關于高層建筑施工中的深基坑問題探析

摘要：為了確保深基坑施工的質量，則需要努力提高深基坑施工的技術水平，確保施工能夠順利進行，使整體建筑具有較好的穩定性和強度。本文對高層建筑施工中的深基坑問題進行了探討。

關鍵詞：高層建筑；施工；深基坑；問題；措施

伴隨我國社會腳步的前進，城市中的高層建筑工程也在不斷發展，因此深基坑工程的開挖作業也就越來越多。在這個過程中，深基坑支護的難度也逐漸加大，那么基坑支護的施工組織和設計方案就一定要嚴格依據工程的地質資料來進行科學的設計。

一、 高層建筑施工中深基坑工程存在的問題分析

1、 勘察和設計方面分析

（1） 勘察取樣誤差與土體參數多變性

為了確保深基坑支護結構設計的科學性與規范性，依據相關規范的規定，在深基坑開挖區域內必須進行鉆探取樣，通過取樣分析而得出比較合理的物理力學指標，為基坑支護設計提供依據。從經濟成本上考慮，鉆孔數目一般以數據基本滿足而不多取，而相對于地質構造本身的復雜多變性，實際取得的土樣很難全面反映整個區域土層的真實情況，將會產生一定的土樣誤差。

（2） 設計理論與實際情況存在差別

根據現場實測與分析，深基坑開挖其實是一個空間模型問題，而為了設計的簡化，往往都按平面應變的假設來考慮，對于一些細長的基坑設計比較符合實際，但對于基坑平面近似方形的則差別較大。

2、 施工技術方面分析

（1） 基坑隆起和整體失穩

軟弱的粘土層中開挖基坑，如果作為支護結構的樁墻深度不夠，或者支撐位置不當、支撐體系不牢等原因，在外界不利因素影響下，致使支護結構體系產生較大的前傾或后仰，導致基坑壁土體大滑坡，支護結構體系整體失穩破壞。在坑內的土體不斷挖去的過程中，樁墻支護結構內外土面產生高差，就相當于墻外基坑水平面上作用---附加荷載。隨著挖深增大，附加荷載相應增加。當開挖到一定深度的時候，若墻體入土深度不足，則會使基坑內土體大量隆起，基坑外土體過量下沉，也將導致支護結構整體失穩破壞。

（2） 圍護結構位移過大和支撐體系的破壞

基坑的圍護結構大多是以懸臂類型為主，是以基坑底下土的被動土壓力來平衡主動土壓力和水壓力的作用，而要產生被動土壓力需較大的位移。當邊坡位移過大時，將會導致基坑周圍地面、建筑物、道路和管線的開裂和破壞，所以應特別注意基坑支護的位移量。

支撐體系是土體、圍護結構以及其本身相互作用的整體，它們的相互影響和相互制約的每一個組成部分都應滿足一定的強度、剛度及穩定性的要求。否則，如果某一個局部的失穩或破壞，就有可能導致整體的破壞。當擋土構件采用鋼板樁時，本身剛度較小，當支撐間距過大時，鋼板樁柔性大易變形的缺點將暴露，受力到一定程度后容易發生彎曲，從而產生較大位移。所以，作為基坑圍護工程中的支撐以及支撐之間的連接必須慎重綜合考慮，以保護基坑圍護工程的安全。

（3） 土方開挖和邊坡支護不配套

在施工過程中，大型工程均是由專業施工隊伍來分別完成土方和擋土支護工作，而基本上兩個分包合同是平行的，在實際施工中將增加協調管理的難度。當土方施工單位搶進度或拖工期，開挖順序較亂，特別在雨期施工，甚至不顧擋土支護施工所需的工作面，操作面過窄造成支護施工的困難，導致支護施工滯后于土方施工。因支護施工無操作平臺來完成鉆孔、注漿、布網和噴射混凝土等工程，而不得不用于土方回填或搭設架子來設置操作平臺完成施工。這樣一來，不但延遲進度，也會留下質量和安全隱患。

