對建筑工程深基坑支護問題探討

郭建君 張紅梅

(浙江通達建設集團有限公司，浙江 諸暨 311800）

1 深基坑支護概述

基坑支護是應用于房屋建筑、地下工程、橋梁工程等以及其它一些基礎設施，它的使命是確保主體工程基礎部分的順利實施，而支護的成功與否直接影響工程經濟效益、工程進度、施工安全。深基坑支護又不是建筑產品，它是為完成建筑產品而采取的措施之一，一旦完成了基礎工程后，也就是完成了它的使用使命，因而它的施工成本高。支護工程一般都是按懸臂構件來考慮的，隨著深度的增加懸臂的長度也增加或者是在中間部分增加內撐。受地質條件、地下水的情況、巖土成份的不同也會直接影響支護工程的造價。它的施工技術有：樁基工程、噴射砼技術、錨桿技術、鋼筋砼、多層支撐換撐、土方開挖、基坑排水、地基土處理等。

2 目前深基坑支護存在的問題

2.1 支護結構設計中土體的物理力學參數選擇不當

深基坑支護結構所承擔的土壓力大小直接影響其安全度，但由于地質情況多變且十分復雜，要精確地計算土壓力目前還十分困難，至今仍在采用庫倫公式或朗肯公式。關于土體物理參數的選擇是一個非常復雜的問題，尤其是在深基坑開挖后，含水率、內摩擦角和粘聚力三個參數是可變值，很難準確計算出支護結構的實際受力。

在深基坑支護結構設計中，如果對地基土體的物理力學參數取值不準，將對設計的結果產生很大影響。土力學試驗數據表明：內磨擦角值相差5°，其產生的主動土壓力不同；原土體的內凝聚力與開挖后土體的內凝聚力，則差別更大。施工工藝和支護結構形式不同，對土體的物理力學參數的選擇也有很大影響。

2.2 基坑土體的取樣具有不完全性

在深基坑支護結構設計之前，必須對地基土層進行取樣分析，以取得土體比較合理的物理力學指標，為支護結構的設計提拱可靠的依據。一般在深基坑開挖區域內，按國家規范的要求進行鉆探取樣。為減少勘探的工作量和降低工程造價，不可能鉆孔過多。因此，所取得的土樣具有一定的隨機性和不完全性。但是，地質構造是極其復雜、多變的、取得的土樣不可能全面反映土層的真實性。因此，支護結構的設計也就不一定完全符合實際的地質情況。

2.3 基坑開挖存在的空間效應考慮不周

深基坑開挖中大量的實測資料表明：基坑周邊向基坑內發生的水平位移是中間大兩邊小。深基坑邊坡的失穩，常常以長邊的居中位置發生。這足以說時深基坑開挖是一個空間問題。傳統的深基坑支護結構的設計是按平面應變問題處理的。對一些細長條基坑來講，這種平面應變假設是比較符合實際的，而對近似方形或長方形深基坑則差別比較大。所以，在未進行空間問題處理前而按平面應變假設設計時，支護結構要適當進行調整，以適應開挖空間效應的要求。

2.4 支護結構設計計算與實際受力不符

目前，深基坑支護結構的設計計算仍基于極限平衡理論，但支護結構的實際受力并不那么簡單。工程實踐證明，有的支護結構按極限平衡理論設計計算的安全系數，從理論上講是絕對安全的，但有時卻發生破壞；有的支護結構安全系數雖然比較小，甚至達不到規范的要求，但在實際工程中卻滿足要求。

極限平衡理論是深基坑支護結構的一種靜態設計，而實際上開挖后的土體是一種動態平衡狀態，也是一個土體逐漸松弛的過程，隨著時間的增長，土體強度逐漸下降，并產生一定的變形。所以，在設計中必須充分考慮到這一點。

3.深基坑支護設計和施工質量的幾點建議

3.1 轉變傳統深基坑支護工程設計理念

現如今我國在深基坑支護技術上已經積累很多實踐經驗，初步摸索出巖土變化支護結構實際受力的規律，為建立健全深基坑支護結構設計的新理論和新方法打下了良好的基礎。但對于巖土深基坑支護結構的實際設計和施工方法仍處于摸索和探討階段，而且，目前我國還沒有統一的支護結構設計的相關規范和標準。土壓力分布還按庫倫或朗肯理論確定，支護樁仍用"等值梁法"進行計算。這些陳舊的計算理論所計算出的結果與深基坑支護結構的實際受力懸殊較大，既不安全也不經濟。因此，深基坑支護結構的施工工程設計不應該再采用以往傳統的"結構荷載法"，而應徹底改變傳統的設計觀念，逐步建立以施工監測為主導的信息反饋動態設計體系。

3.2 投標和施工時提交基坑支護設計

基坑支護施工的主要依據是深基坑支護技術的設計，因此要加強深基坑工程設計的審核和監督是非常重要的。無論是在基坑支護投標的時侯還是在基坑支護施工之前，都應單獨提交基坑支護設計，設計封面和設計圖上均應有設計人、審核人和審批人簽字。這樣，在基坑支護施工中如出現問題需做設計變更時，才能夠很快找到設計人，也便于快速解決問題，同時也便于追究責任。

3.3 基坑支護應明確的幾個問題

基坑支護不僅需要保證基坑支護施工階段的安全與穩定，同時還應考慮到將來的結構施工是否能夠順利進行。基坑支護設計應包括如下方面的內容需要著重考慮：

3.3.1 基坑坡頂堆載

對于坡頂堆載，應結合現場實際情況，充分考慮結構施工階段現場堆載要求，在進行基坑支護設計荷載選擇時進行全面考慮。在設計說明中，應明確邊坡堆載量與坡頂距離的關系。這樣在將來的結構施工時非常明確基坑邊坡堆載要求，有效避免了基坑坡頂過量堆載而導致的基坑邊坡變形或破壞。

3.3.2 臨建的布置

在進行基坑設計時，應結合現場情況，主動了解或最大可能地考慮總承包單位臨建的布置位置，以便在設計時考慮坡頂荷載。

3.3.3 塔吊的布置

塔吊的位置選擇應根據總承包單位的要求，但是在基坑支護及土方開挖時必須考慮，如果布置在槽內，則需進行塔吊位置處的土方挖除；如果塔吊布置在基坑邊坡處并與基坑邊坡下口線重合，則需考慮塔吊處的土方開挖和邊坡支護。在進行塔吊安裝時，基坑支護應給出大噸位吊車離開邊坡上口線的最小距離。

結語

深基坑支護施工管理是一項十分重要而又艱難的管理工作，如何做到統一、協調、優質、高速地施工，是各施工單位在施工中必須重點審視的問題。做好深基坑支護設計和施工管理對減少甚至杜絕基坑工程事故、規范建筑施工必將起到積極的推動作用。

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[2]曹景福，軟土地區基坑支護方案[J].山西建筑;2010年21期.

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