基坑工程設計中應注意的問題分析

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摘要：基坑工程作為建筑工程中一個重要分部工程，其質量安全直接關系整個建筑工程質量，本文結合工程實例對基坑工程事故發生相關原因展開淺析，并對基坑工程設計中應注意的問題做出簡要探討。

關鍵詞：基坑工程；支護設計；基坑事故；設計優化

1概述

某市人民醫院興建的綜合樓工程二層地下室，基坑內開挖深度達到9.80m，基坑東面和北面都為古建筑物，臨邊離基坑僅有3～5米，地下室南側管線繁多，地質以砂層為主，水量豐富。為確保該醫院儀器設備不受影響及附近舊建筑物（其中一幢為天然基礎）的使用安全，通過整體考慮設計四周采用鉆孔灌注樁、混凝土內支撐、三重管法擺噴止水帷幕的聯合支護方法，由于設計方案選擇正確，精心施工，基坑開挖后達到使用要求。該醫院綜合樓地下室從投入使用至今，未發生任何事故，受到人民群眾的一致好評，成為市政基坑工程設計的典范。

然而，在實際操作中，由于受基坑狀況、基坑與周邊建筑物的關系、場地工程地質及水文地質條件、施工工期和施工成本、施工技術條件和本地施工經驗等因素到多方面因素影響，基坑工程施工往往很難達到預期效果，近年來關于基坑工程事故的新聞報道屢見不鮮，引起社會各界高度關注。所以為了保證基坑工程質量安全，我們必須優化設計方案，綜合考慮實際情況，保證基坑機構穩定的同時滿足成本控制、施工技術條件及施工經驗等方面的限制，

2 施工中應注意的問題

2.1 基坑工程設計

經過大量研究調查表明，以往的基坑工程事故中，主要原因有設計不合理、施工組織不科學、施工過程質安管理執行不到位以及對基坑工程環境變壞預見性不足，未采取有效安全監測以及現場復雜環境產生的偶然性原因。一方面，前面我們已經提到，基坑工程的支護體系多為臨時結構，安全性缺乏保證，操作存在極大風險。而在基坑施工過程中很多施工單位在施工前沒有針對工程實際情況編制科學合理的施工組織設計，深基坑沒有嚴格組織專家論證，沒有建立健全的管理體系，沒有明確職責分工，質量安全意識淡薄，導致施工過程中出現質量安全事故；另一方面，施工人員對基坑工程性質缺乏足夠認識，在操作中簡單地將基坑工程與一般巖土工程等同起來，無法達到基坑支護設計技術要求。產生這種情況不是偶然的、個別的，究其原因，主要是因為部分基坑施工工地工作人員本身理論知識儲備匱乏、專業實踐訓練經驗不足。具體表現在：有的施工人員缺乏巖土工程基本知識，有的缺乏結構工程基礎知識，有的缺乏環境工程基本知識，甚至還有一部分人認為基坑支護設計只需要計算機軟件就可以完成。事實證明，基坑工程設計管理亟待加強。無數項目工程經驗都告訴我們，加強基坑工程設計管理不僅有助于施工設計人員理論認識的提高，還能夠在一定程度上有效降低基坑工程事故發生率。

基坑工程設計管理主要包含兩個方面的內容：一是建立完善審查制度；二是實行招標投標制度。其中，審查主要是對設計資格及設計圖進行審查；實行招標投標制度有助于引進新的實力力量，促進公平競爭，推動施工工藝技術進步，優化設計方案，實現基坑工程生態效益、社會效益、經濟效益的全面最大化。

2.2 穩定與變形控制設計

基坑工程作為一種巖土工程，對社會環境產生著重要影響。基坑挖土開方會降低地下水位，進而導致基坑附近區域低級土體變形，這樣一來，基坑周圍區域地下管線、地下建筑、市政道路等都會受到不良影響，情況較嚴重的，甚至會直接導致上述實物的正常使用，影響人民群眾日常生產生活。基坑工程對環境的影響程度還與基坑主體附近區域環境密切相關。例如在實際工程項目中，有些基坑工程附近區域比較空曠，地下管線、地下建筑及市政道路都在可能被影響范圍之外，這種情況下可以允許基坑土體發生較大變形，基坑工程對環境影響較小；還有一些基坑工程緊鄰地下管線、地下建筑及市政道路，客觀條件上不允許基坑土體發生較大變形，一旦發生變形，會對周圍環境產生巨大影響。從上述兩種情況分析來看，前者在基坑工程設計時可參照穩定控制設計；后者則應當按變形控制設計。值得注意的是，在進行變形控制設計時，對基坑支護變形要求并不是越小越好，也不是對變形簡單地設置限定一個具體允許值，而應當從實際情況出發，根據基坑周圍地下管線、地下建筑及市政道路不受土體變形較大影響為研究對象，因地制宜地規范變形控制設計。

