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摘要：近些年来，因城市道路、立交桥等工程的迅猛发展，城市道路地下管网、下穿立交以及地下泵房等都会遇到基坑开挖问题。在市政工程建设过程中，如何合理选择支护结构，并依据基坑工程特点进行科学设计，成为当前基坑工程亟待解决的重要问题。本文对市政工程常用基坑支护结构类型及设计进行研究分析。
关键词：市政工程；基坑支护；结构；类型；设计
1、市政工程常用基坑支护结构类型
1.1放坡开挖
这种支护类型对施工场地周围的环境有这般比较高的要求，当施工场地周围没有十分重要的建筑物的时候，就可以采取这种方式。而这种方式的主要缺点就是土方回填量相对来说比较大。在开挖深度方面不应当超过7m，当超过4m的时候可以选择多级放坡的方式降低危险情况发生的概率。放坡的坡度大小应当根据土层的性质进行确定，坡度以小于1：1.5为宜，在土质较差的土层中要小于1：2.0。
1.2钢板桩支护
这一支护类型中又分为两种：工字钢基坑支护与拉森钢板桩支护。首先，工字钢基坑支护针对的是砂粒粒径不大于100mm的砂卵石，或黏质土、砂性土，这种方式不仅能够节省材料，从而降低工程成本，主要施工操作也比较简单，存在的缺陷是止水性效果不佳，在出现地下水位高于基坑底标高时，需要行进行基坑降排水处理。其次，拉森钢板桩支护相较于工字钢支护具有较大优势，不仅止水效果好，而且刚度强，施工简便，材料能反复使用，通常被应用于抗洪或地下隧道中，但因其施工噪音大，城市内部建设鲜少使用。
1.3预制钢筋混凝土板桩
这种基坑支护方式的最大特点就是操作较为简单，施工的周期也比较短，在过去的很多施工现场都得到了广泛的使用，但是在实际操作的过程中，往往需要靠锤击的方法对预制钢筋混凝土板桩进行施打，所以将会产生比较大的噪音，同时在操作的过程中对周围的土层也会产生扰动，目前使用已经十分少了。
1.4人工挖孔灌注桩
人工挖孔灌注桩围护墙目前应用较为广泛，其多用于7～10m的基坑工程。其优点为施工时无振动、无噪音、无挤土现象，对周围环境影响小；桩身强度高、刚度大，支护稳定性好，变形小。其缺点为劳动强度大、单桩施工速度较慢、安全条件差、桩间缝隙易造成水土流失，施工过程中易造成生产安全事故。人工挖孔灌注桩围护墙适用于粘土质地区，不得用于软土或易发生流沙的场地（淤泥、淤泥质土）、地下水位以下的砂层、粉土夹砂层和粉土、富含承压水砂岩强风化带（或残积层区域），地下水位高的场地，应先降水后施工。
1.5地下连续墙
这种支护结构的主要施工步骤就是沿着基坑周边的轴线，在泥浆护壁条件下，对其开挖出一条比较狭长的深槽，在对其进行清槽处理之后，在其内部防止钢筋笼，然后使用导管法将水下的混凝土浇筑成为一个整体，如此逐段的进行操作，在基坑内部形成一道连续的钢筋混凝土墙壁。这种支护结构的刚度是最大的，止水效果也比较好。但是由于受到施工机械的限制，往往在厚度上有着比较固定模数，灵活性比较差，所以这种结构往往是在基坑深度比较大的时候才被广泛的使用。通常情况下适用于深度大于10m，而且周围有着比较重要的建筑物的环境下才被使用。例如在对超深基坑进行开挖的时候，其他的结构无法满足其根本的需求，所以才被使用。其主要的优点就是在进行的过程中不会产生过大的噪音，非常适合在城市内部使用。而且抗渗性能十分出色，几乎不会出现透水的情况。墙体整体的刚度十分的大，在进行开挖的过程中能够承受比较大的土压力，很少会导致塌方情况的产生。在多种土质情况下都较为适用。而从其缺点上看，主要就是在城市内部进行施工的过程中，无法采取有效的措施对废泥浆进行处理，而且费用相对来说也比较高。
