深基坑的特點及其施工技術研究

黃迪

（浙江省工程咨詢有限公司，浙江 杭州310000）

引言

各種建筑物與地下管線施工時都要進行基坑開挖，一些深度和面積較小的基坑可直接開挖或放坡開挖。目前國內(nèi)深基坑支護技術有：鋼板樁支護、排樁支護、深層攪拌水泥樁、地下連續(xù)墻、土釘墻及復合土釘墻、噴錨網(wǎng)支護、逆作法與半逆作法施工、環(huán)形支護結(jié)構(gòu)等。實踐中根據(jù)土質(zhì)條件、基坑深度、地下水情況等，結(jié)合不同支護方式的優(yōu)缺點，選擇經(jīng)濟合理的方案。

1 深基坑施工的幾個特點

1.1 施工環(huán)境復雜

基坑開挖不僅要保證基坑本身的穩(wěn)定，也要保證周圍的建筑物和構(gòu)筑物不受破壞。深基坑工程的開挖，必將引起周圍地基中地下水位變化和應力場的改變，導致周圍地基土體的變形，對相鄰建筑物、構(gòu)筑物及市政地下管網(wǎng)產(chǎn)生影響。影響嚴重的將危及相鄰建筑物、構(gòu)筑物及市政地下管網(wǎng)的安全與正常使用。大量土方運輸也對交通產(chǎn)生影響。所以應注意其環(huán)境效應。地質(zhì)埋藏條件和水文地質(zhì)條件的復雜性、不均勻性，往往造成勘察所得數(shù)據(jù)離散性很大，難以代表土層的總體情況，并且精度較低，給基坑工程的設計施工增加了難度。在軟上、高水位及其他復雜場地條件下開挖基坑，很容易產(chǎn)生土體劃移、基坑失穩(wěn)、樁體變位、坑底隆起、支擋結(jié)構(gòu)嚴重漏水、流上以致破損等病害，對周圍建筑物、地下構(gòu)筑物及管線的安全造成很大威脅。

1.2 事故隱患較大

深基坑支護工程技術較復雜，而且當基坑支護失效時，會引發(fā)工程糾紛，甚至造成重大的經(jīng)濟損失及人員的傷亡。因此在具體的工程實踐中采用安全合理的支護技術措施保證深基坑施工至關重要。工程深基坑支護結(jié)構(gòu)的作用是在基坑挖土期間擋土又擋水，以保證基坑開挖和基礎施工能安全、順利地進行，并不對周圍的建筑物、道路和地下管線等產(chǎn)生危害。支護結(jié)構(gòu)一般是臨時性結(jié)構(gòu)，基礎施工完畢后，也就失去作用。

1.3 深基坑工程具有很高的質(zhì)量要求

必須保證深基坑工程的質(zhì)量，才能保證地下結(jié)構(gòu)和上部結(jié)構(gòu)的工程質(zhì)量，創(chuàng)造一個良好的前提條件，進而保證整幢建筑物的工程質(zhì)量。由于深基坑工程中的挖方量大，土體中原有天然應力的釋放也大，這就使基坑周圍環(huán)境的不均勻沉降加大，使基坑周圍的建筑物出現(xiàn)不利的拉應力，地下管線的某些部位出現(xiàn)應力集中等，故深基坑工程的質(zhì)量要求高。支護結(jié)構(gòu)既要確保基礎安全、順利地施工，又要考慮方便施工、經(jīng)濟合理。

2 深基坑施工技術要點

常見支護施工滯后于土方施工很長一段時間，而不得不采取二次回填或搭設架子來完成支護施工一般來說，土方開挖技術含量相對較低，工序簡單，組織管理容易。而擋土支護的技術含量高，工序較多且復雜，施工組織和管理都較土方開挖復雜。所以在施工中大型工程是由施工隊來完成，而且絕大部分都是兩個平行的合同。這樣在施工過程中協(xié)調(diào)管理的難度大，特別是雨期施工，留給支護施工的操作面幾乎是無法操作，時間上也無法完成支護工作。

2.1 轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)深基坑工程設計理念

我國對于深基坑支護結(jié)構(gòu)的實際設計和施工方法仍處于摸索和探討階段，且目前還沒有統(tǒng)一的支護結(jié)構(gòu)設計的相關規(guī)范和標準。陳舊的計算理論所計算出的結(jié)果與深基坑支護結(jié)構(gòu)的實際受力懸殊較大，既不安全也不經(jīng)濟。因此深基坑支護結(jié)構(gòu)的施工工程設計不應該再采用以往傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)荷載法，而應逐步建立以施工監(jiān)測為主導的動態(tài)設計體系。認真分析施工中的土層特點和現(xiàn)象，及時反饋并能采取有效措施對各種問題進行處理。

