國(guó)內(nèi)外基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的調(diào)研統(tǒng)計(jì)分析

楊小龍，高筠涵

（1.中國(guó)電建集團(tuán)昆明勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，云南 昆明 650051；2.西南交通大學(xué)，四川 成都 610031）

0 引言

基坑工程在改革開(kāi)放前后才在我國(guó)逐漸興起，20世紀(jì)70年代，國(guó)內(nèi)只有為數(shù)不多的大工程項(xiàng)目中才有開(kāi)挖深度達(dá)10 m以上的基坑工程，并且附近的相鄰建筑物和地下結(jié)構(gòu)物較少[1-7]。從80年代開(kāi)始，一些大型城市，如北京、上海、廣州、深圳等，開(kāi)始大量興建高層建筑，而城市的空間利用并不是一味的向上修建，地下空間的利用也漸漸進(jìn)入人們的視野，隨之而來(lái)的是基坑支護(hù)工程的劇增，基坑支護(hù)設(shè)計(jì)、施工與監(jiān)測(cè)也成為了基礎(chǔ)工程中的新熱點(diǎn)[1-3]。90年代以后，經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展，城市人口大量增多，大多數(shù)城市也開(kāi)始了大規(guī)模的舊城改造，建筑物之間近接的深基坑開(kāi)挖也逐漸在工程中運(yùn)用。隨著高層建筑不斷拔地而起，工程的穩(wěn)定性要求與地下空間的開(kāi)發(fā)利用都使得深基坑工程運(yùn)用得越來(lái)越多。

放坡形式是早期基坑開(kāi)挖的首選，但后來(lái)隨著挖掘深度的增加，放坡面空間被相鄰建筑限制，不得不采用新的開(kāi)挖方式——圍護(hù)開(kāi)挖，并隨之出現(xiàn)了基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)?；訃o(hù)類型有很多種，常見(jiàn)的有水泥土墻、土釘墻、錨桿、排樁與地下連續(xù)墻等[3-7]。其中水泥土墻主要包括水泥土攪拌樁和高壓噴射注漿法兩種。排樁墻支護(hù)體系，是由樁排式圍護(hù)墻或地下連續(xù)墻組成的圍護(hù)墻、支撐體系、防滲結(jié)構(gòu)所構(gòu)成的防水擋土體系[4-7]。支護(hù)墻體的主要形式有：鋼板樁、鋼筋混凝土板樁、H型鋼木擋板、鉆孔灌注樁、SMW圍護(hù)結(jié)構(gòu)和地下連續(xù)墻[6-10]。截止目前，條件容許的情況下，放坡至今仍然不失為基坑圍護(hù)的好方法，然而如今城市建筑密集，空間狹小，且施做基坑深度更大，選取什么樣的圍護(hù)方法也成為工程決策者面臨的難題之一。

有鑒于此，本文通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外100基坑案例的調(diào)研資料為基礎(chǔ)，通過(guò)分析不同基坑面積，基坑深度等與圍護(hù)方法間的相互關(guān)系，總結(jié)當(dāng)前國(guó)內(nèi)外基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)特征，以期為我國(guó)今后的基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、施工提供參考。

1 國(guó)內(nèi)外基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)調(diào)研成果分析

1.1 圍護(hù)方法的統(tǒng)計(jì)分析

從調(diào)研的國(guó)內(nèi)外100個(gè)基坑案例來(lái)看，圍護(hù)方法有地下連續(xù)墻，鉆孔灌注樁，組合型圍護(hù)結(jié)構(gòu)，樁錨支護(hù)，土釘墻，旋噴樁，SMW圍護(hù)結(jié)構(gòu)等。各個(gè)圍護(hù)方法所占比重見(jiàn)圖1。

圖1 各圍護(hù)方法所占比重

從圖1可知，在各圍護(hù)方法中，地下連續(xù)墻所占的比重最大，為38%，說(shuō)明基坑的圍護(hù)方式主要還是地下連續(xù)墻。其次是鉆孔灌注樁，所占比重為20%。再次為組合型圍護(hù)結(jié)構(gòu)，所占比重為16%。樁錨支護(hù)所占比重為13%。土釘墻和旋噴樁的比重大致相同，均為5%。SMW圍護(hù)結(jié)構(gòu)所占比重最小，為3%。

