巖土工程中復雜場地深基坑支護工程設計與施工研究

王永紅

（蘇州市建筑勘察院有限責任公司，江蘇 蘇州 215002）

在我國社會經濟不斷發展的大環境下，城市建設的也在穩步推進。現如今，很多大中型城市的建設樓層的高度已經不再滿足生產生活的需要，城建工程已經開始向地下延伸，從而達到充分利用城市地下空間的目的，基坑工程也就應運而生。在建筑工程的施工階段，基坑支護技術對巖土工程復雜場地施工發揮了重要的作用。巖土工程施工的安全問題在某種意義上來說取決于復雜施工場地的深基坑支護工程的水平，而且其也與建筑工程的施工的效果存在不可割裂的關系。

1 基坑支護工程特點分析

對巖土工程的地基施工來說，基坑支護工程方式及種類不在少數。其中圍護結構對確保基坑支護工程施工安全來說意義重大，而且能夠降低基坑挖掘過程中發生土體形變的概率。此外，基坑支護工程具有一定防止土壤塌陷的價值，這給在底下施工的工作人員創造了必要的空間和時間。基坑支護工程地下水疏通排放功能，能夠給基坑內的工程施工提供一個干燥舒適的施工環境[1]。一般情況下基坑支護工程是一個臨時工程，然而其意義卻不容忽視，因此，就要充分考慮它的負重情況，倘若支護結構的耐久性比較差，就可能給基坑支護工程的埋下安全隱患。

2 深基坑支護工程的土壓力狀況分析

在巖土工程的施工環節，土壓力關系到深基坑支護工程負重，因此，要對支護工程土壓力進行分析預測。如果基坑工程土壓力分析工作不到位會牽連到深基坑支護工程以及巖土工程施工的進度。對基坑支護結構的土壓力狀況進行細化分析，可以總結為以下三種類型：

類型一：土壓力不動。在基坑支護工程中土壓力不動是指擋土墻體沒有產生方向變工或者變動程度小到可以忽略不計的情況下，土體本身對擋土墻體發生作用而形成的壓力，如圖1所示，E代表靜止土壓力。

圖1 土壓力不動結構圖

類型二，土壓力積極移動。在基坑支護工程中土壓力積極移動指的是墻后方土體的土壓力作用在截土墻體上，導致截土墻體向前方移動的情況，因此，當墻后土體的應力達到一定程度時，墻后土體對墻體的壓力降到最低，如圖2所示。

圖2 土壓力積極移動結構圖

類型三：土壓力被迫移動。在基坑支護結構中土壓力被迫指的是當其他外界的力作用在截土墻體上，截土墻體向土體的位置移動，墻后土體被擠壓后達到力學上的平衡時，土體與墻體之間的壓力系數最高，如圖3所示。

圖3 土壓力被迫移動結構圖

3 復雜場地深基坑支護工程設計及施工策略

倘若深基坑支護工程不符合施工標準，那么周邊范圍內的建筑物業可能受到牽連，主要表現為基坑部分毀損或者區域內的建筑物發生形變沉降，嚴重的還可能會造成基坑塌陷甚至建筑物坍塌。所以說巖土工程中必須做好深基坑支護工作，具體可以從以下幾個角度入手。

（1）深基坑支護工程的設計理念要創新。在我國，隨著建筑業的發展，深基坑支護技術也在不斷進步，已經熟練掌握了支護結構力學理論，這些深基坑支護結構基本受力原理在世界巖土工程施工中的價值不言而喻，同時其也能持續為今后深基坑支護結構的發展和應用提供了新理論指導。然而，由于深基坑支護工程沒有達到健全完善的程度，設計思路與具體實踐情況仍然存在不匹配的情況，很多設計施工環節還處于傳統模式之下，并且行業內支護工程設計的有關數據并不一致。這些過去的“經驗之談”以及測算方式已經不再符合實際發展的需要，因為這種方式下測量和計算出的深基坑支護結構的受力值存在較為嚴重的誤差。所以說必須對深基坑支護結構的規劃思路進行突破創新，對傳統設計理念和設計方法進行改進，改變單一理論結構，拓展信息數據獲取的途徑和手段，加強設計環節和實際施工環節的適配性。

