深基坑支护方案的选择
摘要：深基坑的支护方案已成为高层建筑设计时不可忽视的重要环节，尤其当
与旧建筑相邻时，为确保相邻建筑的安全，更应采取切实可靠的支护措施，并对
深基坑支护方案选择及注意问题进行探讨。

关键词：深基坑；支护工程；方案选择；施工设计
高层建筑因基础埋深很深，所以大多设计成带地下室的箱形基础。

天津地基
土属体系，防止深基坑土方坍塌，保证四周建筑物的安全。

天津的建筑施工单位
对天津的软弱地层的深基坑支护，有许多独特的方法，例如：重力壩式的挡土体系、悬臂式挡土体系。

对于软弱地层，除了高层建筑的基础采用桩基外，地下室
施工时，也需要采取基坑内环梁支撑挡土体系和地下连续墙锚拉式挡土体系等。

但是以上的这些挡土方案，其工程造价往往很高。

本文本着在保证安全的前提下，合理降低工程造价，利用几个工程实例，阐
述和探讨深基坑支护的新途径。

工程实例1：天津某房地产公司开发的高档生态住宅小区，有10 栋11 层的
小高层建筑，短肢剪力墙墙结构。

其中5 栋楼座之间和楼座东面，有地下二层的
停车场。

停车场埋深7.2m，变电站和热力交换站设在地下停车场的两端。

两个站的所在部位，埋深在8.4m。

地下停车场占地面积7500m2，地下停车场面积共计15000 m2。

该小区地处天津梅江地区，地理位置开阔，新建的楼座周围原为鱼塘和湿地，没有任何建筑物。

基坑支护方案设想：该地下停车场周长520m，按钢筋混凝土灌注桩支护方案，估计需要费用520 万。

由于工程四周没有建筑物，拟建的住宅楼基础埋深
2.4m，桩基为Ф400 的预应力预制管桩，桩长16m，桩间距1.2~1.5m。

排列如此密的管桩，打桩时对地基土产生了很大的挤压力，阻止了地基土的
侧滑力。

小高层住宅楼基础与地下车库的相对深度4.8m，所以只需要采用较简单的支护方案，就能保证建筑物的安全。

地下车库埋深在7.2m 标高，四周自然地面标高-1.2m，两者相对深度6.0m。

方案设计：小高层周边采用双排密排Ф700 直径深层搅拌桩，桩长12m，其
余边坡支护采用双排格构式Ф700 直径深层搅拌桩，桩长15m,桩插深 m。

水泥掺
量15%（占土重），复喷复搅。

在靠基坑一侧，每间距4~5m，再增加一组（两
根并联为一组）Ф700 直径深层搅拌桩，以增加支护桩的抗倾覆能力。

根据地质勘察报告提供的数据，经计算，此支护体系的安全系数为1.08，小
于安全规定1.3 的安全系数。

为保证安全，又采取了以下措施：1、支护桩的位置
往外侧移动1.5~2m，在土方开挖时，在靠护坡的地方，预留被动土方，以抵抗桩外侧主动土压力。

被动土坡上浇筑5cm 厚的细石混凝土，防止雨天土方滑坡。

2、支护桩外侧的自然地坪上挖一条3m 宽2m 深的卸载沟，以减少主动土的
侧压力。

沟上铺木板，可作为施工通道。

3、小高层住宅楼的基础施工前，预下Ф25mm 的钢筋，将住宅楼周边的支护桩对拉，支护桩由悬臂式变为简支结构。

4、施工时严密监控，加强成桩质量，以保证桩工作时有足够大的抗倾覆力。

提前进入打支护桩施工，保证桩有足够的时间增加强度。

该工程支护桩于2010 年10 月中旬开始施工，2800 根桩施工工期一个月。

2010 年11 月打地下车库工程桩，2011 年2 月打完工程桩，2 月开始土方开挖，3
月中旬土方挖完。

土方开挖过程中，委托天津地勘院对支护桩位移变形和小高层住宅楼沉降进行观测。

观测结果表明，热力交换站因其开挖深度较深，支护桩水平变形略大，最大处7.1cm，其余边坡支护部位侧位移在4~6cm。

土方开挖后，支护桩暴露部分，因桩身干燥后，一小部分桩身出现细小竖直裂纹，但是不影响桩的工作能力。

地下车库靠东侧基坑，因没有新建建筑物，所以没有设支护桩，只采用1：1 大放坡。

土方开挖后，该处原是鱼塘，有5m 深的淤泥，土方出现滑坡，所以补打了100 多根钢板桩。

该基坑支护桩费用135 万元，加上补打钢板桩的费用30 多万元，共计170 万元，比最初估价节省一半以上。

因为深层水泥搅拌桩内不含钢筋，抗弯能力极差，在较大的水平荷载下，容易发生倾倒事故，但是由于其造价低廉，所以，此方案设计时可以多设几排桩，对于基坑挖深不大、周围没有高大建筑的拟建建筑，还是值得一试的。

