第2章总体方案设计

第2章 基坑工程总体方案设计

2.1 概述

自二十世纪末以来，我国各大、中城市一直处于房地产投资与市政基础设施建设的热潮之中，高层建筑地下室、地下停车场、地铁车站、地下变电站、大型排水及污水处理系统等地下建（构）筑物的开发使得基坑工程的规模和技术难度不断增加。为了满足各种不同类型工程在安全性、环境保护、工期与经济等方面的具体要求，基坑工程技术在总体设计、围护结构型式、施工水平、监测方法与检测手段等各方面都取得了一定的发展与进步。其中，基坑工程的总体方案设计作为实现工程技术经济性至关重要的一环，值得工程技术人员乃至投资方密切关注。本章主要介绍基坑工程总体方案的设计原则以及各种基坑围护结构、支撑与锚杆体系、基坑加固、地下水控制、基坑开挖与基坑监测的有关特点、适用条件及如何选用等内容。

在开展基坑工程的总体方案设计时，应首先对基坑工程在安全性、周边环境保护以及技术经济方面的要求进行充分研究，同时，基坑支护结构方案设计也应利于节约资源、符合可持续发展的要求，实现综合的经济和社会效益。

2.1.1 安全性要求

深基坑工程涉及到岩土工程、结构力学、工程结构、工程地质和施工技术等专业知识，是一项综合性很强的学科。由于影响基坑工程的不确定性因素众多，基坑工程又是一项风险性很大的工程，稍有不慎就可能酿成巨大的工程事故。因此，确保基坑工程的安全是总体方案设计的首要目标。应结合工程当地的施工经验与技术能力进行具体分析，选择成熟、可靠的总体设计方案；设计时确保满足规范与工程对支护结构的承载能力、稳定性与变形计算（验算）的要求；并对施工工艺、挖土、降水等各环节进行充分的研究和论证，选择工程当地成熟、可靠的施工方案，降低基坑工程的风险。

2.1.2 环境保护要求

我国大型基坑工程主要集中于沿海、沿江经济发达地区，工程场地周边一般都分布有建（构）筑物、地下管线、市政道路等环境保护对象。当基坑邻近轨道交通设施、保护建筑、共同管沟等敏感而重要的保护对象时，环境保护要求更为严格。当基坑周边存在环境保护对象时，要在充分了解环境保护对象的保护要求与变形控制要求的基础上，使基坑的变形能满足环境保护对象的变形控制要求，必要时在基坑内、外采取适当的加固与加强措施，减小坑支护结构的变形。

2.1.3 技术经济性要求

基坑工程多采用临时性的支护结构，在确保基坑工程安全性与变形控制要求的前提下，尽可能地降低基坑工程造价，是设计人员必须关注的重要问题。不同的基坑工程总体方案对工程工期会有较大的影响，对项目开发所产生的经济性差异也不容忽视。对于某些项目，不同设计方案引起工期变化对于项目开发的经济性影响甚至会超过方案的直接工程量差异。

基坑工程总体方案设计应采取合理、有效的支护结构型式与技术措施以控制工程造价和实现工期目标，必要时，对于技术上均可行的多个设计方案，应从工程量、工期、对主体建筑的影响等各角度进行定性、定量的分析和对比，以确定最适合的方案。在工程量方面，一般应综合比较支护结构的工程费用、土方开挖、降水与监测等工程费用以及施工技术措施费； 在工期方面，应比较工期的长短及由其带来的经济性差异；基坑设计方案对主体建筑的影响方面，主要考虑不同基坑围护结构占地要求而影响主体结构建筑面积，以及对主体结构的防水、承载能力等方面的影响。