虞国宏
天津市市政工程设计研究院南方分院 广东深圳市 518053
摘要：随着国家经济的快速发展，城市建设用地越来越稀少,越来越多的工程项目面临基坑开挖的需要在复杂的城市环境中。城市建筑空间狭窄，开挖范围有限，周围环境复杂，地下市政管线，常见深基坑开挖深度大，一旦破坏将造成巨大的人员伤亡和经济损失，造成巨大的社会影响，所以如何选择安全、经济、合理的支护结构形式，既能满足工程建设的需要，又能保护周围环境，深基坑工程已经成为城市复杂环境中需要解决的主要问题之一。
关键词：城市复杂环境；深基坑工程；支护设计
引言
近年来，随着经济的发展，旧城改造的力度不断加大，高层建筑物不断涌现，其也面临着深开挖的问题。而旧城区复杂的外部环境对基坑开挖所带来的不利影响，同样需要引起工程设计和施工人员的重视。
1深基坑支护的基本特点
深基坑的支护能够为地下施工人员提供可靠的施工环境，保证工程的稳定和相关操作人员的安全。而在深基坑的支护工程中，通常存在以下几个特点：第一，风险性。深基坑支护的结构实际上是一个临时性的结构，而这种临时结构相对于永久结构来说，在安全性上有着一定的差异，安全风险相对较高。第二，地域性。我国地大物博，不同地区的土层结构有着很大的差异，因此，地域性特征会在一定程度上影响深基坑的支护工程。在实际情况中应当要对地域特征进行考察，继而展开合理设计，保证深基坑的施工质量。第三，系统性。由于深基坑支护工程对后续的土工作业有着直接的影响，始终贯穿着地下工程的建设，因此，深基坑支护工程通常具有非常明显的系统性特点。
2监测系统设置原则
在复杂城市环境下基坑工程施工过程中，设计值会与实际值存在一定的差别，这是不可避免的，工程的实际工作情况通常与设计的预估值通常会存在一定的差异，甚至有时候这个差异会很大，而且这个差别会随着周边环境的复杂程度的变化而变化，因此，仅仅通过预估值是不可能完全准确而全面的反应基坑工程的实施情况的，在基坑施工过程中进行现场采用合理的科学的检测手段来进一步的保障基坑施工环境的安全是非常有必要的。基坑开挖施工监测工作比较复杂，并且集成度比较高、系统性比较强，因此是一项系统工程，在监测过程中监测工作效果的好坏与监测方法的选取及测点的布设有着直接相关，甚至在某些时候起到了决定性的作用。目前监测系统的设计原则有以下五点：可靠性原则；多层次监测原则；重点监测关键区的原则；方便实用原则；经济合理原则。
3复杂环境下基坑支护设计方案
3.1基坑支护设计原则
基坑支护设计工作中，应尽可能避免在基坑开挖及后续施工环节扰动作用下引发的地面沉降现象，要求最大化减小地面沉降量。现场分布的各类建（构）筑物均是施工阻碍因素，要协调好基坑施工与建（构）筑物的关系。此外，基坑变形控制应根据实际保护等级的不同采取相适应的标准。保护等级分 3 个级别。一级地面的沉降量最多为 0.15%H，围护结构最大的水平位移也应在 0.25%H 内，开挖至少应有 14m 深，建筑物在施工场地附近 3H 内即可，或在施工现场周边的 1.0H 范围内存在非嵌岩桩等各类型建筑物；二级席最大沉降量最多为 0.3%H，支护结构进行水平位移的极限是 0.4%H；保护好基坑和环境，可选择多种基坑工程，但一级和三级不可选；于第三级地面而言，其沉降量的最大值也最多为 0.6%H；围护结构进行位移的最大值也至多为 2%H，开挖深度需＜6m，且施工现场的周边 3 倍开挖深度内未分布存在特殊保护要求的建（构）筑物，方可达到基坑施工和环境保护的要求。
3.2基坑工程特点