工程实例2：某商场，地下二层为停车场，地下停车场建筑面积22000m2。

地下二层层高3.7m，地下一层3.5m，埋深7.2m。

在商场的南侧，有4栋在建的高层住宅楼。

根据设计方案图和地质勘察报告，施工单位曾设计出深基坑支护方案。

此方案支护体系为钢筋混凝土灌注桩支护，钢筋混凝土环梁支撑，深层水泥搅拌桩止水。

此支护方案经测算，其费用为700 多万元。

该基坑周长560m，合每延米1.25 万元，费用确实偏高。

该工程又采取了新的支护方案。

新的支护方案就是基坑四周仍然采用钢筋混凝土灌注桩支护、深层水泥搅拌桩止水，但是支撑系统利用了地下车库的框架结构。

这种方案因为借用了工程结构，不再设置支撑系统，所以工程造价大幅度地下降，但对施工技术要求较高，并且要求设计院在作结构设计时，结构和支撑的荷载同时计算，施工图中包括支护方案的支撑节点详图。

此方案的思路是：先打支护桩，土方开挖时预留土方放坡，用土坡的被动土抵抗基坑四周的主动土。

预留土坡占据了地下室一部分地板和墙体的位置，作为二次结构施工。

地下室结构施工时，每层顶板上的大梁伸长与支护桩的压顶梁相连，这样，结构与支护桩共同形成了地下室的支撑体系。

预留部分的结构二次施工时，再挖去预留的土坡，然后二次浇筑预留部位的混凝土底板和墙体。

此方案思路比较超前，提交天津市顾问委员会审核时，老专家们给与极大的关注和支持，要求地下工程完成后，将其信息反馈给顾问委员会，期望能借此提升天津的深基坑施工技术。

经计算，该方案造价费用315 万元，其中还包括了增加的结构设计费，合每延米0.56 万元，由此可见该方案不但安全可靠，而且工程造价很低。

工程实例3：某工程，地下二层车库建筑面积2 万多 m2，埋深6.5m，基坑周长680m。

该工程的西侧是卫津河，东侧有已经建好的住宅楼。

该工程深基坑支护方法采用的是SMW 工法（型钢水泥土搅拌墙）。

SMW 工法原是1997 年从日本引进的设备和技术，经过几年的推广使用，其技术已经日臻完善，成功工程实例较多，但是大多使用在地铁和市政工程的基坑挡土止水方案中，现在已经逐渐推广到建筑工程的地下工程的支护方案中。

SMW 工法施工采用专用钻机，用水泥做为固化剂与地基土进行原位的强制性搅拌，并插入型钢，固化后形成水泥土地下连续墙体，充分利用水泥挡土墙的高
止水性和型钢具有的强度和刚度，通过二者的复合作用，用作基坑挡土止水侧向
结构，当地下工程能完成后，侧拔出型钢可重复使用。

SMW 工法与传统的深层水泥搅拌桩工法的区别在于深层搅拌桩是采用传统的双轴搅拌钻机，施工时水泥浆液充填在原土间隙中。

而SMW 工法采用新型三轴
搅拌钻机，新型的三轴搅拌钻机则是在充填水泥浆时加入高压空气，同时钻机钻
机对水泥土进行充分搅拌，成桩的质量和桩的搭接都特别好，保证了优良可靠的
防水性能，同时也有利于型钢的插入和回收。

SMW 工法施工速度特别快，一台钻机每天可以打桩30 多延长米（指延基坑
周长），680m 周长的基坑，施工周期为20 多天。

另外，由于型钢可以回收，打
桩施工单位对型钢采用的是租赁形式，其造价是比较低廉的。

该工程基坑周长680m，支护体系工程造价385 万，合0.56 万元/每延米。

SMW 工法在天津地区使用的工程实例较多，深一些的基坑开挖深度有9m，
支护和防水效果好，与目前经常使用的地下连续墙和钻孔灌注桩等施工方法相比，有以下特性：1、环境污染小；2、造价相对比较低；3、工期短；4、挡水性可靠；
5、多用途（能适应各种地层）。

综合以上各点可见SMW 工法的优越性是十分明显的，是一种较为适合天津
地区的经济型基坑支护方式。