2、基坑支护结构设计方案的要求及主要内容
2.1基坑支护结构设计方案的要求
建筑施工基坑支护结构设计方案简称为设计方案，其是根据相关的资料文件和规范标准，并结合基坑施工周边的地质条件和环境，施工基坑开发的深度等为依据，做出合理的、先进的、实用的、安全的环境保护的方案。同时，为了保证周边建筑和地下设施、道路、管道等安全设施的正常使用，以及对基坑施工的正常使用，确保原有建筑的地下结构不会受到建设施工的影响。还需要正确合理的判断施工的参数值和计算结果，从而设定出规范的设计方案数据，并根据行业内的标准对设计的方案进行优化更新。
2.2基坑支护结构设计方案的主要内容
首先，在施工基坑在设计过程中，需要注明工程名称，以及业主的单位与详细的地址信息，还要拟定建筑物的层数、结构特点、高度与基本的建筑形式等。其次，还应注明建筑物地下室的层数和面积、室外与地面的标高、地下室顶板的设计标高、地下室层高和底板的开挖、基坑的深度、面积、周长以及周边的环境等，同时还包括采用的支护方法与结构，基坑挡水及降水措施和预计施工的时间等。最后，在进行等级设计时，需要根据基坑开挖的深度与规模，以及周边的地质条件和环境等，按照一定的规定办法，依据建筑基坑的支护技术规程进行使用年限的设计，不能小于一年。
2.3基坑方案设计的依据与图纸
（1）设计的依据
根据基坑开挖的相关资料，在基坑开挖时要具备岩土工程的详细勘察资料，基坑深度现场的地形图和工程路线图。还要拟定建筑的平面图，立体图和剖面图，并根据这些基本的图面对其设计进行布局。并且，在设计时也要根据相关的标准、规程和设计规范，利用电脑软件对基坑开挖的设计方案进行设计。对基坑在场地的地下水的补给和排泄进行重点的规划，针对补给与排泄对地下水层之间的水力进行相互关联的设计，充分掌握地下水的来源、质量，以及深埋情况，甚至是变化情况等，从而降低对基坑的支护结构、开挖和周边环境的不良影响。
（2）基坑方案设计的图纸
在进行基坑的图纸方案设计时，首先要对图纸进行目录设计，而且必须根据总平面设计图进行支护方案设计；其次剖面图设计需要进行分段设计，而且要由此判断排水沟、支撑结构、放坡、标高、线管、支护构件等，还包括开挖边线、基坑深度范圍，以及市政管线、建筑物地下层等其他基础设施；再次基坑的支护结构设计，需要对支护结构的示意图与配筋图进行标记，针对局部支护结构的立体图与大样图也要进行重点的标注说明，基层开挖前不仅要绘制出剖面图，还要对降水井与观测井进行图纸设计，标明其型号与类型；最后监督平面布置图的设计对各元件的预留平面图和竖形的结构宽度进行监督，保证道路通畅与大车行驶荷载量等。 3、基坑支护结构的施工处理措施
3.1钢板桩、钻孔桩和喷粉装备施工
因基坑施工要击打工程桩，会引起震动，使土壤受到挤压。从而影响高层建筑的正常施工，所以应该在工程桩施工之前对附近一侧的钢板进行击打，在击打钢板桩之后，在其背后做排水沟。钻孔桩的钻孔工作应区别于工程桩，需要在施工后进行击打处理。该方式是钻孔桩的主要施工手段，按照施工进度将喷粉桩分阶段的插入在基坑支护施工设计之中。
3.2挖土施工及支撑施工