1.2 基坑深度與圍護(hù)方法的關(guān)系

各個(gè)圍護(hù)方法所應(yīng)用的基坑深度分布見(jiàn)圖2。由圖2可知，當(dāng)基坑深度小于10 m或在10 m左右時(shí)，基坑主要采用SMW圍護(hù)結(jié)構(gòu)?；由疃确秶鸀?0～25 m時(shí)，可選用的基坑圍護(hù)方式較多，地下連續(xù)墻、土釘墻、旋噴樁、樁錨支護(hù)、鉆孔灌注樁、組合型圍護(hù)結(jié)構(gòu)等各種圍護(hù)方式都有采用。當(dāng)基坑深度范圍為25～35 m時(shí)，主要應(yīng)用的維護(hù)方式有地下連續(xù)墻、鉆孔灌注樁和組合型圍護(hù)結(jié)構(gòu)，其中地下連續(xù)墻應(yīng)用的較多。當(dāng)基坑深度超過(guò)35 m時(shí)，地下連續(xù)墻和組合型圍護(hù)結(jié)構(gòu)就成為主要的圍護(hù)方法，而地下連續(xù)墻又在其中占比更大，尤其是當(dāng)基坑深度超過(guò)45 m以后，幾乎都采用了地下連續(xù)墻形式。

圖2 各圍護(hù)方法所應(yīng)用基坑深度分布

1.3 基坑面積與圍護(hù)結(jié)構(gòu)的關(guān)系

各個(gè)圍護(hù)結(jié)構(gòu)所應(yīng)用的基坑面積分布見(jiàn)圖3。從圖3可以看出，地下連續(xù)墻適用范圍最大，基坑面積從30.4～50 000 m2都有采用；其次是組合型圍護(hù)結(jié)構(gòu)，基坑面積從42.5～22 000 m2都有采用。第三是鉆孔灌注樁，基坑面積從84.2～23 000 m2都有采用?？偟膩?lái)說(shuō)，基坑面積與圍護(hù)型式并無(wú)絕對(duì)關(guān)系，但基坑范圍越大，越傾向于采用地下連續(xù)墻的支護(hù)型式。

圖3 各圍護(hù)方法所應(yīng)用基坑面積分布

1.4 基坑深度與地下連續(xù)墻厚度的關(guān)系

由于目前采用最多的圍護(hù)方式是地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)，現(xiàn)僅對(duì)地下連續(xù)墻的支護(hù)厚度進(jìn)行更進(jìn)一步的分析。

對(duì)于采用地下連續(xù)墻圍護(hù)方式的基坑，對(duì)應(yīng)的基坑深度與地下連續(xù)墻厚度統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表1。

由表1可知：地下連續(xù)墻厚度取值一般取0.5 m、0.8 m、1.0 m、1.2 m、1.5 m。調(diào)研樣本中使用地下連續(xù)墻圍護(hù)的基坑共38個(gè)。其中厚度為0.8 m的地下連續(xù)墻應(yīng)用最多，為22。厚度為0.5 m的和1.5 m的地下連續(xù)墻應(yīng)用最少，均為2個(gè)。厚度為1.0 m的和1.2 m的地下連續(xù)墻應(yīng)用較少，均為6個(gè)。采用地下連續(xù)墻作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)的基坑，深度分布范圍為12.8～49.8 m。當(dāng)基坑深度為12.8～30 m時(shí)，地下連續(xù)墻的厚度普遍為0.8 m，少量采用了0.5 m和1 m的厚度；當(dāng)基坑深度大于30 m時(shí)，地下連續(xù)墻厚度均在1.0 m以上，當(dāng)基坑深度超過(guò)40 m時(shí)，地下連續(xù)墻體厚度可達(dá)1.5 m。

2 結(jié)論

本文通過(guò)大量的調(diào)研、統(tǒng)計(jì)、分析，獲得了國(guó)內(nèi)外基坑工程圍護(hù)結(jié)構(gòu)深度、基坑面積、支護(hù)方式和地下連續(xù)墻厚度等參數(shù)，通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析，現(xiàn)得出了如下幾點(diǎn)結(jié)論：

（1）在本次調(diào)研的100個(gè)樣本中，地下連續(xù)墻所占的比重最大，為38%，說(shuō)明基坑的圍護(hù)方式主要還是地下連續(xù)墻。

（2）當(dāng)基坑深度超過(guò)35 m時(shí)，地下連續(xù)墻和組合型圍護(hù)結(jié)構(gòu)就成為主要的圍護(hù)方法，而地下連續(xù)墻又在其中占比更大，尤其是當(dāng)基坑深度超過(guò)45 m以后，幾乎都采用了地下連續(xù)墻形式。

（3）當(dāng)基坑深度大于30 m時(shí)，地下連續(xù)墻厚度均在1.0 m以上，當(dāng)基坑深度超過(guò)40 m時(shí)，地下連續(xù)墻體厚度可達(dá)1.5 m。

（4）地下連續(xù)墻最為普遍，組合型圍護(hù)結(jié)構(gòu)次之，第三是鉆孔灌注樁，雖然各種圍護(hù)結(jié)構(gòu)都有使用，然而在基坑范圍大情況，地下連續(xù)墻仍是首選。

表1 采用地下連續(xù)墻圍護(hù)基坑參數(shù)統(tǒng)計(jì)表