建筑工程深基坑施工需要注意的幾個(gè)問題

鄭進(jìn)忠

（福建一建集團(tuán)有限公司）

建筑工程深基坑施工需要注意的幾個(gè)問題

鄭進(jìn)忠

（福建一建集團(tuán)有限公司）

深基坑施工技術(shù)是建筑工程施工中的重要的分支，對(duì)建筑工程項(xiàng)目的建設(shè)具有重要的促進(jìn)作用。這一概念在人類建筑學(xué)傳統(tǒng)中就已經(jīng)存在，隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，這項(xiàng)技術(shù)也重新邁上了新的臺(tái)階，在建筑建設(shè)中得到廣泛的應(yīng)用。所以，要想加強(qiáng)這一技術(shù)的研究就需要在保證理論基礎(chǔ)的基礎(chǔ)上，確保實(shí)踐中的創(chuàng)新應(yīng)用，在實(shí)踐中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，選擇合理的施工技術(shù)，從而保證基坑支護(hù)工作的順利開展，為深基坑施工打好基礎(chǔ)。本文針對(duì)深基坑施工需要注意的問題進(jìn)行研究，希望對(duì)提升深基坑施工進(jìn)度與施工質(zhì)量提供一些指導(dǎo)建議。

建筑工程；深基坑施工；注意問題

1　引言

根據(jù)有關(guān)規(guī)定介紹，深基坑工程就是指開挖深度超過五米或之上，或者深度為地下室三層之上，以及那些雖然深度沒有超過5m，但是其地址、地下管線還有周圍自然環(huán)境比較復(fù)雜的工程項(xiàng)目。其主要內(nèi)容包括基坑支護(hù)體系、施工、土方的開挖技術(shù)，其綜合性與系統(tǒng)性非常強(qiáng)。它的特征主要有四種，首先是其工程的區(qū)域性很強(qiáng)，其次是其個(gè)性很強(qiáng)，也就是不同環(huán)境的深基坑處理是不同的。再次是其支護(hù)是一種臨時(shí)結(jié)構(gòu)；最后這項(xiàng)工程的時(shí)空效應(yīng)與環(huán)境效應(yīng)很強(qiáng)。這四項(xiàng)基本特征大體概括了深基坑工程的施工特征，也是對(duì)其施工工藝提出了技術(shù)上的要求。

隨著我國城市建設(shè)的發(fā)展，高層建筑越來越多，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)事業(yè)面臨的要求也就更高，因此要想充分地利用地下空間來拓展城市的發(fā)展，便成為城市建設(shè)規(guī)劃的重要課題，由于這項(xiàng)技術(shù)所涉及的技術(shù)種類較多、范圍較廣，所以在建筑工程施工中，著重注意探討其施工中要注意的問題，對(duì)提升工程質(zhì)量有著重大意義。

2　建筑工程深基坑施工常見問題分析

2.1基坑土體隆起

如果開挖基坑時(shí)遇到軟弱的粘性土層，基坑內(nèi)的土體就會(huì)被不斷地挖走，那么板樁墻內(nèi)外的土面的高差就相當(dāng)于墻外在基坑開挖水的平面上進(jìn)行了附加荷載。而隨著挖的深度不斷增大，這種荷載也就會(huì)隨之增加。如果墻體的入土深度不能夠支撐荷載量的話，那么就容易導(dǎo)致坑內(nèi)的土體形成大量隆起的現(xiàn)象，與此同時(shí)基坑外的土體就會(huì)因?yàn)檫^量而出現(xiàn)沉陷的現(xiàn)象，其系統(tǒng)所承受的力量就會(huì)劇增，這樣的結(jié)果無疑會(huì)導(dǎo)致支護(hù)結(jié)構(gòu)被破壞。

2.2支護(hù)結(jié)構(gòu)整體失穩(wěn)

在深基坑項(xiàng)目中，支護(hù)結(jié)構(gòu)是重要的施工技術(shù)，如果在松軟的地層環(huán)境中，基坑的平面范圍就會(huì)擴(kuò)大，而這樣就會(huì)導(dǎo)致板樁墻作為支護(hù)結(jié)構(gòu)插入的深度達(dá)不到預(yù)期，便會(huì)使受力支撐的位置不夠合適，板樁墻如果產(chǎn)生的位移距離太大，墻體就會(huì)出現(xiàn)前傾或后仰的現(xiàn)象，基坑外的土體自然就會(huì)隨著外力的影響而出現(xiàn)滑坡的現(xiàn)象，其整體結(jié)構(gòu)就會(huì)被破壞而導(dǎo)致失穩(wěn)。

