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摘要：深基坑施工是建设地下停车场的首要工程，如何才能保证基坑的稳定及基坑周边环境的安全，已成为基坑工程设计、施工中的难点和重点。文章结合高层商业办公楼基坑开挖施工实例，主要针对基坑边坡支护与降水设计要点进行了详细地分析与研究。
关键词：深基坑；边坡支护；降水设计
随着我国经济的不断发展和高层建筑数量的增多，为了满足建筑功能的需要，目前，高层建筑物都设有地下停车场等综合多功能设施。在高层建筑深基坑开挖工程中，为了能够保证基坑的稳定及基坑周边环境的安全，都必须对基坑降水及边坡支护采取有效的措施后，方可进行施工。
1 工程概述
某高层商业办公楼，建筑高度约100m，地上28层，地下1层，基坑开挖尺寸为167m×112m，在距离基坑边2m处设计井位，开挖深度为11m；基坑建筑物东、南两侧为交通主干道，北侧是箱型基础埋深7.0m、高15层、距离16m的少年宫，西侧有毛石基础埋深1.8m、高6层、距离12m的住宅楼。本工程位于断陷盆地内，地下浅层水水位比较高，一般在 2.2m～3.8m左右，所以，必须确保做好有效的边坡支护和基坑降水措施后，才可进行基坑开挖。
2 降水设计
结合地区降水情况，参照水文地质及场地工程的地质状况，使用经济合理的大口径井点降水 该方法的工期较短，施工方便，易于对水位降深进行调控
2.1工程降水计算
（1）基坑总涌水量
式中：k 为渗透系数，k=90mm/d；s为水位降深，s=9.3m；H为含水层厚度，H=14.5m；ro 为基坑等效半径；ro= a+b4=82.31；其中：a为基坑长167m；b为基坑宽112m；为修正系数，取1.18；Ro为引用影响半径，Ro=R+ro=282.31，其中：R 为影响半径，取200m。
经计算：基坑总涌水量Q=42077.0m3/d。
（2）单井出水量 q=120πrl3 ，式中：r为过滤器半径，r=0.15m；为滤水管有效长度，按经验取=4m。
经计算q=1013.16m3/d。
（3）确定井点数n=1.1Q/q=45.7眼，实际布井45眼。根据单井出水量及场地水文地质条件、水位降深要求选用潜水泵，流量为50m3/h的20台，30m3/h的25台。
（4）基坑中心水位降深验算Y=H2- =3.7m，基坑中心水位降深s'=14.5-3.7=10.8m，完全满足要求。
2.2 理正降水沉降软件计算
（1）降水井数计算结果。降水影响半径为300m；基坑等效半径为80.9m；基坑涌水量=39468.3m3/d；单井过滤器进水长度为5.0m；单井出水量按 960.0m3/d计算，降水井沿基坑外围2m布置，共需降水井数42 眼～46 眼。
（2）根据建筑物各角点降深与沉降计算得知，建筑物各角点之间最大倾斜率为1.558‰。
3 其他技术参数
（1）降水管井施工要求。该次降水设计井深18m，采用CZ-22 型钻机冲击成孔，孔径￠550mm～600mm，下入￠300mm 的水泥管（内径），钻孔与井管之间的环状间隙填入 4mm～8mm砾料；成井后，要求洗井彻底，直到水清砂净为止，单井出水量 30m3/h～50m3/h。
（2）降水管井布设。在基坑外围 2m 处设置降水管井，其间距为13m～15m，但由于青城公园距基坑西北侧较近，且地下水由东北向西南径流，使该两处形成较充分的地下水补给，因此，管井的实际布设中，须适度增加上游（东北角）和西北角间距的密度，可对其余处管井均匀布置 可在基坑中心设立观测孔，深度18m。
（3）排水及电控系统 在降水井的外侧布置排水主管，其使用的是￠300mm 的铁皮管，同时按照周围污水井的分布状况，城市排污管网的连通是通过被分成四条的管线完成的。每一个井点抽取的地下水集中汇入主管网，然后排进污水道。该降水的用电总量是一百二十五千瓦，供电方式是使用￠180mm2的主电缆，其次采用￠50mm2的电缆分为两路通至水泵，将三到四台划为一个泵组，采用泵分组控制。整个的总闸以及分闸都要使用自动空气断路器 另外，预留两台九十千瓦的发电机组以备用，进而保证在停电时，降水系统仍能安全的运转。
4 降水实施效果
（1）水位降深数据。所有管井、管网布置架设完毕后，立即进行降水，观测水位降深数据见表1。
（2）水位控制。为确保基坑降水安全，初期的降水要启动全部管井，基坑水位随时间推移而持续下降，甚至部分井水供应量不能满足抽取量，为保证水泵因长期运作而发热受损（或因水量不足而产生泵头振动）或对附近建筑物带来不利影响，当水位降低到降深要求时，启用水泵间歇，使管井内水位保持在14m上下，如此不但确保了9.5m～10.0m的基坑水位降深，而且延长了水泵寿命。