（4） 地下水造成管涌及流砂

含水砂層中的基坑支護結構容易受到管涌和流砂的破壞。在基坑開挖過程中，支護樁墻內外會逐漸形成水頭差，當動水壓力的滲流速度超過臨界流速或水力梯度超過臨界梯度時，就

會引起管涌及流砂現象。此時，基坑底部和墻體外面大量的泥沙會隨著地下水而涌入基坑，因而會導致地面塌陷，同時會使墻體產生較大位移，嚴重的情況下會引起整個支護體系的崩塌。管涌可以發生于局部范圍，也可以逐步擴大，會使土層變松，孔隙增大、土體強度降低，從而導致坑壁失穩。

3、 工程監管方面分析

（1）監理制度不完善

工程監理不到位也是造成深基坑事故的原因之一。依據規定，高層建筑、重大市政等深基坑工程是必須實行工程監理的，但一些發生工程問題的項目都沒有按規定實施監理，或者雖有監理但工作不到位。另外，深基坑工程監理要求人員具有較高業務水平。在我國現階段質量控制主要是監控工程質量、工期、進度，而對于設計監理以及周邊環境的安全監控尚有一定的差距，有待完善與提高。

（2） 施工監測不重視

主要是建設單位為省錢不要求施工監測，或者是雖設置一些測點，簡單、數據不足，忽視坑邊住宅的檢測，或者不重視監測數據，對于所測數據不能及時的進行分析，導致不能及時發現情況、發出警報，不利于事故的早期處理。

二、高層建筑施工中深基坑問題的解決措施

1、勘察設計應全面合理

深基坑工程勘察應與主體建筑的地基勘察同時進行，結合支護設計與施工要求統一布置測點，特別要注意對不良地質和地下水的勘察，需要及時補充勘察數據。在進行了全面而又系統的分析勘察成果的基礎上，綜合考慮各種因素，進行基坑支護結構的優化，從而制定出合理可行的支護方案。深基坑工程設計方案必須經過專家組論證，最大限度地減少設計缺陷而帶來的深基坑事故。

2、基坑支護結構施工驗算

由于建筑基坑一般深20.5m， 緊鄰道路和建筑紅線，環境要求高， 因此考慮采用地下連續墻加三級鋼筋混凝土支撐的支護結構。地下連續墻剛度大，止水效果好，能較好地控制水平位移。支撐系統采用邊桁架結合對撐桿件的布置型式，圍護設計考慮增加一定數量的連桿和剪刀撐， 以加強對撐桿件系統的剛度，改善支撐體系的受力和變形。基坑支護施工設計方案的計算，嚴格按照有關要求進行。同時，采用相關計算機軟件進行輔助計算和驗算；經過詳細的計算分析，采用本設計的基坑支護方案，能滿足基坑土方開挖、地下室結構施工及周圍環境保護對基坑支護結構的要求。

3、深基坑的降排水措施

深基坑開挖前，應進行降水排水工作。深基坑降水以不影響周邊建筑物以及地下管線設施的安全為前提， 基坑降水必須預留一定數量的觀察孔， 并在坑外布置地面沉降觀察點以及回灌井，必要時進行回灌補救。深基坑開挖面的排水溝和集水井要及時設置，不應在開挖面或坡頂設橫向截水溝，應在開挖面布設沿基坑縱向的排水溝和集水井設施， 及時排除坑內積水，防止沖泡坡體造成滑坡。

4、 深基坑土體加固措施

深基坑土體加固方法， 主要根據基坑施工過程中周邊土體的變形而定，可選擇注漿加固法、旋噴法加固法以及深層攪拌樁加固法等。選擇哪種土體加固方法，主要根據基坑土層特性、土體所需的加固強度、基坑環境來確定。結合其環境特征，主要采用深層攪拌樁加固措施。

綜上所述，深基坑工程也是一項十分復雜的工程，所涉及的技術要求和管理要求水平很高，任一個細小的失誤都將會造成嚴重的工程事故。因而，在深基坑工程中，應注意總結分析出現的常見問題，應用科學的管理措施，加強質量控制，保證工程的順利施工與安全。

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