2.3管涌及流砂流土

在深基坑項(xiàng)目中，含水砂層中也會(huì)存在基坑支護(hù)，在開挖的時(shí)候，板樁墻內(nèi)外往往會(huì)產(chǎn)生水頭差，如果動(dòng)水壓力的滲流速度太大，或者水力梯度過強(qiáng)，往往就會(huì)導(dǎo)致管涌和流砂現(xiàn)象。大量的砂被沖入基坑，就會(huì)使基坑平面塌陷，也會(huì)使墻體因受力不穩(wěn)發(fā)生偏移，導(dǎo)致整個(gè)支護(hù)系統(tǒng)崩潰。如果遇到開挖面的下方有薄不透水層，在它的下面有承壓水頭的砂層，當(dāng)上層無法阻擋產(chǎn)生的壓力時(shí)，就會(huì)被切割成小塊形成流土，這也會(huì)導(dǎo)致崩坍和不穩(wěn)定。

2.4支護(hù)結(jié)構(gòu)平面變形

支護(hù)結(jié)構(gòu)如果平面變形而達(dá)到限度，或是因?yàn)榻邓沟弥車馏w滑坡出現(xiàn)沉降，基坑外圍的土體就容易出現(xiàn)垂直或者水平移動(dòng)。雖然有時(shí)候，這種變形并沒有對(duì)對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，但是往往會(huì)對(duì)鄰近的建筑物產(chǎn)生不利的影響，造成下沉，傾斜甚至是開裂等一系列的問題。

2.5支撐強(qiáng)度或剛性欠佳

如果支撐間距過大，強(qiáng)度不足，在較大的側(cè)向土的壓力下，就會(huì)容易出現(xiàn)支撐結(jié)構(gòu)被破壞的情況，從而進(jìn)一步引起板樁墻出現(xiàn)過度形變，最后導(dǎo)致支護(hù)結(jié)構(gòu)的支撐作用喪失，影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

3　以某高層建筑的深基坑支護(hù)為案例的分析

3.1案例概況

某高檔商住項(xiàng)目，該工程地上三個(gè)塔樓。其中1#、2#、3#樓為32層高層住宅，主體高度99m，結(jié)構(gòu)形式為剪力墻結(jié)構(gòu)，；地下室是兩層全埋式地下室汽車庫，其中地下二層有一部分空間做成平戰(zhàn)結(jié)合的人防地下室。地下室總建筑面積為37686m2，其中人防面積為7946m2，人防部分分四個(gè)防護(hù)單元，為甲類防空地下室，抗力級(jí)別為核六常六級(jí)，平時(shí)作為地下汽車庫使用，戰(zhàn)時(shí)為二等人員掩蔽部；純地下室部分采用整體現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)采用高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁基礎(chǔ)。地下室頂板板厚160mm，地下一層非人防部分板厚為120mm，人防部分板厚200mm，地下室底板板厚400mm。整個(gè)地下室按《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ3-2010）第12.2.3要求不設(shè)結(jié)構(gòu)縫，以利地下室防水；對(duì)于長度超過規(guī)范關(guān)于伸縮縫間距規(guī)定的情況，采用每隔30～40m設(shè)置貫通頂板、底部及墻板的施工后澆帶。基坑土方進(jìn)行開挖選取的是明挖的形式，土石方的開挖工程總量大約是23.8萬m3。

3.2深基坑施工中的注意事項(xiàng)

3.2.1深基坑土方開挖過程注意事項(xiàng)

在工程的深基坑土方開挖之前，一定要確定土方挖掘中的施工組織與方案，同時(shí)還要采取措施保護(hù)地下水位以及周圍的自然人文環(huán)境。如果基坑地面的標(biāo)高低于地下水位的溝槽，那么地下水就會(huì)滲入基坑，就會(huì)影響土方開挖的施工，容易產(chǎn)生塌方，最終破壞建筑物。所以一定要根據(jù)施工場地的水文與地質(zhì)條件進(jìn)行施工，主要有以下幾點(diǎn)值得注意：

（1）防止在土方被開挖后，坑內(nèi)的土體回彈變形力度過大。方法就是通過減少坑內(nèi)的有效應(yīng)力的變化與土體變化的時(shí)間，防止地基被水侵蝕。在土方挖設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，還需要借助混凝土澆筑底板與墊層。

（2）要配合深基坑中支護(hù)結(jié)構(gòu)施工，減少結(jié)構(gòu)在這個(gè)過程中的受力與變形。由于深基坑的設(shè)計(jì)涉及到的施工技術(shù)復(fù)雜得多，一旦出現(xiàn)質(zhì)量問題，就會(huì)對(duì)建筑物的施工質(zhì)量產(chǎn)生直接的影響，造成巨大的危害。所以，必須在傳統(tǒng)深基坑設(shè)計(jì)與施工方案相結(jié)合的基礎(chǔ)上，充分地利用先進(jìn)的信息技術(shù)與動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)思想，對(duì)原有的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行改進(jìn)，提升施工質(zhì)量。