首先，在制作第一层支撑的过程中，不仅要保证钻孔桩的安全完成，还要让渣土深度达到一定的指标，可以将准石粉作为支撑面的填充物进行一定厚度的铺垫，这一方式在应用的过程中，既要保证机械设备不被损坏，还要考虑運行车辆的支撑力度。其次，要在第一层支撑完成后再开始第二次支撑，并根据千次的计算数据，拟定最安全的挖土深度，进行土方开挖，从而完成大面积降土。而根据对基坑支护工程实际的综合分析结果来看，设定靠近建筑物一侧的钢板桩范围和坑比设计标高要有具体的数值作为挖土深度，并在附近钢板桩处留设土台。因为土台的预留能够增强土坑能力，使铜板桩的安全性能得到了保障。机械挖土能够更有效地加快工程进度，进而提高设备利用率。经过实践验证，这对实际的工程施工有一定帮助，而且是一种行之有效的指导方式。最后，第二层支撑必须在挖土2d之后才能进行，如果超过了这一时间，将影响支护结构的安全使用性能，而且必须在桩承台施工全部结束后，用石粉与石渣进行基坑回填，在确保基坑的第一层支撑深度恢复后，再拆除第二层支撑，并进行土质回填。
3.3钢板桩的回收及降排水的处理
运用排水沟及集水井联合方式来对基坑上部外围的排水结构进行设置。虽然钢板桩与喷粉桩的抗渗能力较强，但为避免雨水含水量以及少量渗水对于基坑开挖的影响，应该将基坑底的四周用砖砌筑八个井壁，保证砖缝输水。并且井底的标高要低于施工面，要采用纵横链接的排水方式，在井内设置潜水泵。
4、结束语
随着城市建设步伐的持续迈进，对地下空间的开发使用率也呈递增趋势。尤其是在城市环境的限制性发展条件下，在一些地下通道与道路建设中，深基坑的支护设计对建筑物的安全保护作用愈发凸显。因此，本文对市政工程常用基坑支护结构类型及设计进行详细的研究和分析，具有建设性的现实意义。
参考文献：
[1]基坑支护结构的比较与设计计算[J].韩莹.居业.2017（06）.
[2]土钉墙与桩撑组合支护结构工作性状及稳定性分析[D].孙宝宝.济南大学2016.
（作者单位：中铁四院集团广州设计院有限公司）
关键词：市政工程；基坑支护；结构；类型；设计
1、市政工程常用基坑支护结构类型
1.1放坡开挖
这种支护类型对施工场地周围的环境有这般比较高的要求，当施工场地周围没有十分重要的建筑物的时候，就可以采取这种方式。而这种方式的主要缺点就是土方回填量相对来说比较大。在开挖深度方面不应当超过7m，当超过4m的时候可以选择多级放坡的方式降低危险情况发生的概率。放坡的坡度大小应当根据土层的性质进行确定，坡度以小于1：1.5为宜，在土质较差的土层中要小于1：2.0。
1.2钢板桩支护
这一支护类型中又分为两种：工字钢基坑支护与拉森钢板桩支护。首先，工字钢基坑支护针对的是砂粒粒径不大于100mm的砂卵石，或黏质土、砂性土，这种方式不仅能够节省材料，从而降低工程成本，主要施工操作也比较简单，存在的缺陷是止水性效果不佳，在出现地下水位高于基坑底标高时，需要行进行基坑降排水处理。其次，拉森钢板桩支护相较于工字钢支护具有较大优势，不仅止水效果好，而且刚度强，施工简便，材料能反复使用，通常被应用于抗洪或地下隧道中，但因其施工噪音大，城市内部建设鲜少使用。
1.3预制钢筋混凝土板桩
这种基坑支护方式的最大特点就是操作较为简单，施工的周期也比较短，在过去的很多施工现场都得到了广泛的使用，但是在实际操作的过程中，往往需要靠锤击的方法对预制钢筋混凝土板桩进行施打，所以将会产生比较大的噪音，同时在操作的过程中对周围的土层也会产生扰动，目前使用已经十分少了。