基坑有很多特点，须在了解基坑最新情况、施工规模及附近环境等的基础上进行梳理：（1）基坑所处范围内的地基土类型丰富，其中填土的组成较为复杂，淤泥质粘土不具备较高的强度且厚度较大，易导致基坑发生变形现象。（2）该工程中的基坑约 15m 深，属于超深基坑。基坑开挖深度约 15m。超过该深度的电梯竖井存在于少数地区。随基坑开挖工作的不断进行，场地和周围地区容易受到不利影响。对此支护体系设计工作中要注重整体平衡性，尽可能减小基坑开挖的扰动，维持周边环境稳定性。（3）基坑开挖影响深度范围内主要以粘质粉土层为主，渗透系数较大且区域内地下水发育，管涌、流砂发生概率高，要求止水帷幕性能足够良好。
3.3方案比选
综合考虑站址周边在地质、水文等方面的实际情况，拟定出几种明挖基坑围护结构形式，分析各自的特点，最终选出适用于本工程的方案。（1）地下连续墙。此方案的优势在于：（1）工艺成熟、适用范围广，在各类型土质都可取得较好的应用效果，各环节施工速度较快，设置的地连墙稳定性良好，是现阶段最为典型的支护形式。（2）施工灵活性高，临时支撑可依据实际情况及时调整，从而提高地连墙的使用效果，相较于逆作法挖土效率更高，可缩短基坑暴露时间。（3）场地需求较低，可节省大量施工空间。（2）钻孔灌注桩。基于此方法的应用，所得围护结构在刚度、抗变形两方面的表现更为良好，减少对周边建（构）筑物的不良影响，桩与内部结构形成整体，有效承受水土压力，因此在大深度基坑中具有可行性。（3）钻孔咬合灌注桩。基于此方法的应用，围护结构具有较高的刚度，仅存在微弱的变形，且周边的各类建（构）筑物也可维持稳定，桩与内部结构形成整体，具备承受水土压力的效果。施工设备方面以大型旋挖钻机为主，施工效率高，可减少不必要的成本投入，但存在较大的施工难度。
3.4基底加固措施
进行基坑施工时须对基底进行加固处理，该过程应考虑地质情况、附近环境的变形控制标准、如何开挖土方等问题。就本工程而言，施工现场存在很多深层淤泥质土和软土层，须考虑其具体分布并对其进行加固土壤。若在基坑围护结构施工的过程中，软土层对其有干扰。为保证支护结构的质量，应提前进行加固。基坑工程若没有内部支撑，选用的支护形式为无边坡、水泥土搅拌桩重力式挡土墙及土钉墙支护且软土层分布在基坑附近时，土体会发生移动，这对工程安全有不利影响，须借助土体固结或置换等方法使边坡更加稳固。此外还有很多可行方式。如基坑周围有暗浜，要使其不干扰基坑支护结构的稳定，可借助水泥土搅拌桩掺入更多水泥。水泥土搅拌桩重力式挡墙的设置一定程度上须增加暗河区的水泥含量。
3.5方案确定
项目中基坑深度较大，考虑到地质条件欠佳且基坑较深的施工特点，应严格控制变形，尽可能减小对周边环境的不良影响。在围护结构的设计工作中，应提高其刚度、减小结构的变形现象，经多方面分析后最终选择地下连续墙的方式，以发挥出此支护结构稳定性好、刚度大、抗变形能力强、防渗水的优势。并以施工质量要求为指导，经分析后决定将墙厚设为 1000mm。为给施工创造良好条件采取管井降水措施，确保地下水不会对施工作业造成影响。地下连续墙成槽时要维持槽壁的稳定性，应从泥浆比重、材料组成、液面高度等角度入手，使槽壁泥皮具有足够的粘性。对于出入口和风亭两部分附属结构，其基坑深度约9.5m，此部分以 600mm 厚的连续墙为主，辅以内支撑的方式，达到多重防护的效果。
结语
总而言之，对于建筑工程来说，深基坑的支护工程是非常重要的。当建筑环境较为复杂的时候，需要对深基坑支护工程给予足够重视，并根据实际情况来对深基坑的支护工程进行优化设计，选择加固效果较好、成本相对较低、工程量适中的支护方式，以此来降低基坑变形的发生几率，进而有效延长建筑的使用寿命。
参考文献
[1]曾纯品.复杂环境下深基坑支护优化设计研究[J].山西建筑，2020，43（22）：73-74.
[2]许磊.深基坑支护优化设计研究及应用[J].城市建设理论研究(电子版)，2019（21）：60-61.