浅析市政道路深基坑支护设计

　　摘要：市政道路建设过程中，受地形等现状建设条件的影响，部分道路构造物基坑过深，存在安全隐患，需进行基坑支护。本文通过对市政道路深基坑沿线工程地质条件进行分析，通过方案比选，选取合理的基坑支护方案，并提出具体的施工方法及技术要求，确保基坑内构造物实施安全顺利的进行。
　　关键词：深基坑 支护设计 钢板桩
　　1 概述
　　随着社会经济的发展，市政基础设施建设投入的加大，市政道路的建设已进入高峰期。受地形等现状建设条件的影响，部分道路建设过程中出现构造物基坑过深的问题，如不采取一定的保护措施，存在较大的安全隐患。因此，在设计过程中应充分考虑现状地质条件等因素，选取合理的深基坑支护方案，保证基坑的安全，降低安全事故，减少不必要的经济损失和不良社会影响。
　　拟建道路中部有一条雨水箱涵，埋深约6.0m，基坑开挖深度约7.0m。为保证施工安全，根据相关工程条件，开挖时需进行有效的基坑支护。基坑周边空旷，无重要建构筑物。基坑支护使用期限约为半年。
　　2 工程建设条件
　　2.1道路沿线地形地貌
　　拟建道路位于山前丘陵和冲积洼地地带，沿线丘陵和洼地密布；后经人工整平改造，用做城市建设用地。沿线场地平坦开阔，道路西高东低，高程约为43.0～49.0m。
　　2.2工程地质条件
　　根据勘察结果，与基坑支护范围有关的主要地层自上而下简述如下：
　　（1）人工填土（Q4ml）
　　褐黄、褐红、灰黄、暗褐等色，以粘性土为主，不均匀混5～45%砂岩和灰岩风化岩块，风化很严重，多呈土块状，粒径1～8cm不等。根据其野外岩土性状和试验测试结果，将人工填土层分为人工填土<1-1>层和<1-2>层。
　　人工填土<1-1>层：该层在道路沿线普遍分布；受道路建设和车辆碾压，多呈密实～稍密状，但密实程度不均。
　　人工填土<1-2>层：该层虽堆填时间较长，但沿线地下水埋深浅，受长期浸泡，未完成固结，多呈松散状。
　　（2）第四系冲洪积层（Qal+pl）
　　由含有机质亚粘土<2>、亚粘土<3>组成。
　　含有机质亚粘土<2>：褐灰、浅灰色，含少量有机质，稍具腥臭味，土质均一，很湿～饱和，呈软塑状。
　　亚粘土<3>：灰白、褐红、褐黄斑色，不均匀混10～30%暗褐色风化砂岩灰岩碎块，稍湿，呈硬塑状。
　　（3）第四系残积层（Qel）
　　粘土<4>：褐黄、灰黄、褐红、暗褐等色，系由砂岩和灰岩风化残积而成，不均匀残留砂岩和灰岩风化碎块，碎块风化较严重，稍湿～湿，呈硬塑状态。
　　2.3 水文地质条件
　　场地位于山前丘陵和冲洪积洼地地带，地下水较丰富。主要赋存于人工填土及第四系各地层中，属上层滞水～潜水类型。测得道路沿线地下水稳定水面埋深1.8～5.3m，标高介于38.4～46.5m。
　　3 支护方案比选
　　根据场地的地形地貌、水文地质、基坑深度、周边环境等相关工程条件，可采用的基坑支护方式主要有以下几种类型：
　　放坡：对于地质条件较好且基坑周边空间开阔的区域，放坡具有施工工艺简便 、工期短、工程造价低廉等优势。但由于拟挖基坑两侧路基已采用碎石桩进行了处理，放坡将会破坏路基。
　　土钉墙：地质条件较好区域，土钉墙具有安全性高，施工工艺简便，工期短，工程造价低等优势，但由于拟挖基坑两侧路基已采取碎石桩进行了处理，土钉打入困难。
　　钻孔桩（+支撑）：具有安全性高的优点，但施工干扰较大，工程造价高，工序多。
　　钢板桩（+支撑）：施工工艺简便，工期较短，钢板桩可重复利用、回收，工程造价低。
　　4 支护方案
　　4.1支护结构设计原则
　　（1）基坑开挖深度7.0m，基坑开挖深度范围内以人工填土、有机质亚粘土为主，综合上述条件，本工程基坑安全等级根据基坑深度，基坑安全等级定为三级。
　　（2）支护结构与主体结构分离式布置，支护结构退主体结构承台外边线0.9m。
　　（3）基坑重要性系数取1.0，综合荷载分项系数取1.25，基坑顶部移动荷载取10kPa。
　　4.2 场地排水方案
　　基坑顶部、底部均设置排水明沟，坑底设置集水井，即时抽水。
　　4.3支护结构设计方案
　　该地段基坑最深处约7.0m，采用钢板桩+内支撑支护方式，拉森Ⅲ型钢板桩，桩长12m；在距基坑底4.2m处设置一道钢腰梁和钢支撑，腰梁采用2根40a工字钢，支撑采用一根φ450钢管，间距4.0m布置。
　　5 支护结构计算分析结果
　　5.1土工参数的确定
　　基坑位于拟建道路中心绿化带处。本次计算的土工参数是依据地方相关技术标准、地质勘察报告、现场情况及类似的工程经验综合分析取得。
　　5.2计算方法
　　主动土压力采用朗金土压力公式计算，地下水位按降水后的情况考虑，基坑顶部的地面荷载取10kPa。
　　5.3计算结果
　　钢腰梁采用2根40a工字钢，支撑间距为4m，支点力为645.2kN；钢板桩采用拉森型Ⅲ。经验算钢梁、钢板桩抗弯强度等技术指标满足要求。
　　6 施工技术要求
　　6.1基坑开挖
　　基坑支护工程施工顺序应为场地平整——分层开挖——腰梁及支撑安装——分层开挖到底；基坑开挖应采取分段开挖；土方开挖如果在雨季进行，基坑支护及土方开挖期间须做好临时排水工作；严禁超挖，若因结构变化而引起坑底标高发生变化时，须经相关人员计算分析，确定增加支护措施后方可超挖；不得在坡顶3.0m范围内堆载，3.0～10.0m范围堆载不得大于10Kpa。