對比基礎工程，這里我們談及基坑工程穩定與變形控制設計的土壓力變化較大，而基礎工程中的穩定控制設計與變形控制設計荷載（土壓力）計算、設計方法是不變的。相關技術人員應該大力加強基坑支護變形理論的理解與研究，加強基坑支護變形計算方法的研究，加強基坑支護變形控制設計的研究。

2.3 合理選用支護形式，優化設計方案

從第一部分我們了解到，基坑工程具有極強的綜合性、區域性、時空性，因此，在對基坑支護形式選用時，設計人員應認真研究工程地質、水文地質資料及周邊環境條件，結合基坑工程開挖深度要求展開操作。

一般來講，基坑支護形式樣式很多，如土釘墻、SMW工法樁、地下連續墻、鉆孔灌注樁、水泥攪拌樁墻等。不同基坑支護形式的適用范圍不盡相同，其優缺點也各有區別。因此，在選用支護形式時，應該本著具體情況具體分析的原則，因地制宜地合理選用。那么在實際操作中，究竟應該怎樣合理選用支護形式呢？筆者認為，選用支護形式的關鍵在于準確抓住基坑支護的主要矛盾及主要矛盾中的主要原因，分析本工程項目基坑支護主要矛盾是控制穩定問題，還是控制變形問題；分析本基坑工程發生穩定、變形問題的主要原因是地下水處理問題，還是土壓力問題。

粉土和沙粉地基支護需要注意地下水處理問題。在處理地下水問題時，常見的思路有兩種：①止水；②降水。鑒于止水成本較高，施工操作難度較大，尤其當基坑內外部水位差較大時，止水帷幕的止水效果缺乏保證，因此，在處理地下水問題時，只要條件許可，更多采用降水法。設計降水時要將地下水位沉降對基坑周圍環境影響納入考慮，回灌法上升水位能夠有效減少基坑降水對附近區域的不良影響。此外，在粉土、粉砂地基地區，能夠使用土釘支護時優先考慮使用土釘支護。例如深基坑工程淺層采用土釘支護，深層采用內支撐支護、樁錨支護或聯合支護方式。

據資料顯示，多數基坑工程事故發生都與地下水處理不當有關。綜上分析得出，在處理地下水問題時，條件允許采用降水時盡量使用降水，而不使用止水，如果受客觀條件限制，只能采用止水，一定要注意盡可能降低基坑內外部的水位差。合理選用基坑支護形式是基坑支護設計優化的第一步，在對支護形式進行選定后，第二步就是對該選定方案的具體優化。在具體設計方案的優化上，還有十分廣闊的發展空間。

2.4 加強施工管理，提高施工質量

基坑工程施工也是發生基坑事故的重要原因之一。在實際操作中，由于施工不規范導致施工事故的事件時有發生。要減少施工問題導致基坑事故發生率，關鍵在于提高施工質量，加強施工管理。基坑工程是一項系統工程，設計基坑支護應注重開方挖土對基坑變形、穩定的影響；基坑支護設計應對基坑開方挖土施工做出科學規范，施工方應嚴格按照設計方的設計方案進行施工，設計方與施工方保持聯絡和進度跟進，根據基坑工程監測變化適時調整工程方案，保證工程順利進行。

基坑工程性狀受多方面因素影響，不確定因素也很多，因此基坑工程施工一般采用信息化施工。相關人員應高度重視基坑工程監測工作，進行動態管理，有效減少基坑事故發生。

3 結束語

基坑工程設計是一項集區域性、時空性、復雜性于一體的綜合工程系統，由于受多方面因素影響，基坑事故時有發生，相關技術人員應積極研究分析問題產生的原因，并對基坑工程設計做出改善和優化，以促進基坑工程技術深入發展。