1.4人工挖孔灌注桩
人工挖孔灌注桩围护墙目前应用较为广泛，其多用于7～10m的基坑工程。其优点为施工时无振动、无噪音、无挤土现象，对周围环境影响小；桩身强度高、刚度大，支护稳定性好，变形小。其缺点为劳动强度大、单桩施工速度较慢、安全条件差、桩间缝隙易造成水土流失，施工过程中易造成生产安全事故。人工挖孔灌注桩围护墙适用于粘土质地区，不得用于软土或易发生流沙的场地（淤泥、淤泥质土）、地下水位以下的砂层、粉土夹砂层和粉土、富含承压水砂岩强风化带（或残积层区域），地下水位高的场地，应先降水后施工。
1.5地下连续墙
这种支护结构的主要施工步骤就是沿着基坑周边的轴线，在泥浆护壁条件下，对其开挖出一条比较狭长的深槽，在对其进行清槽处理之后，在其内部防止钢筋笼，然后使用导管法将水下的混凝土浇筑成为一个整体，如此逐段的进行操作，在基坑内部形成一道连续的钢筋混凝土墙壁。这种支护结构的刚度是最大的，止水效果也比较好。但是由于受到施工机械的限制，往往在厚度上有着比较固定模数，灵活性比较差，所以这种结构往往是在基坑深度比较大的时候才被广泛的使用。通常情况下适用于深度大于10m，而且周围有着比较重要的建筑物的环境下才被使用。例如在对超深基坑进行开挖的时候，其他的结构无法满足其根本的需求，所以才被使用。其主要的优点就是在进行的过程中不会产生过大的噪音，非常适合在城市内部使用。而且抗渗性能十分出色，几乎不会出现透水的情况。墙体整体的刚度十分的大，在进行开挖的过程中能够承受比较大的土压力，很少会导致塌方情况的产生。在多种土质情况下都较为适用。而从其缺点上看，主要就是在城市内部进行施工的过程中，无法采取有效的措施对废泥浆进行处理，而且费用相对来说也比较高。
2、基坑支护结构设计方案的要求及主要内容
2.1基坑支护结构设计方案的要求
建筑施工基坑支护结构设计方案简称为设计方案，其是根据相关的资料文件和规范标准，并结合基坑施工周边的地质条件和环境，施工基坑开发的深度等为依据，做出合理的、先进的、实用的、安全的环境保护的方案。同时，为了保证周边建筑和地下设施、道路、管道等安全设施的正常使用，以及对基坑施工的正常使用，确保原有建筑的地下结构不会受到建设施工的影响。还需要正确合理的判断施工的参数值和计算结果，从而设定出规范的设计方案数据，并根据行业内的标准对设计的方案进行优化更新。
2.2基坑支护结构设计方案的主要内容
首先，在施工基坑在设计过程中，需要注明工程名称，以及业主的单位与详细的地址信息，还要拟定建筑物的层数、结构特点、高度与基本的建筑形式等。其次，还应注明建筑物地下室的层数和面积、室外与地面的标高、地下室顶板的设计标高、地下室层高和底板的开挖、基坑的深度、面积、周长以及周边的环境等，同时还包括采用的支护方法与结构，基坑挡水及降水措施和预计施工的时间等。最后，在进行等级设计时，需要根据基坑开挖的深度与规模，以及周边的地质条件和环境等，按照一定的规定办法，依据建筑基坑的支护技术规程进行使用年限的设计，不能小于一年。
2.3基坑方案设计的依据与图纸
（1）设计的依据
根据基坑开挖的相关资料，在基坑开挖时要具备岩土工程的详细勘察资料，基坑深度现场的地形图和工程路线图。还要拟定建筑的平面图，立体图和剖面图，并根据这些基本的图面对其设计进行布局。并且，在设计时也要根据相关的标准、规程和设计规范，利用电脑软件对基坑开挖的设计方案进行设计。对基坑在场地的地下水的补给和排泄进行重点的规划，针对补给与排泄对地下水层之间的水力进行相互关联的设计，充分掌握地下水的来源、质量，以及深埋情况，甚至是变化情况等，从而降低对基坑的支护结构、开挖和周边环境的不良影响。
