建筑深基坑支护施工控制

【关键词】高层建筑；深基坑；支护技术；施工控制 

　　1、深基坑工程的特点及现状 

　　1.1 基坑越挖越深 

　　或为了使用方便，或因为地皮昂贵，或为了符合城管规定及人防需要，建筑投资者不得不向地下发展。过去建1～2层地下室，即使在大城市也不普遍，中等城市更为少见。而现在在一些大城市及沿海地区，地下3～4层已很寻常，5～6层也有。因此基坑深度多在10～16 m 之间，在20 m 左右的也为数不少。 

　　1.2 工程地质条件越来越差，基坑周围环境复杂 

　　在某些沿海经济开发区，建筑工程所处的地质条件差的问题较为突出。城市中，高层和超高层建筑集中在人口稠密、建筑物密集的地方，并紧靠重要市政公路。而此处原有建筑结构陈旧，地上与地下管线密布。因此，基坑开挖不仅要保证基坑本身的稳定，也要保证周围的建筑物和构筑物不受破坏。 

　　1.3 基坑支护方法众多 

　　基坑支护板结构形式有板柱式、柱列式、重力式挡墙、组合式以及土层锚杆、逆筑法等。施工方法诸如人工挖孔桩，预制桩，深层搅拌桩，钢板桩，地下连续墙，内支撑，各种桩、板、墙、管、撑同锚杆联合支护，此外还有锚钉墙等。 

　　1.4 基坑工程的成功率较低 

　　一旦基坑支护失效，常造成邻近房屋、地下管线及道路的开裂，引发工程纠纷，甚至出现严重的破坏，造成重大的经济损失及人员的伤亡。 

　　2、深基坑支护结构选型 

　　2.1深基坑支护结构的作用 

　　基坑土方开挖的施工工艺一般有两种：放坡开挖（无支护开挖）和在支护体系保护下的开挖（有支护开挖）。前者既简单又经济，但需具备放坡开挖的条件，即基坑不太深而且具备基坑平面之外有足够的空间供放坡之用。建筑密度很大的城市中心地带，往往不具备基坑放坡开挖的条件，所以只能采用支护结构保护下的垂直开挖或基本垂直开挖。 

　　支护结构，通常作为临时性结构，当基础施工完毕即失去作用。有些支护结构的材料可以回收利用，如钢板桩和一些临时性的工具式支撑。也有一些支护结构属于永久支护，即可以作为基础结构的组成部分，例如地下连续墙一般可以作为复合式地下室外墙。不管是哪一类支护结构，均具有挡土、挡水和保护环境的作用，保护基础工程在施工安全的前提下，尽力做到经济合理和便于施工。 

　　2.2深基坑支护选择 

　　深基坑支护结构选择一般应先考虑本单位现有施工机构，优先考虑本工程基础桩相同类型桩作为基坑支护结构，如工程桩采用钢筋混凝土灌注桩，则基坑支扩结构应尽量选用这种桩型，其直径可相应选用较小直径，这样可减少进退场费用。当基坑较深围护桩布置允许时，应尽量选用两排支护桩，这种布置方式力学性能较好，前后排桩与桩顶圈梁形成刚架结构，桩间土参与协同工作。改善围护桩的受力状况，达到减少桩的配筋量。当围护桩要求达到防渗要求，基坑深度小于7 m，地表杂填土中砖瓦碎片含量较多时，不宜单独选用水泥搅拌桩，搅拌桩改为水泥注浆。北方粘土地区，基坑较深，可选用钢筋混凝土桩加锚杆支护形式，但南方一般不适用，可选用大直径钢筋混凝土灌注桩，桩顶加钢筋混凝土圈梁，转角处加斜支撑。凡是地基土为淤泥，且基坑又较深时，不宜选用钢板桩，选用钢筋混凝土地下连续墙。工程造价较高，可选用大直径两排钢筋混凝土灌桩，中间加水泥搅拌桩（互相重叠150mm 以上，以便形成防渗幕墙，且参与灌注桩协同工作，具有良好力学性能，当条件允许时，用井点降水作为辅助手段）。围护桩的选用应经过多方案比较，根据实际情况，包括周围环境和地质条件，选用经济效益最佳的支护方式。 

　　3、深基坑工程勘察 

　　在建筑地基详细勘察阶段，对需要支护的工程进行勘察工作，勘察内容包括水文地质勘察、岩土勘察和基坑周边环境勘察，在取得勘察资料的基础上，针对基坑特点，应提出解决问题的建议：分析场地的地层结构和岩土的物理力学性质，地下水的控制方法及计算参数，施工中应进行的现场监测项目，基坑开挖过程中应注意的问题及其防治措施。 

　　4、深基坑支护的设计 

　　4.1 充分利用新技术、新理念，具体事物具体分析 

　　在现今的深基坑支护结构的设计领域，还没有公认的、权威的计算公式，基本上都是摸着石头过河。深基坑支护结构的设计要区别其他设计领域，要改变传统观念，利用施工监测反馈动态信息指引设计体系。 

　　4.2 重视支护结构理论和材料的试验研究 

　　正确的理论必须建立在大量试验研究的基础之上。在深基坑支护结构的实验方面，我国与发达国家有较大距离，还有大量的路要走。不过，我国由于经济的飞速发展，大量高层超高层建筑拔地而起，所以积累了大量的第一手施工数据，但缺少科学的测试数据，无法形成理论，我们以后一定要重视。 

　　4.3 勇于创新、开拓思路，多进行新的尝试 

　　在施工中深基坑支护结构各元素往往是相互结合的，这就要求我们从全局出发，寻求新的设计思路，探索更好的计算方法。基坑支护是一种特殊的结构方式，具有很多的功能。不同的支护结构适应于不同的水文地质条件，因此，要根据具体问题具体分析，从而选择经济适用的支护结构。 