（3）要明確深基坑土方的開挖方案，在所有的開挖方式中，放坡式挖土缺乏支護(hù)結(jié)構(gòu)，其他方式均有支護(hù)結(jié)構(gòu)。在開挖的過程中，還要堅(jiān)持先撐后挖、開槽支撐以及分層開挖的原則。

（4）一定要防止深基坑內(nèi)樁位的傾斜與位移，在打完群樁后，需要暫停一段時(shí)間，還要充分利用降水儀器預(yù)抽基坑內(nèi)的水，等應(yīng)力釋放之后，進(jìn)行開挖。

3.2.2深基坑支護(hù)施工過程注意事項(xiàng)

①土釘墻，它的構(gòu)成要素主要是噴射的混凝土、被加固的原位土方、土釘墻。這種支護(hù)方式的邊坡非常穩(wěn)定，其穩(wěn)定性與主動(dòng)嵌固的作用得到增強(qiáng)。多用于地下水位低，甚至是那些地下水位可以被疏干的地方。②逆作拱墻，在一定的施工條件下，可以將拱墻作為維護(hù)墻。相對(duì)于那些組合拱墻的局部拱墻，主要用于深基坑的側(cè)壁安全等級(jí)為三級(jí)的狀態(tài)下。如果深基坑的深度小于12m，那么拱墻軸線中的矢跨就要大于1/8。③地下室的連續(xù)墻，它的組成結(jié)構(gòu)是支撐、維護(hù)墻以及防滲賬幕，被用于深基坑的深度大于10m時(shí)。因?yàn)槠湓靸r(jià)便宜與質(zhì)量高，被廣泛應(yīng)用。④水泥土墻，通常是依靠自身的重量與剛度對(duì)深基坑的坑壁進(jìn)行保護(hù)，以格構(gòu)式的方式呈現(xiàn)。適用范圍主要包括深基坑的側(cè)壁安全等級(jí)二級(jí)或三級(jí)、深基坑深度小于6m、地基土的承載力小于150kPa。

3.3常見支撐方案的比較研究

3.3.1支撐方案比較（見表1）

表1　常用支撐方案的比較

3.3.2常用深坑支護(hù)技術(shù)方法對(duì)比

圖1的內(nèi)撐方式可以很好地進(jìn)行擋水和擋土，功能效果比較明顯。這種類型的支護(hù)主要是鋼板樁采取的截面形式以Z形、U形或者直腹板形為主，工藝比較簡單，應(yīng)用廣泛。圖2的錨拉方式的具體實(shí)施是需要在孔內(nèi)置入鋼筋，然后灌入水泥從而保證其能夠和土泥形成拉力，有效地控制變形問題，節(jié)省鋼材。

圖1　內(nèi)撐方式

圖2　錨拉方式

其中的數(shù)字代表分別是：1-鋼板樁；2-圍擦；3-角撐；4-立柱與支攆；5-支撐；6-錨拉桿。

3.4護(hù)筒的制作及埋設(shè)

深基坑開挖技術(shù)中護(hù)壁制作是非常重要的。實(shí)際操作過程中，其制作及理設(shè)也是一項(xiàng)重要的工藝。需要利用機(jī)架上的控制儀控制深度，精度在1m內(nèi)。在制作時(shí)，采用厚度在10～15mm的鋼板進(jìn)行初步的卷制，然后拼接成12.0～14.0m，并且其兩端采用鋼制槽形成的“十”字形內(nèi)撐，保證其在應(yīng)用中不變形。在進(jìn)行護(hù)筒起吊后的安放工作時(shí)，需要采用經(jīng)緯儀觀測，還需要控制其垂直度，最后用振動(dòng)錘擊入原土層中去。

4　結(jié)語

深基坑建設(shè)是當(dāng)前建筑工程施的重要分支，其質(zhì)量問題對(duì)整個(gè)建筑物的影響是巨大的，同時(shí)這也是一項(xiàng)發(fā)展?jié)摿^大的項(xiàng)目，隨著建筑項(xiàng)目的不斷增多，工程環(huán)境的變化越來越復(fù)雜，這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用將會(huì)越來越廣泛，只有加強(qiáng)對(duì)這一技術(shù)的重視，才能夠通過完善其理論，進(jìn)行新技術(shù)的不斷推廣，才能使技術(shù)水平不斷的發(fā)展和提高。在建筑工程施工之前，務(wù)必做好項(xiàng)目周邊環(huán)境的勘探工作，主要是隱患排查工作，這樣才能夠保證工程的順利開展。因此本文結(jié)合了具體的項(xiàng)目案例，針對(duì)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)和環(huán)境條件展開勘測，從而經(jīng)過方案的比對(duì)選取不同深基坑支護(hù)方案，從而保障整個(gè)工程建設(shè)的質(zhì)量，也從根本上滿足社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)的需要。

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2015-5-22