（2）基坑方案设计的图纸
在进行基坑的图纸方案设计时，首先要对图纸进行目录设计，而且必须根据总平面设计图进行支护方案设计；其次剖面图设计需要进行分段设计，而且要由此判断排水沟、支撑结构、放坡、标高、线管、支护构件等，还包括开挖边线、基坑深度范圍，以及市政管线、建筑物地下层等其他基础设施；再次基坑的支护结构设计，需要对支护结构的示意图与配筋图进行标记，针对局部支护结构的立体图与大样图也要进行重点的标注说明，基层开挖前不仅要绘制出剖面图，还要对降水井与观测井进行图纸设计，标明其型号与类型；最后监督平面布置图的设计对各元件的预留平面图和竖形的结构宽度进行监督，保证道路通畅与大车行驶荷载量等。 3、基坑支护结构的施工处理措施
3.1钢板桩、钻孔桩和喷粉装备施工
因基坑施工要击打工程桩，会引起震动，使土壤受到挤压。从而影响高层建筑的正常施工，所以应该在工程桩施工之前对附近一侧的钢板进行击打，在击打钢板桩之后，在其背后做排水沟。钻孔桩的钻孔工作应区别于工程桩，需要在施工后进行击打处理。该方式是钻孔桩的主要施工手段，按照施工进度将喷粉桩分阶段的插入在基坑支护施工设计之中。
3.2挖土施工及支撑施工
首先，在制作第一层支撑的过程中，不仅要保证钻孔桩的安全完成，还要让渣土深度达到一定的指标，可以将准石粉作为支撑面的填充物进行一定厚度的铺垫，这一方式在应用的过程中，既要保证机械设备不被损坏，还要考虑運行车辆的支撑力度。其次，要在第一层支撑完成后再开始第二次支撑，并根据千次的计算数据，拟定最安全的挖土深度，进行土方开挖，从而完成大面积降土。而根据对基坑支护工程实际的综合分析结果来看，设定靠近建筑物一侧的钢板桩范围和坑比设计标高要有具体的数值作为挖土深度，并在附近钢板桩处留设土台。因为土台的预留能够增强土坑能力，使铜板桩的安全性能得到了保障。机械挖土能够更有效地加快工程进度，进而提高设备利用率。经过实践验证，这对实际的工程施工有一定帮助，而且是一种行之有效的指导方式。最后，第二层支撑必须在挖土2d之后才能进行，如果超过了这一时间，将影响支护结构的安全使用性能，而且必须在桩承台施工全部结束后，用石粉与石渣进行基坑回填，在确保基坑的第一层支撑深度恢复后，再拆除第二层支撑，并进行土质回填。
3.3钢板桩的回收及降排水的处理
运用排水沟及集水井联合方式来对基坑上部外围的排水结构进行设置。虽然钢板桩与喷粉桩的抗渗能力较强，但为避免雨水含水量以及少量渗水对于基坑开挖的影响，应该将基坑底的四周用砖砌筑八个井壁，保证砖缝输水。并且井底的标高要低于施工面，要采用纵横链接的排水方式，在井内设置潜水泵。
4、结束语
随着城市建设步伐的持续迈进，对地下空间的开发使用率也呈递增趋势。尤其是在城市环境的限制性发展条件下，在一些地下通道与道路建设中，深基坑的支护设计对建筑物的安全保护作用愈发凸显。因此，本文对市政工程常用基坑支护结构类型及设计进行详细的研究和分析，具有建设性的现实意义。
参考文献：
[1]基坑支护结构的比较与设计计算[J].韩莹.居业.2017（06）.
[2]土钉墙与桩撑组合支护结构工作性状及稳定性分析[D].孙宝宝.济南大学2016.
（作者单位：中铁四院集团广州设计院有限公司）