盛厚德 张景国
摘要 随着市场竞争的加剧，建筑行业发展的红利逐渐消耗殆尽，整个行业逐渐步入了“黑铁”时代。基于基坑围护因技术复杂、安全性要求高、不同方案选型造成的投资金额差别大、非永久性等特点，在现阶段项目开发和建设控制过程中，建设单位极为重视基坑围护的选型和施工。在确保基坑安全和满足开发节奏下，控制好基坑围护的投资，成为所有建设单位在微利时代研究的难点与重点。
关键词 基坑围护；
安全；
成本
中图分类号 TU753文献标识码 A文章编号 2096-8949（2023）11-0057-05
0 引言
基坑支护具有风险性大、事故频发、涉及面广、变化因素多、造价高、技术复杂、临时性等特点，是项目开发过程中最具有挑战性的技术难点，也是挖潜降低工程造价和确保工程安全的重点。
1 支护评价维度
1.1 安全性
按支护结构重要程度、破坏变形、对基坑周边环境或主体结构施工安全的影响，按产生后果很严重、严重、不严重分为一、二、三级。在同一基坑的不同位置，应根据设计和施工的不同要求，選择不同的安全等级。
1.2 全面合理性
按照主体工程地下室所处周边环境、水文地质和场地的地质情况合理选择支护类型。
1.3 经济合理性
对支护开挖深度、层数、形式、体积、施工方式、费用、进度要求与主体工程、上部工程造价和进度要求进行比较，选择造价最优的支护方案。
1.4 技术经济性
临时性的围护结构或作为主体工程的部分永久结构，以利用“永临结合”降低项目造价。
2 支护类型及特点
常用的基坑支护形式包括：放坡式、土钉墙、拉森钢板桩、SMW工法桩、重力式防护墙、悬臂桩、钢筋混凝土水平支撑、地下连续墙等[1]。各类型的特点如下：
2.1 放坡
为了防止土壁塌方，并保证施工人员的安全，当挖方或填方达到规定开挖深度的高程时，在开挖口边沿所出现的相应斜坡，通常用边坡倾斜率或边坡系数表示。
适合于工程建设区域大、场地尺度不受限、边坡无负荷或荷载小、无地下水流影响或配合自然降雨方案。施工过程中，边坡一般不得超出项目红线。
以图1放坡1∶0.6为例：坡面采用Φ6.5@200×200钢筋网、混凝土为C20厚80 mm，坡面上、下部均设300 mm×300 mm排水沟，每延米造价约800～1 200元。
特点：造价低、安全性高、施工简单、土方开挖量大等特点，要求具备放坡工作面，一般不能超出项目红线范围。
2.2 土钉墙
土钉墙是在原位土体结构的基础上，进行增筋和补强加固的一种工程技术。首先将基坑边坡通过钢筋或小横杆杆件等土钉进行加固，然后在边坡面上敷设一层钢筋网，最后再浇注一层细石混凝土，与土方边坡相结合的保护原位地基的支护开挖方式。适用范围：因土钉较长，通常超出项目场地红线，一般地区禁止使用。
以图2土钉墙为例：坡面1∶0.4，采用Φ6.5@200×200钢筋网、土钉采用Φ20@1 500、长度6 000 mm或7 000 mm钢筋，混凝土采用C20厚80 mm，
坡面上部、下部均设300 mm×300 mm排水沟，每延米工程造价约1 200～1 500元。
特点：施工简单、安全性高、造价低，适用于基坑深度小于5 m，一般地区土钉长度不能超出项目红线范围。
2.3 拉森钢板桩
也叫U型钢板桩，施工时具有绿色、环保、简单、速度快、工期短、费用低、可反复利用、具备很好的防水、防渗等功效，有效地降低了挖、填土方量和水泥使用量，并且施工不受外部天气影响等特点。
以图3拉森钢板桩为例：坡面1∶0.4，采用Φ6.5@250×250钢筋网、土钉Φ18@1 500、l=1 500 mm，混凝土采用C20厚80 mm，l=12 000 mm小止口钢板桩，坡面上部、下部均设300 mm×300 mm排水沟，每延米造价约4 000～5 000元。