（2）堅持分層分段開挖和支護的施工原則。從巖土工程施工經驗來看，基坑損壞都是從局部的一個點或者一條線開始并逐漸發展蔓延的。當基坑邊坡的某個位置應力達到上限時，就會以這個點為基點發生破壞，然后四周土體也會產生力變并且相鄰位置的應力也會加大，隨之而來的就是破壞范圍的擴展，這就基坑以及邊坡的破壞過程。要想維持坑壁的穩固性及持久性，就必須對施工中挖掘的受力面積進行控制，而且要在確保質量的前提下以最快的速度完成支護工程的搭建，讓支護工程的價值盡早得以體現，從而達到方式損壞點繼續擴展的目的。

（3）施工單位做好信息跟進。巖土工程中復雜場地深基坑支護工程施工過程中，首先，要對開挖過程中觀察和檢測到的排水狀況、土壤砂石構造以及未知地下埋藏物的相關信息進行跟進；其次，要對施工過程中邊坡位移和應力監測的信息進行記錄分析。除此之外，還有多次反復展開現場原位試驗，利用豐富試驗收集大量的數據信息，做好信息反饋工作，完善施工方案和計算方法，進一步為研究部門回歸基本理論研究做準備。

（4）現場做好變形觀測。極限平衡原理是巖土工程中復雜場地深基坑支護工程設計與施工用到的最科學普遍的設計理論，其對于得到計算結論具有重要意義，但是這里提到的結論只適合結構的強度需要。然而實踐中很多建筑事故支護結構受到的強度已經超過必要的限度，因而發生形變是自然而然的事情，其后果嚴重程度可想而知。因此在巖土工程中復雜場地深基坑支護工程施工過程中必須對支護結構的變形數據及時進行檢查，及時消除安全隱患[2]。

（5）確保深基坑支護的施工質量。施工質量是深基坑支護工程所體現的核心價值，必須提前制定好可行的施工方案和計劃，做好質量控制工作。深基坑支護的施工要嚴格按照反復論證過的支護設計方案進行。施工方不能隨意更改基坑支護支護結構；保證挖一層做一層支護、挖一段做一段支護；開挖的順序和方法應當和支護設計方案一致，堅持“先撐后挖、分層開挖、嚴禁超挖”的原則，對施工中土方活動的范圍進行控制。要盡量做到挖掘進程的均勻，嚴禁隨意挖掘的情況。要盡量減少基坑的暴露時間，同時要合理規劃土方卸荷時間，并有專門的施工人員負責對基礎工程的用過的基坑及時進行恢復工作，從而避免基坑帶來安全隱患。

（6）設計與支護施工二者應各自發揮優勢。巖土工程中復雜場地深基坑支護工程設計單位要對分析勘察數據以及設計方案不斷完善。借助豐富的實踐經驗和專業的測算方法增強深基坑支護的設計方案的準確性和實效性，不能疏忽任何一個可能出現問題的細節；支護施工單位在施工過程中一定要確保施工過程的安全性，遇到任何臨時或者突發狀況都要及時與設計單位進行溝通協調，共同商議處理措施，為施工工程的順利進行共同努力。

（7）建立技術人員監督、指導機制。依據國家規定和實踐需要，應當制定深基坑工程支護施工的相關細則，對深基坑工程的技術標準進行明確。同時要建立健全技術人員跟班制度，避免施工過程中出現各種風險事故。比如，在解決深基坑支護工程中地下水的問題，要采取有效的措施，把地下水位降到合理的范圍內，這時就要有專門的技術人員全天負責抽水工作。

4 結語

總而言之，巖土工程中復雜場地深基坑支護工程對建筑施工工程具有重要意義，它的質量直接關系到整個施工過程的安全性。巖土工程深基坑支護工程的設計和施工研究，有利于保證巖土工程中基坑支護工程的穩定施工。在具體的施工過程中，必須要結合實際情況，通過實用可行的分析、對比找出最有效的方案合理協調安全可靠與經濟合理兩者之間的關系，是巖土工程中復雜場地基坑工程設計者的核心任務。此外，工程技術人員應當在考慮巖土工程整體質量的基礎上，學習更加先進的設計原理，保證基坑支護工程能夠發揮最大的價值。