2.2 重視變形觀測及時補救

對設計中存在的偏差，在下部施工中及時校正設計參數(shù)，對已施工的部位采取恰當?shù)难a救和控制措施，要求現(xiàn)場變形觀測的數(shù)據(jù)必須準確可靠及時，要求變形觀測人員嚴格按照預定設計方案精心測量、認真負責，保證觀測質(zhì)量。如果在實際測量中確實發(fā)現(xiàn)異常情況，就需要即時研究采取措施以防止其惡化。對于重大復雜的基坑工程目前國內(nèi)采用專家論證的形式，對保證工程安全、降低造價是有效和現(xiàn)實的一種方法。

2.3 全程控制基坑的施工質(zhì)量

深基坑支護施工重在過程控制，一旦施工過程控制環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，事后糾正和補救都會比較困難。因此我們必須進行嚴格的施工過程控制管理，確保施工質(zhì)量。嚴格按設計方案組織施工。工程施工前，有關人員需要熟悉當?shù)氐牡刭|(zhì)資料、本次施工設計圖紙及施工現(xiàn)場周圍的環(huán)境，另外，降水系統(tǒng)應確保正常工作。施工單位在施工過程中不得隨意改變設計方案進行施工等，設計方案變更時必須重新經(jīng)專家評審。深基坑開挖的過程中應采取措施以防止碰撞支護結(jié)構(gòu)、工程樁或撓動基底原狀土。當有異常情況發(fā)生時，應立即停止挖土，并應立即查清原因和采取措施，深基坑開挖完成后，應提醒建設單位盡快組織勘察、設計、質(zhì)監(jiān)、監(jiān)理、施工等部門進行驗槽，及早開始地下結(jié)構(gòu)工程的施工，嚴禁基坑長時間暴露。基坑回填前，支護層不能破壞，特別是坡腳部分。

2.4 工程施工實例

位于浙江省的某工程是地上27層，地下2層的超高層建筑，建筑物總體高度97m，鋼筋混凝土框架——筒體結(jié)構(gòu)。建筑物地下室埋深8.4m，1層-27層各層高3.4m。建筑物安全等級為一級，巖土工程勘察等級為一級。坑內(nèi)采用13口大口井疏干地下水，被動區(qū)采用雙軸深層攪拌樁加固地基，既加固了土體，改善了土體的物理力學性質(zhì)，又消除了液化。土釘要求設計水平傾角施工，采用干作業(yè)成孔或鉆機成孔，確保孔徑D≥130mm，水平傾角15°。成孔后清孔，安裝拉桿，再灌水泥漿、砂漿，砂漿強度不小于M20。拉桿鋼筋均為Ⅱ級，拉桿上每2.00m設船形支撐架，保證水泥砂漿的握裹力。該施工工程中的要點是預防并控制因基坑開挖等因素引起周邊地面的不均勻沉降；確保基坑周邊土體、建筑物及管線等穩(wěn)定；為后續(xù)的主體施工創(chuàng)造良好的施工條件。結(jié)合了周圍不同的環(huán)境分別采用了人工挖孔樁、高壓旋噴樁、雙層內(nèi)支撐及噴錨的聯(lián)合支護方式作為深基坑護壁，使原有建筑物未發(fā)生位移，既經(jīng)濟，又合理，基坑安全穩(wěn)定，收到良好的效果。

3 結(jié)束語

由于地層的非均勻性及非連續(xù)性，各地地質(zhì)條件千差萬別，千變?nèi)f化，設計及施工規(guī)范又各有差異，施工人員和設備能力各有自己的特點，但深基坑施工的技術和管理上仍然存在一些重點問題，希望工程技術人員在總結(jié)實踐的基礎上，將能逐步完善深基坑支護的技術理論，不斷提高深基坑支護工程質(zhì)量，減少基坑事故發(fā)生，創(chuàng)造出較好的社會效益和經(jīng)濟效益。實際施工管理中要求決策者需要掌握本地區(qū)或類似條件下已有的成功的經(jīng)驗和失敗的教訓，根據(jù)特定的工程要求和條件進行綜合考慮，作出安全、可靠、經(jīng)濟的包括圍護結(jié)構(gòu)、支護體系、土方開挖、降水、地基加固、監(jiān)測和環(huán)保的整體施工方案。

[1]易運戰(zhàn)，孟國民，孔凡林.深基坑支護技術的探討[J].西部探礦工程，2008，(8)

[2]吳宇飛.巖土工程中的深基坑支護設計問題探討[J].黑龍江科技信息，2009，(1)

[3]張秀銘.深基坑支護巖土工程勘察[J].西部探礦工程，2007，(10)

[4]莊奇銳.工程建設中深基坑的支護與巖土勘察技術探討[J].廣東科技，2007，(11)

[5]曾維鈞.關于深基坑施工工程中的體會[J].科技資訊，2008，(18)

[6]徐偉雄.綜述深基坑施工技術的應用[J].建材與裝飾，2008，(6)