特点：硬度大，重量较轻、防水防渗性能较好、安装简便、工期短、可反复利用、材料互换性强，有效地降低了对水泥的消耗和实际挖、填土方量，且稳定性好，时效性强。适用于基坑深度小于5 m的。基坑深度较深时，钢板桩易变形，不宜采用。
2.4 SMW工法
在与水泥土混合物充分拌和之后、未完全硬化之前插入的H型钢、钢板或管材可以作为其应力补充。待水泥土混合物结硬后，即构成的具备一定强度、刚度、无搭接缝的地下连续建筑物。待基础结构建设完成、周围土体回填后，再通过机械将水泥土混合物中的H型钢、钢板或管材拔出，反复利用，降低工程造价。
以图4 SMW工法为例：坡面1∶0.4，采用Φ6.5@250×250钢筋网、混凝土采用C20厚80 mm，l=
12 000 mm、Φ850@900 mm水泥土搅拌桩插入l=
12 000 mm、H700×300×13×24型钢@900 mm，坡面上部、下部均设300 mm×300 mm排水沟，每延米造价约8 000～12 000元。
特点：施工不扰动附近土壤，不会造成邻近地面沉降的损失。材料和泥土完全拌合均匀，连贯墙面无接缝，因此比普通的地下连续墙具有可靠性更好的止水、防渗性能。工期较其他施工工艺更短，在一般地质条件下，每一台班可成墙70～80 m2。型钢、钢板或管材插入深度一般小于水泥土混合物深度，型钢、钢板或管材可回收和反复利用。
2.5 重力式挡墙
借助水泥土混合物的墙体自重以抵消土体侧压力的挡土墙，通常不配钢筋或只在局部范围内配少量钢筋，墙高一般在6 m以内，适用于土层稳固，开挖土石方后不会危及周围交通、管线和建筑物安全的地段，其效益突出。
以图5重力式挡墙为例：坡面1∶0.4，采用Φ6.5@250×250钢筋网、混凝土采用C20厚80～100 mm，l =5 500 mm、Φ20钢筋均匀插入到水泥土混合物中，坡面上部、下部均设300*300排水沟，每延米造价约8 000～12 000元。
特点：就地取材，施工方便，经济效果明显。常见的重力式挡土墙高度一般在5～6 m以下，最高不宜超过12 m。
2.6 悬臂桩（灌注桩）
悬臂桩是在施工基坑周围，用钻机现场钻孔至规定深度，通过水泥浆护壁、经过多次清孔后，再放置钢筋笼，最后水下浇筑混凝土的一种施工工艺。灌注桩间距一般为1 000～
1 500 mm，成排设置，上部设钢筋混凝土联系梁。附近如有建（构）筑物，需采取加密桩距或加大桩径的方法。
以图6悬臂桩为例：坡面1∶0.4，采用Φ6.5@250×250钢筋网、混凝土采用C20厚80～100 mm，l=8 500 mm、Φ800@1 500钢筋混凝土灌注桩，坡面上部、下部均设300 mm
×300 mm排水沟，每延米造价约3 000～5 000元。
特点：现场施工过程中无噪声污染、无震荡、无挤土。沉桩后，由于桩体硬度高、强度大和稳定性好，对周围环境影响较小。当工程桩也是灌注桩时，能够与支护结构同步进行施工，缩减了建设周期、降低了工程造价。
2.7 钢筋混凝土水平支撑
当基坑开挖深度较深，支护结构挡土的水平侧压力较大，需在支护结构上增设一道或数道钢筋混凝土水平支撑，以减少竖向支护结构侧向变形。
可采用加大配筋、加大支撑面的方法，以提高钢筋混凝土水平支撑的强度。作为水平向的混凝土支撑，如能充分发挥材料刚性大和变形小的受力特点，就能确保在地下室施工过程中，周边管线、道路、建筑物等安全。
2.8 地下连续墙
地下连续墙是连续的钢筋混凝土墙面，具有很强的防水防渗、承重等功能。通过挖沟槽机械，首先顺着建筑周边开挖深沟槽，然后在沟槽内吊放钢筋笼和浇筑混凝土，形成单元槽段。不断循环反复，直到在地下筑成一道连贯的钢筋混凝土墙体，用作截水、防渗漏、承重等结构。适用范围：