5 边坡支护设计
本工程采用的是悬臂钻孔灌注桩支护形式，支护位置为北侧及西侧边坡，长度约271m。
（1）计算参数的选取。据岩土工程勘察报告，结合当地的建筑经验，本工程支护设计计算所需（11m 以上）的有关参数见表2。
（2）灌注桩支护结构设计。采用悬臂式钻孔灌注桩对西侧、北侧边坡进行支护，灌注桩桩长19.0m，桩径600mm，桩间距1.2m，桩数226 根，配筋规格为：主筋6￠25，4￠16，箍筋8@200，16@200，混凝土标号C20，保护层厚度50mm；桩顶用圈梁连接，连梁高50cm，宽70cm，连梁配筋规格为：主筋4￠20，箍筋8@200，混凝土标号C25，保护层厚度35mm；8 根边桩主筋12￠16；护坡桩每隔一根设一道拉结，每道拉力不小于50t，拉结方式采用地锚或打桩，用钢丝绳和花篮螺丝预先紧固。利用226根直径600mm，长19.0m，间距为1.2m 的悬臂式钻孔灌注桩，在西、北两侧边坡进行支护。使用混凝土标号为 C20，主筋6￠25，4￠16，箍筋8@200，16@200，保护层厚度为50mm的配筋；用圈梁将桩顶连接，连梁宽70cm，高50cm 混凝土标号C25，主筋4￠20，箍筋8@200，保护层厚度35mm 的连梁配筋；8根边桩主筋12￠16；隔一根护坡桩布设一道拉结，预先用钢丝绳及花篮螺丝紧固拉结，使用打桩或地锚，同时保证拉力大于50t。
6 结论
综上所述，通过本工程的深基坑边坡支护设计与降水要点分析，得到了以下几点结论：
（1）本工程使用的钻孔灌注桩支护方式效果明显，本地段较适宜采取大口径井点降水。
（2）在重要的工程中为准确测定影响半径、渗透系数、过滤有效进水长度等参数，使设计计算更符合实际情况，最好预先做现场抽水实验。
（3）降水中后期有效控制管井内水位，水泵间歇启动，既可减少浪费，亦能避免对周边建筑物的不良影响。
（4）降水管井的成井工艺（包括滤水管、砾料、成井过程）在降水工程中起至关重要的作用。
（5）为了确保临近建筑物、周围管线、地下管道的安全，对本深基坑的支护受力和变形进行了全程监测，结果表明该方案是可行的。
参考文献：
[1]李国安，陈国华等.土钉支护中的力学性能[J].河北建筑科技学院学报，2005.
[2]王合玲，程祖锋.土钉技术在黄土状土边坡支护中的应用研究[J].河北工程大学学报，2007.
关键词：深基坑；边坡支护；降水设计
随着我国经济的不断发展和高层建筑数量的增多，为了满足建筑功能的需要，目前，高层建筑物都设有地下停车场等综合多功能设施。在高层建筑深基坑开挖工程中，为了能够保证基坑的稳定及基坑周边环境的安全，都必须对基坑降水及边坡支护采取有效的措施后，方可进行施工。
1 工程概述
某高层商业办公楼，建筑高度约100m，地上28层，地下1层，基坑开挖尺寸为167m×112m，在距离基坑边2m处设计井位，开挖深度为11m；基坑建筑物东、南两侧为交通主干道，北侧是箱型基础埋深7.0m、高15层、距离16m的少年宫，西侧有毛石基础埋深1.8m、高6层、距离12m的住宅楼。本工程位于断陷盆地内，地下浅层水水位比较高，一般在 2.2m～3.8m左右，所以，必须确保做好有效的边坡支护和基坑降水措施后，才可进行基坑开挖。
2 降水设计
结合地区降水情况，参照水文地质及场地工程的地质状况，使用经济合理的大口径井点降水 该方法的工期较短，施工方便，易于对水位降深进行调控
2.1工程降水计算
（1）基坑总涌水量
式中：k 为渗透系数，k=90mm/d；s为水位降深，s=9.3m；H为含水层厚度，H=14.5m；ro 为基坑等效半径；ro= a+b4=82.31；其中：a为基坑长167m；b为基坑宽112m；为修正系数，取1.18；Ro为引用影响半径，Ro=R+ro=282.31，其中：R 为影响半径，取200m。
经计算：基坑总涌水量Q=42077.0m3/d。
（2）单井出水量 q=120πrl3 ，式中：r为过滤器半径，r=0.15m；为滤水管有效长度，按经验取=4m。
经计算q=1013.16m3/d。
（3）确定井点数n=1.1Q/q=45.7眼，实际布井45眼。根据单井出水量及场地水文地质条件、水位降深要求选用潜水泵，流量为50m3/h的20台，30m3/h的25台。
（4）基坑中心水位降深验算Y=H2- =3.7m，基坑中心水位降深s'=14.5-3.7=10.8m，完全满足要求。
2.2 理正降水沉降软件计算
