深基坑支护方式选择及成本分析

深基坑是指开挖深度超过5米(含5米),或深度虽未超过5米,但地质条件和周围环境及地下管线特别复杂的工程。

深基坑工程施工事故频发,而且事故一旦发生,极易造成群死群伤,后果相当严重,究其原因,主要是施工方案及施工过程中各种安全预控措施不到位。

基坑支护,尤其是深基坑支护造价普遍较高,动辄百万千万,而且基坑支护在项目交付时已经看不到,是客户完全不感知的部分,因而基坑支护成为成本控制的重中之重

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深基坑支护主要形式

我国幅员辽阔,各地的地质均有差异,对于基础工程来说,既有条件较好的岩层,也有极端条件如溶洞、流沙、淤泥等,因而深基坑的支护形式也是根据项目具体的地址情况进行选择,有的项目会多种支护形式组合使用

排桩+内支撑

排桩+斜抛撑

钢板桩+内支撑

排桩+锚索

地下连续梁+逆做/内支撑

SMW+钢支撑

组合式钢支撑(张弦梁)

土钉墙

双排桩(组合式)

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深基坑支护实施关注点

基坑支护尤其是深基坑支护方案的设计需要考虑的因素很多,要具体项目具体分析,以下方面需要重点关注:

(1)地质资料

地质资料是进行深基坑支护的基础资料,要通过初勘、详勘或基坑专项勘察来落实

(2)周边环境资料

深基坑往往对周边已有构筑物有一定的影响,为了确保周边已有构造物的安全,在深基坑支付方案选择时要充分考虑周边情况,需要了解地形图(1:500):超出红线3倍基坑深度 范围情况地下管线:超出红线20-30m范围情况

周边建筑:地下室、结构形式、基础资料

(3)项目本身的信息

总平面图:坐标、主体布置、地下室范围、 室外标高 地下室图纸:地下室尺寸、剖面图、底板 厚度、核心筒 

基础:基础形式、深度、布置

(4)基坑安全

基坑安全是深基坑方案设计时需要重点确定的事项,一旦出现安全问题,将会是灾难性的;

不仅要确保基坑本身的安全,也要考虑周边环境的安全,如地下管线,压力管、高压电、军用光缆、通信等,再如周边建筑不要由于深基坑施工造成整体沉降、不均匀沉降、倾斜、裂缝等

(5)工程进度需要

要充分考虑基坑支护与其他分部分项工程的搭接、配合,如基坑支护与土石方,要便于土方施工、便于出土;再如 基坑支护与桩基础要协调好施工先后、桩基施工标高、桩基础检测等等。

也要在造价允许的情况下,选择施工周期较短,且有利于审批通过的方案

(6)成本控制

在保证安全、进度的同时也要考虑造价情况,对于深基坑支护方案应注重多方案比选

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深基坑支护形式选择

常用支护方式的选择

根据地质特点,按地层对基坑支护的影响分类,常用的深基坑支护方案可参照下表

岩土体对基坑支护的影响

不同深度和地质条件的支护形式选择

不同深度基坑的支护形式选择

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深基坑支护成本分析

支护形式成本对比

止水方式成本对比

成本关注及优化点

1. 钢板桩成本优化点:

① 钢板桩长度

② 使用时间

2. (复合)土钉墙成本优化点:

① 喷面面积为斜面积 

② 地层及对应成孔方式

3. 排桩+锚索成本优化点

① 支护桩的成孔方式(填石及基岩、长护筒) 

② 施工作业面标高 

③ 锚索成孔方式、注浆量

4. 排桩+内支撑成本优化点

① 支护桩的成孔方式(填石及基岩、长护筒) 

② 施工作业面标高 

③ 立柱桩(对沉渣要求高、空桩回填) 

④ 支撑梁:配筋率较高、垫层

5. 咬合桩+锚索成本优化点

① 咬合桩施工方式:软咬合(搓管机、全回转)、硬咬合 

② 施工作业面标高 

③ 锚索成孔方式、注浆量

6. 咬合桩+内支撑成本优化点

① 咬合桩施工方式:软咬合(搓管机、全回转)、硬咬合 

② 施工作业面标高 

③ 立柱桩(对沉渣要求高、空桩回填) 

④ 支撑梁:配筋率较高、垫层

7. 搅拌桩成本优化点

① 要挖沟槽、空桩 

② 水泥掺入量:13-20% 

③ 三轴搅拌桩是否套打

8. 旋喷桩成本优化点

① 单管、双管、三管 

② 多数需引孔 

③ 水泥掺入量:30-40%

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