(hù)結(jié)構(gòu)計算分析采用朗肯土壓力理論計算土壓力，考慮到粉質(zhì)[A18]"黏土和粉砂的物理力學(xué)性質(zhì)，確定了主動土壓力和被動土壓力系數(shù)。利用彈性地基梁法計算鉆孔灌注樁的內(nèi)力，根據(jù)計算結(jié)果確定灌注樁的直徑為800mm，間距為1.2m，配筋滿足強(qiáng)度要求。對鋼筋混凝土內(nèi)支撐進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計，計算其軸力、彎矩和剪力，確定支撐的截面尺寸和配筋。在穩(wěn)定性分析方面，通過計算，整體穩(wěn)定性、抗傾覆穩(wěn)定性和抗滑移穩(wěn)定性均滿足規(guī)范要求[6]。采用有限元軟件對基坑開挖過程進(jìn)行數(shù)值模擬，分析支護(hù)結(jié)構(gòu)和周邊土體的變形情況，結(jié)果顯示，基坑最大水平位移為25mm，周邊建筑物沉降最大值為15mm，均在允許范圍內(nèi)。支護(hù)結(jié)構(gòu)關(guān)鍵計算數(shù)據(jù)如表1所示。綜上所述，土質(zhì)深基坑支護(hù)方案的選用和計算分析是一項復(fù)雜而系統(tǒng)的工作，需要綜合考慮多種因素。在選用支護(hù)方案時，應(yīng)嚴(yán)格遵循安全性、經(jīng)濟(jì)性、適用性和可施工性原則，對各種支護(hù)形式進(jìn)行詳細(xì)的對比分析，選擇最適合工程實際情況的方案。[1]陳祥華，房江鋒.基于三維地質(zhì)模型的深基坑土方開挖管理研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2025，15（3）：108-111.[2]