（1）降水井数计算结果。降水影响半径为300m；基坑等效半径为80.9m；基坑涌水量=39468.3m3/d；单井过滤器进水长度为5.0m；单井出水量按 960.0m3/d计算，降水井沿基坑外围2m布置，共需降水井数42 眼～46 眼。
（2）根据建筑物各角点降深与沉降计算得知，建筑物各角点之间最大倾斜率为1.558‰。
3 其他技术参数
（1）降水管井施工要求。该次降水设计井深18m，采用CZ-22 型钻机冲击成孔，孔径￠550mm～600mm，下入￠300mm 的水泥管（内径），钻孔与井管之间的环状间隙填入 4mm～8mm砾料；成井后，要求洗井彻底，直到水清砂净为止，单井出水量 30m3/h～50m3/h。
（2）降水管井布设。在基坑外围 2m 处设置降水管井，其间距为13m～15m，但由于青城公园距基坑西北侧较近，且地下水由东北向西南径流，使该两处形成较充分的地下水补给，因此，管井的实际布设中，须适度增加上游（东北角）和西北角间距的密度，可对其余处管井均匀布置 可在基坑中心设立观测孔，深度18m。
（3）排水及电控系统 在降水井的外侧布置排水主管，其使用的是￠300mm 的铁皮管，同时按照周围污水井的分布状况，城市排污管网的连通是通过被分成四条的管线完成的。每一个井点抽取的地下水集中汇入主管网，然后排进污水道。该降水的用电总量是一百二十五千瓦，供电方式是使用￠180mm2的主电缆，其次采用￠50mm2的电缆分为两路通至水泵，将三到四台划为一个泵组，采用泵分组控制。整个的总闸以及分闸都要使用自动空气断路器 另外，预留两台九十千瓦的发电机组以备用，进而保证在停电时，降水系统仍能安全的运转。
4 降水实施效果
（1）水位降深数据。所有管井、管网布置架设完毕后，立即进行降水，观测水位降深数据见表1。
（2）水位控制。为确保基坑降水安全，初期的降水要启动全部管井，基坑水位随时间推移而持续下降，甚至部分井水供应量不能满足抽取量，为保证水泵因长期运作而发热受损（或因水量不足而产生泵头振动）或对附近建筑物带来不利影响，当水位降低到降深要求时，启用水泵间歇，使管井内水位保持在14m上下，如此不但确保了9.5m～10.0m的基坑水位降深，而且延长了水泵寿命。
5 边坡支护设计
本工程采用的是悬臂钻孔灌注桩支护形式，支护位置为北侧及西侧边坡，长度约271m。
（1）计算参数的选取。据岩土工程勘察报告，结合当地的建筑经验，本工程支护设计计算所需（11m 以上）的有关参数见表2。
（2）灌注桩支护结构设计。采用悬臂式钻孔灌注桩对西侧、北侧边坡进行支护，灌注桩桩长19.0m，桩径600mm，桩间距1.2m，桩数226 根，配筋规格为：主筋6￠25，4￠16，箍筋8@200，16@200，混凝土标号C20，保护层厚度50mm；桩顶用圈梁连接，连梁高50cm，宽70cm，连梁配筋规格为：主筋4￠20，箍筋8@200，混凝土标号C25，保护层厚度35mm；8 根边桩主筋12￠16；护坡桩每隔一根设一道拉结，每道拉力不小于50t，拉结方式采用地锚或打桩，用钢丝绳和花篮螺丝预先紧固。利用226根直径600mm，长19.0m，间距为1.2m 的悬臂式钻孔灌注桩，在西、北两侧边坡进行支护。使用混凝土标号为 C20，主筋6￠25，4￠16，箍筋8@200，16@200，保护层厚度为50mm的配筋；用圈梁将桩顶连接，连梁宽70cm，高50cm 混凝土标号C25，主筋4￠20，箍筋8@200，保护层厚度35mm 的连梁配筋；8根边桩主筋12￠16；隔一根护坡桩布设一道拉结，预先用钢丝绳及花篮螺丝紧固拉结，使用打桩或地锚，同时保证拉力大于50t。
6 结论
综上所述，通过本工程的深基坑边坡支护设计与降水要点分析，得到了以下几点结论：
（1）本工程使用的钻孔灌注桩支护方式效果明显，本地段较适宜采取大口径井点降水。
（2）在重要的工程中为准确测定影响半径、渗透系数、过滤有效进水长度等参数，使设计计算更符合实际情况，最好预先做现场抽水实验。
（3）降水中后期有效控制管井内水位，水泵间歇启动，既可减少浪费，亦能避免对周边建筑物的不良影响。
（4）降水管井的成井工艺（包括滤水管、砾料、成井过程）在降水工程中起至关重要的作用。
（5）为了确保临近建筑物、周围管线、地下管道的安全，对本深基坑的支护受力和变形进行了全程监测，结果表明该方案是可行的。
参考文献：
[1]李国安，陈国华等.土钉支护中的力学性能[J].河北建筑科技学院学报，2005.
[2]王合玲，程祖锋.土钉技术在黄土状土边坡支护中的应用研究[J].河北工程大学学报，2007.