施工條件復雜的建筑深基坑支護結構設計與施工

張春雨

摘要：隨著城市建設的發展，高層建筑地下室的建設和城市地鐵工程的建設，深基坑工程成為近年來土木工程領域發展較快的一門綜合性學科，它不僅涉及工程地質、土力學、基礎工程學、結構力學、材料力學、工程結構、工程施工等學科，更涵蓋勘測、基坑支護結構設計和施工、地下水控制、基坑土方開挖、土體加固、工程監測和周圍環境的保護以及深基礎施工等內容。由于它具有實踐性強、不確定性大、周邊環境復雜多樣、區域性地質多變、工程量大、工序多等特點，導致其施工風險性高、施工技術復雜，甚至被住房城鄉建設部列為危險性較大的分部分項工程之一。也正因如此，深基坑支護的事故往往損失重大，而本文就是以復雜環境下建筑深基坑支護結構設計和施工為研究基點，通過對以往工作實例的經驗總結、施工剖析淺談相關情況以便參考。

關鍵詞：施工復雜環境;支護結構;設計;施工;措施

一、前言

放眼我國北上廣深大型城市，高樓大廈節次鱗比。樹大根深，樓高基深，其不可避免地設計到深基坑問題。20世紀80年代基坑深度一般在10m左右，而如今20～30m深的基坑已屢見不鮮，地下資源得到了越來越多的重視與開發。在這些工程建設過程中，深基坑支護結構設計與施工積累了豐富的實踐經驗，支護結構的形式有了不少的創造和改進，施工技術也取得了很大的進步。然而我們也同樣看到，基坑工程認識土木工程仍是土木工程建設中事故的多發點，事故率高達基坑數的20%～30%，造成難以估量的經濟、社會損失。而造成基坑事故的額原因很多，可源于巖土性質的不易捉摸;可由于無序競爭造成以高風險為代價，但究其根本還是對于施工復雜環境下建筑深基坑支護的設計與施工研究的缺位。我認為這塊內容是有研究的必要性的，它不僅能夠有效消除施工單位在復雜環境下的安全質量隱患，還能夠在確保建筑項目順利施工的同時優化深基坑支護。所以本文也以此為研究基點，對建筑深基坑支護提出相關的措施。

二、影響建筑基坑支護結構設計的因素

1、近似建模計算的誤差

在建設項目的基坑支護設計中，相關的設計人員會根據建設項目工況、周邊環境、水文地質條件等通過建立近似計算模型，推演深基坑支護結構受力情況，根據計算數據中支護體系及周邊環境的變形量等內容，制定安全可靠，施工簡便，經濟可行的設計方案。然而，由于建設項目周邊環境條件相對復雜，基坑坑頂荷載可變性大，水文地質條件的不確定性，增加了支護結構設計近似模型與實際施工過程中工況體現的不一致性。

2、支護體系施工質量控制缺位

由于建筑深基坑支護設計時建立的近似模型與實際工況的出入，以致施工支護結構后其變形控制與設計要求亦有差異，甚至會影響到建筑深基坑支護的安全。在諸多工程實例中，多有因施工單位沒有對支護設計方案進行圖紙會審及答疑，沒有在各項施工工序開展前進行技術交底，由于錯誤施工工序、施工工藝造成基坑支護體系的變形，甚至出現安全事故。如圖所示，是基坑支護發生變形的情況。

3、基坑設計資料提供不足

在進行基坑支護施工之前，應提供具有相關資質單位提供的擬建場地巖土工程基坑專項勘察報告，場地周邊環境條件、地形、管線圖等，進而保證建設項目基坑支護設計的準確性。在實際設計過程中，由于個別資料的缺失導致設計分析無法實現精細化，達到準確性，從而造成深基坑支護設計的缺陷，進而不能使基坑支護體系實現其設計目的及作用，更甚至出現安全風險。

4、設計人員主觀因素

深基坑支護設計人員在面對施工條件較復雜的項目時，由于缺乏相關經驗積累及對其高風險的預判，以致不能制定合理的設計方案，在施工過程中不能根據現場信息反饋做到動態設計，適時調整設計方案、施工工藝等，用有效措施杜絕安全隱患。

三、針對復雜條件下建筑深基坑支護結構設計的措施

1、創新設計理念

就我國目前對于建筑深基坑支護的情況來看，我國建設項目的基坑支護的計算、相關規范還有待完善，須要通過國內沿海及高速發展城市的諸多案例，研究其項目共性、特性，進一步向其他地區推廣分析傳播其特點，做到行業設計師與時俱進的更新其設計理念，不僅可以制定出合理的復雜施工條件下深基坑支護方案，并且通過技術創新以提高基坑支護體系的安全性。

2、保證基坑支護結構的質量

在施工的過程中，基坑支護結構的質量不滿足要求，最直接的影響就是造成基坑支護在承受荷載的情況下發生變形或者是坍塌，所以必須要保證基坑支護的質量。首先是在設計方面，設計人員必須要對建設項目提資進行分析，驗證相關數據的準確性，最大程度的保證設計前提的精確度。其次，在施工前，要求施工單位進行圖紙會審及答疑，嚴格按圖施工，遵循設計要求，保證基坑支護體系施工質量，使其發揮作用。如圖2所示是基坑支護施工的現場情況。

四、復雜條件下建筑基坑支護的安全施工技術

對于在復雜條件下進行基坑支護，除了要有在設計方面的要求之外，施工技術也要滿足要求，這樣才能保證設計、施工都符合基坑建設要求。如果在施工的過程中，沒有嚴格按照相關的施工技術進行施工，就會造成施工過程出現基坑支護結構變形甚至安全威脅等問題，所以相關的施工單位一定要重視基坑支護的安全施工技術。在基坑的土方進行開挖之前，相關的施工單位要根據施工現場的具體情況進行施工組織方案設計。在施工過程中嚴格遵循，邊開挖邊支護的施工原則，不能使基坑側壁在沒有支護的情況下長期暴露，否則會有安全隱患，更可能威脅在基坑底施工人員的生命安全。

五、結束語

我國建設項目不斷發展，同時也面臨著越來越復雜的情形，給施工情況帶來了很多的不便，其中基坑支護就存在這樣的情況。本文以復雜條件下建設項目深基坑支護的設計及施工為研究基點，粗談了建設項目深基坑支護的影響因素，也提出了一些相關的設計、施工措施僅作參考。

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