深基坑围护体系经济指数比较分析

深基坑围护体系经济指数比较分析摘要：随着我国产业房地产业的飞速发展，土地的资源随越来越稀缺。

为了更有效的提高土地利用率，对基坑的围护结构也提出了更高的要求。

设计单位对基坑进行优化设计，选择最安全、经济合理的基坑围护方案是基坑工程的关键。

本文结合某工程案例，比较分析了深基坑围护施工的经济效益。

关键词：深基坑围护；施工方案；经济指数
施工方案的选择是深基坑工程施工前至关重要的一步，直接关系到工程的成败。

事实上,方案选择属于概念设计的范畴，工程管理人员必须综合考虑各方面因素，其中最主要的莫过于经济指标了。

一般情况下，方案设计决策阶段就基本上已经决定了深基坑工程的经济指标。

基于此原因,欲使深基坑支护体系获得一个良好的施工效益,支护方案的优选首当其冲。

对于深基坑设计方案的选择一定要从多角度去权衡分析，在满足结构安全的前提下，要从施工单位施工方面、开发商投资和工期方面考虑，既要满足施工的方便可行，又要保证开发商投资最少、工期最短，这样无论是施工单位还是开发商都会取得很好的经济效益和社会效益。

本文结合某工程案例,对于其施工提出两种可能的方案,在进行经济指标对比后最终给出了合理的方案设计建议。

1工程概况
某市宾馆商场西临高架路，是该市中心城区城区的重要地块，整个工程分为南、北两部分，南边为办公商务区，北为酒店、商业
商务区。

北块包括a楼五星级商务酒店、b楼精品商场及c楼能源设备中心。

总建筑面积为79447m2，本文论述的是北块内的a楼及b楼的地下车库围护设计方案的经济比较。

a楼和b楼地下车库连成一体，地下车库设地下二层，整个地下室东西向距离约为l10m，南北向距离约为110m，车库南侧在地下二层连通本工程南块的地下人防车库连通，西侧在地下一层同c楼能源设备中心连通。

地下车库坡道分别位于车库西北、东南角。

根据建筑设计及相关设计资料，设计±0.000相当于绝对标高
+5.800m，天然地面整平后绝对标高为+4.100m，相当于相对标高
-1.700m，a楼宾馆部分地下室垫层底标高为-9.950 m，其余部分垫层底标高为-9.750m。

基坑开挖深度见表1：
表1：基坑开挖深度
根据建筑设计图纸，东西两侧车库坡道均有卸货及进货平台，与地下一层连通，考虑施工因素以及围护结构布置，该部分与主体基坑一并考虑在内，深度按基坑整体深度8.05m考虑，待结构施工图阶段进行调整及优化。

2基坑方案对比分析
2.1基坑方案初步对比分析
2.1.1围护方案的选择
设计单位考虑到本工程基坑距离红线及道路均较远，周边环境较为简单。

根据本工程周围环境条件，基坑周围环境较为宽松，对围护结构的变形要求相对较低。

考虑施工操作性、施工工期等因素，
针对基坑的降水及止水问题，采取合理的围护措施及施工方法，确保基坑开挖时的安全，经过多种方案进行反复比选，在确保基坑施工安全的前提下，根据环境复杂程度和保护要求确定采用间隔排列与防水措施相结合的围护方法，工艺成熟，施工方便，防水可靠，是该地区近年来用得最为广泛的围护形式。

具体方法如下述所示：围护形式：钻孔灌注桩围护+搅拌桩止水这种围护的特点是密排钻孔灌注桩作为挡土围护墙，围护结构采用钻孔灌注桩结合普通双轴搅拌桩，灌注桩采用中800@ 1000，基坑深度为8.08m，部分围护桩长为18.6m，插入比为l：1.31。

基坑深度8.25 m部分围护桩长19.lm，插入比为1：1.31。

采用双排搅拌桩2cd 800@1000为隔水帷幕，桩长14m，深入基坑5.75～5.95m，进入不透水的4层淤泥质粘土层2.4m，搅拌桩与灌注桩间净距100mm，水泥掺量为13qo。

2.1.2支撑平面布置方案选择
环形支撑的受压性能比较好,而基坑支护的支撑系统正是承担
土压力的结构。

因此,结合考虑到基坑的形状,基坑支撑系统中采用环形构件比较合理。

另外,采用环形支撑,基坑中央比较空旷,便于施工,可相应地缩短施工工期。

所以,选择设圆环撑。

为了便于开发商在经济上能有所对比，在围护的平面布置上，设计了两种方案：
1）方案一：是将围护体系沿着地下车库周边进行布置，在围护结构内设置环形的内支撑，支撑形式为地下车库的内接圆。

根据本基坑的开挖深度及围护结构类型，为控制基坑开挖及回填期间围护
结构的水平变形和坑周围土体沉降对周围环境的影响，基坑采用一道钢筋混凝土支撑体系，为方便士方开挖施工，采用圆形环梁的支撑形式。