　　5、基坑支护的施工流程 

　　深基坑支护的施工流程一般包括： 施工前准备、支护桩的施工、联系梁等的施工、锚杆的施工、土方开挖。支护桩一般采用人工挖孔桩，然后用钢筋混凝土做护壁。联系梁施工时，先开挖基槽，经验收合格后，进行抗渗墙混凝土的浇筑，最后再对联系梁施工。基坑挖至锚杆标准高度后，开始进行钻孔、制作锚头、穿锚索、注浆，安装联系梁，穿外锚具，然后锚固，最后进行锚杆试验。土方开挖要采用分层开挖，对挖出的土方要随时挖出随时运走，把土清理干净。在施工整个流程中，需要对工程进行实时监测，随时掌握工程情况，确保安全并对后来工作提供决策指导。

　　6、施工阶段的控制要点 

　　6.1 深基坑工程的施工 

　　深基坑工程包括挖土、挡土、围护、防水等环节，是一项复杂的系统工程，任何一个环节的失误都有可能导致施工失败，甚至造成事故。施工单位要严格按照施工规程、经批准的施工组织设计及相关的技术规范组织施工，对各施工要点要制定具体措施，并加强过程控制。例如，确定土方开挖方案时，应对周围建筑物、构筑物进行拍照和录像，对地质勘测报告、周围建筑物及地下设施情况等信息进行分析，对特殊土质需精心组织施工，膨胀土地区不宜在雨季开挖，软土地区分层开挖的深度不宜太大。若挖土高差太大或挖土进度过快，极易改变土体原来的平衡状态，降低土体的抗剪强度，可导致土体快速滑移，这样不利工程监控，易造成坍塌事故。 

　　6.2 深基坑周围土体止水效果的控制 

　　在地下水位较高的地区，地下水对深基坑工程施工带来的危险程度是相当高的。地下水的来源一般为上层滞水、潜水、承压水、雨水及基坑周围的渗漏管道水，由于水的来源复杂，枯水期和丰水期水位变化的影响，在制定止水方案时应从深基坑工程的防水、降水和排水三个方面考虑，根据地质勘察部门提供的地质资料，深入分析地下水的成因，了解深基坑周围环境，对周边有建筑的基坑，宜采用以堵为主，抽水为辅，否则会导致基坑周围土体与水体的流失，使建筑物不均匀沉陷，甚至发生坑底流沙、管涌等现象，增大了处理难度，拖延了工期，反之，以降水为主。 

　　6.3 深基坑围护结构安全系数 

　　深基坑围护安全系数的确定由设计者自定，笔者认为安全系数的确定应与现场具体情况而定，当基坑附近有建筑物或煤气等市政管网。工程地质报告中提供土质参数较差时，应选用较大的安全系数。笔者认为不能盲目套用工程地质报告有关参数，应对现场土质情况进行全面了解和分析，合理地选用各种土质参数，特别是土的内聚力c 值，应根据实际情况进行折减，以提高计算结果可靠性，提高支护结构安全系数。 

　　6.4 深基坑支护的信息化管理 

　　安排专员监测基坑施工现场以及周围环境，是基坑支护结构信息化管理的手段之一。深基坑的结构变形与否，沉降与变形移位与否，以及结构的刚性，以及坑底的稳定性等等都会造成基坑支护结构的失败。为了确保施工安全，专业施工检测人员要根据所检测到的各种情况，分析计算，总结各方动态实时资料数据，用以了解施工情况，及时的调整下一步的工作，对于危险问题采取合理的应对方案，及时对可能出现的问题报警。 

　　深基坑支护结构工程监测的主要内容有： 支护结构顶部水平位移，支护结构沉降和裂缝， 临近建筑物、道路的沉降、倾斜和裂缝， 基坑底隆起的观测等。以上监测除每天进行目测之外，一般每8～10m 设一个监测点，关键部位适当加密，开挖后每天监测3 次，位移大时应适当加密支护结构、周围环境、地质构造、地下管线设施等等，都是要监测的数据，对于此类可以预示险情前兆的信息要客观真实的绘出其动态发展的曲线图，结合各类条件的变化等，找出险情，预防其发生。这就要求专业人员基于基坑支护结构的稳定性科学的计算。对于深基坑还应在其支撑的应力值达到设计值的90%（ 或支撑变形达10 mm） 时采取防范措施。此外对于监测点的保护也是必要不可缺少的。施工的地点人员众多，环境复杂，监测点的仪器与设备极易受到不可预知的损坏，这就要求监测人员应当对监测点的保护进行必要的规划。这样才能保证深基坑支护信息化管理的有效有序的进行。 

　　6.5 突发事件的处理 

　　突发事件的出现，以及出现后的处理，是作为一个长期巨大投资工程中必须准备的环节。突发事件是不可预知的，其中不仅仅包涵了原本施工场地的客观因素，诸如天气、地质等，还包括了人为以及操作过程中不可避免或者不明原因的因素，诸如基坑支护局部不明原因的裂缝、局部渗水、基坑内流沙； 除此之外还有天气的异常，比如连日降雨、沙尘暴风等； 还有周围环境的突然变化； 以及其他妨碍基坑支护施工的原因等等。这些不可预见的事件出现后，怎样解决至关重要。因此这就要求在施工前施工方需要制定好应急预案，在突发事件出现后及时启动紧急预案，并与相关方及时商讨出可行的解决方案。 

　　参考文献： 

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　　[2]杨春栋.高层建筑深基坑工程中施工技术及控制措施的探讨[J].中国住宅设施，2010，（ 2） 

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