（1）开挖深度10 m以上、重要程度较高的深基坑、超深基坑工程。
（2）没有适合的传统支护方式施工作业面，基坑内施工余地很小，基坑外墙距项目规划红线位置很近，无法选择其他支护方式进行施工。
（3）在超深基坑中，例如25～45 m的超深基坑工程中，采用其他支护形式无法满足施工要求时，一般采用地下连续墙。
（4）费用高，安全系数好，一般与建筑物地下主体结构相结合施工。
3 工程概况
项目位于浙江省温州市，总用地面积约29 000 m2，计容面积95 000 m2，容积率3.21。规划8栋10-33层住宅，沿街1层商业，物业、养老配套用房及二层地下室等设施构成。
首开区为1#、2#、3#和9#楼。因地下室车位较多，为满足使用需求，采用地下室一层满铺、局部二层的方式。局部二层地下室部分，尽量避开首开区，避不开部分，放在3#～5#楼中间，详见图7。
因该项目基坑开挖面积大、深度6～12 m，属一级基坑，在确保基坑安全、兼顾经济、施工便利性的情况下，在SMW工法、多道水平钢筋混凝土支撑等各种围护形式选择下，由建设单位牵头组织基坑围护设计、总承包单位、监理单位等，反复进行论证，最后选择了安全性高、经济性好、施工方便的一道钢筋混凝土水平支撑方案，即在非首开区沿基坑南北向布置一道钢筋混凝土水平支撑，西南角和西北角布置一道钢筋混凝土水平斜撑、负一层布置钢筋混凝土换撑，在一层和二层地下室交界处，布置一道宽度3 100 mm的重力坝加强。详见图8～10，并分别于2019年4月19日进行了围护设计方案专家论证、2019年4月26日围护施工方案专家评审，全部一次性通过。
因该项目东至规划道路（施工中）、南至规划道路（施工中）、西至幼儿园（已建成）、北至规划道路（施工中），且面临的施工情况各不相同，针对不同的区域，设置11个不同的支护类型，主要类型如下：1-1、3-3剖面采用SMW工法；
2-2、4-4、5-5、6-6、10-10、11-11剖面采用重力式挡土墙；
7-7剖面采用重力式挡土墙、灌注桩和土钉墙3种形式相结合；
8-8、9-9剖面采用灌注桩、重力式挡土墙2种形式相结合。各不同剖面，采用不同的支护类型，以实现支护结构成本最优。
该项目于2019年5月13日取得施工证，正式开始施工，在围护施工过程中要加强对场地周边管线与道路的保护。6月23日支护全部施工完成，7月3日基坑开挖。在开挖过程中，建设单位委托专门的监测单位对基坑及周边管线、道路、建筑物、地下水等及时监测，尤其是项目西侧与该项目共建筑红线的已建成的幼儿园，布置多个水平、垂直位移监测点，及时监测开挖过程中的该基坑及周边建筑物、管线、道路等变形情况，提前做好各项应急预备方案，以防万一。
2019年11月20日，整个项目全部出正负零，并且基坑周边全部回填完成。项目最大累计水平位移≤14 mm、日變量≤1.5 mm，累计竖向位移≤12 mm、日变量≤1.2 mm，均在合格范围内。
施工完成后，实际支护结构结算成本2 013万元，较目标成本2 426万元节约造价413万元。通过支护方案选型的多方案比选，在确保安全的前提下，有效地控制了项目造价，节约了投资。
4 结语
基坑支护，因临时性、重要性、施工周期短、造价金额大，一般按总建筑面积单方在50～200元/m2，波动范围大，占除地价外的开发成本的3%～6%[2]左右。在地产行业下行的“黑铁”时代，已成为房产开发商的兵家必争之地。支护结构成本控制的高低、好坏，成为影响项目利润的关键因素。
参考文献
[1]田海亮. 基坑开挖对邻近建筑物的影响及其支护结构参数优化研究[D]. 沈阳：东北大学， 2013.
[2]宋志超. 深基坑支护结构的优化设计[J]. 城市建设理论研究（电子版）， 2016（12）：
1795.