灌注桩顶落低2.6m，顶部设置贯通封闭的压顶圈梁兼做支撑围檩，以增加围护结构的纵向整体性。

支撑中心标高-3.800m，为提高坑底土被动土压力、有效控制围护结构的变形，在基坑各边以及阳角处坑内采用搅拌桩暗墩加固。

2）方案二：考虑到周边场地比较开阔，将围护结构布置成地下车库的外接圆，在围护结构顶部布置一道环形压顶圈梁，在围护结构中间布置一道环形腰梁。

由于采用了外接圆布置，故基坑深度可均按8.05m考虑，灌注桩采用中800@1000，桩长18.6m，插入比为1：1.31。

支撑体系采用两道支撑，即在灌注桩桩顶设置一道压顶圈梁，在围护灌注桩中间设置一道环形腰梁，其余要求同方案一。

3）方案评价：对于以上两种方案，由于其均采用了圆形环梁支撑体系，均具有以下优点：有效控制围护结构变形；较方便地下结构施工及土方开挖；将支撑体系受力主构件化为圆形结构，受力条件较好，可节省钢筋混凝土用量。

通过计算，本基坑采用以上两种方案时，围护结构均可以满足基坑围护安全性的要求。

2.2围护方案经济对比分析
2.2.1围护方案经济定性对比分析
1）方案一：其特点是对周边场地影响小，便于施工单位进行施工场地的布置，同时挖土的工作量比较小，由于基坑范围比较小，需要的降水井数量也比较少，而且施工单位的场地布置会很宽松，
各种临时用房及施工道路的布景也非常富余。

但由于在基坑内部布置支撑和立柱，对支撑下面的土方开挖不是很方便。

基坑监测点的点数也会布置的比较少，所涉及的监测点的布设费用和监测费用相对会少一些。

2）方案二：由于其围护结构的占地范围比较大，对于施工单位的场地布置会产生较大的影响，各种临时用房及施工道路的布置会显的非常紧张，这样对整体施工影响很大，会产生一些额外的费用。

基坑监测点的点数也会布置的比较多，所涉及的监测点的布设费用和监测费用相对会多一些，监测频率也会提高。

挖土、运土的工作量也比较大，基坑裸露的时间比较长，对施工比较不利。

需要降水的井点的数量也比较多。

但是由于不在其内部设置支撑和钢格构立柱，挖土的工作面很大，没有钢格构立柱的影响，基坑在挖土时非常方便，对以后地下室结构的施工也不会产生影响。

3）方案对比：从以上两种方案定性经济比较来看，第一种方案要优于第二种方案，因为虽然第一种方案挖土时有支撑和立柱桩的影响，但是挖土量小，工期比较短，降水数量和监测方面都比较少，现场的施工场地布置很有利于施工的进行。

对整个工程各个阶段都是非常方便的。

而第二种施工方案唯一优点在于：挖土时没有支撑和立柱桩的影响，挖土运土时非常方便，有利于大型挖土机的操作，能缩短工期，又可以节省支撑和立柱桩的设置费用，但要占有施工现场的场地。

总之第一种方案的优点要多于第二种方案的优点，从定性的角度来讲应该选择第一种围护方案。

2.2.2围护方案经济定量对比分析
(1)两种方案材料用量
以上是对两种方案定性的分析，现对两种方案做定量的经济费用对比分析，具体是比较两者主要所需的材料（钢筋、混凝土、开挖土、支撑立柱、轻形井点降水）用量以及工期的比较，详见表2：表2：两种围护方案具体经济费用比较
注：钢筋预算价格按4100元/t；混凝土量预算价格按275元
/1113；土方挖运按60元/m3，支撑和立桩桩的设置费用考虑到回收利用所需的费用为：80万元；轻型井点降水按每套8000元计算。

环境监测的费用由于两种方案虽然布设点和监测频率不同，但费用方面相差不大。

仅考虑以上几项费用，其他的费用从略。

(2)两种方案预算费用比较
1）方案一的预算费用：c1=480t×4100元/t+3200m3×275元
/m3+120000m3×60元/m3+80万元+5套×8000元/套=1088.8万元。

2）方案二的预算费用：c2=600t×4100元/t+4000m3×275元
/m3+130000m3×60元/m3+8套×8000元/套=1142.4万元。

从数据可以看出：显然1142.4万元＞1088.8万元，也就是说
c2＞cl，围护方案二的费用要多于围护方案一的费用。

(3)方案选择决定
从以上两种围护方案定量和定性的经济比较分析来看，工期方面相差5天，可以不予考虑，可以明确的确定方案一为最佳设计方案，工程人员一致同意施工方案选择方案一。

3结束语
从本文的类容可以看出，深基坑围护结构形式的选择,应根据周边环境、现场施工条件、工程地质及水文地质情况,细化施工设计与施工方案,认真进行技术经济比选,选取合适的施工方案。

本工程选择第一种基坑围护方案，在施工过程中非常顺利，基坑最大位移只达到30mm，完全达到了开发商所要求的质量与工期，而且所需要的费用是最经济合理的，为开发商节省了成本，增加了经济效益，为整个工程的顺利竣工及投入使用起了关键性的作用。

注：文章内所有公式及图表请用pdf形式查看。