基坑施工中應該注意的問題與研究對策

李清華

摘要：隨著城市的不斷發展，城市空間問題越來越成為制約城市發展的因素，地下空間的開發利用已成為現代化城市發展的必然趨勢，同時城市地下空間的建設使得基坑工程規模和深度不斷加大，基坑的變形越來越受到重視。

關鍵詞：基坑施工變形 支護問題與對策

中圖分類號：TV551文獻標識碼： A

一、關于深基坑的概述

根據國家建設部的有關規定:深基坑即工程開挖深度超過五米之上(包括五為或者深度為地下室三層之上的。又或者基坑的深度沒有超過五米，但是基坑的地址條件、地下管線以及周圍自然環境非常復雜的工程。

深基坑工程包括基坑支護體系的設計、施工、土方的開挖，是一項綜合性很強的系統工程。它具有以下四項特征:一是深基坑工程的區域性很強;二是深基坑工程的個性很強;三是深基坑中的支護是一種臨時結構;四是深基坑工程具有很強的時空效應與環境效應。

二、深基坑支護存在的問題

1、支護結構設計中土體的物理力學參數選擇不當

深基坑支護結構所承擔的土壓力大小直接影響其安全度，但由于地質情況多變且十分復雜，要精確地計算土壓力目前還十分困難，至今仍在采用庫倫公式或朗肯公式。關于土體物理參數的選擇是一個非常復雜的問題，尤其是在深基坑開挖后，含水率、內摩擦角和粘聚力三個參數是可變值，很難準確計算出支護結構的實際受力。

在深基坑支護結構設計中，如果對地基土體的物理力學參數取值不準，將對設計的結果產生很大影響。土力學試驗數據表明：內磨擦角值相差5°，其產生的主動土壓力不同;原土體的內凝聚力與開挖后土體的內凝聚力，則差別更大。施工工藝和支護結構形式不同，對土體的物理力學參數的選擇也有很大影響。

2、基坑土體的取樣具有不完全性

在深基坑支護結構設計之前，必須對地基土層進行取樣分析，以取得土體比較合理的物理力學指標，為支護結構的設計提拱可靠的依據。一般在深基坑開挖區域內，按國家規范的要求進行鉆探取樣。為減少勘探的工作量和降低工程造價，不可能鉆孔過多。因此，所取得的土樣具有一定的隨機性和不完全性。但是，地質構造是極其復雜、多變的、取得的土樣不可能全面反映土層的真實性。因此，支護結構的設計也就不一定完全符合實際的地質情況。

3、基坑開挖存在的空間效應考慮不周

深基坑開挖中大量的實測資料表明：基坑周邊向基坑內發生的水平位移是中間大兩邊小。深基坑邊坡的失穩，常常以長邊的居中位置發生。這足以說時深基坑開挖是一個空間問題。傳統的深基坑支護結構的設計是按平面應變問題處理的。對一些細長條基坑來講，這種平面應變假設是比較符合實際的，而對近似方形或長方形深基坑則差別比較大。所以，在未進行空間問題處理前而按平面應變假設設計時，支護結構要適當進行調整，以適應開挖空間效應的要求。

4、支護結構設計計算與實際受力不符

目前，深基坑支護結構的設計計算仍基于極限平衡理論，但支護結構的實際受力并不那么簡單。工程實踐證明，有的支護結構按極限平衡理論設計計算的安全系數，從理論上講是絕對安全的，但有時卻發生破壞;有的支護結構安全系數雖然比較小，甚至達不到規范的要求，但在實際工程中卻滿足要求。

三、 深基坑支護實施策略

1、基坑支護結構選型：

1.1原狀土放坡：

一般基坑深度小于3米時，可采用一次性放坡。當深度達到4~5米時，也可采用分級放坡?；臃牌卤仨毐ＷC邊坡的穩定，根據土的類別進行穩定計算確定安全系數。原狀土放坡適用于較淺的基坑。

1.2深層攪拌樁支護

深層攪拌樁是加固軟土地基的一種新方法，它是利用水泥、石灰等材料作為固化劑通過深層攪拌機械，將軟土和固化劑（漿體和粉體）強制攪拌，利用固化劑和軟土之間所產生的一系列物理--化學反應，使軟土硬結成具有整體性，水穩定性和一定程度的樁體。深層攪拌最宜于各種成因飽和軟粘土等，包括淤泥，淤泥質土、粘土和粉質粘土等。

1.3鋼板樁支護

鋼板樁支護是由鋼板樁、錨拉桿（或內支撐、錨碇結構、腰梁等）組成。由于鋼板本身剛性不足，其支撐或錨拉系統如果設置不當，會產生較大的變形。但其優點是一種施工簡單，投資經濟，施工機械化程度要求不高的支護方法。

1.4排樁支護：

排樁支護是指隊列式間隔布置鋼筋混凝土挖孔，鉆（沖）孔灌注樁，作為主要的擋土結構，其結構形式可分為懸臂支護或單錨桿，多錨桿結構，布樁形式可分為單排或雙排布置。樁的嵌固深度、樁徑和配筋根據坑深、支撐布置和周圍環境要求等計算確定。排樁中應用最廣泛的是鉆孔灌注樁。

1.5錨桿或噴錨支護

錨桿與土釘墻支護相似，將錨桿錨入穩定土體中，外墻與支護結構連結用以維護基坑穩定的受拉桿件，并施加預應力。錨桿可與排樁，地下連續墻，土針墻，其他支護結構聯合使用，不宜用于有機土，液限大于50%的粘土層及相對密度少于0.3%的砂土。

1.6圈支護結構：

拱圈分閉合拱和非閉合拱，拱圈形成包括圓拱、橢圓拱和二次曲線拱。這種拱圈擋土能承受水平方向的土壓力，因拱的內力以受壓力為主，彎距很少，能充分發揮混凝土抗壓強度高的特性。施工方便，施工機械化程度要求不高，施工速度較快。

2、針對深基坑支護施工過程需要注意事項的研究。

建筑工程深基坑支護施工的過程中需要注意的問題有以下四點:首先是土釘墻，它是由被加固的原位土方、土釘墻以及噴射的混凝土組成。這是一種邊坡非常穩定的支護，它在深基坑中起到增加邊坡穩定性與主動嵌固的作用。當前在我國最常用的支護形式是10米以內的土釘墻與5米以內的水泥攪拌樁。土釘墻多用于地下水位低或者地下水位可以被疏干甚至降低的地方，而水泥攪拌樁有空腹式、拱形、格構式以及實體式等形式，具有擋水、擋土的功能。其次是地下室的連續墻，它主要由支撐、維護墻以及防滲帳幕組成，主要被用于深基坑深度超過10米的時候。而其中利用加緊水泥樁的方式設置的連續墻具有造價便宜與質量高的優勢被廣泛應用。三是逆作拱墻，在建筑工程深基坑施工的過程中，深基坑的平面形狀適中時，可以將拱墻作為維護墻。而拱墻的種類包括:橢圓形的閉合拱墻、圓形的閉合拱墻以及組合拱墻。相對于組合拱墻的局部拱墻，主要適用于深基坑的側壁安全等級為三級的時候，在一些淤泥質或者淤泥的施工場地就不適合運用局部拱墻。在施工的過程中，深基坑的深度要小于12米，拱墻軸線中的矢跨比要大于八分之一。在深基坑支護施工的過程中，當出現地下水高于深基坑底面的狀況時，可以采取截水或者降水的方法。四是水泥土墻，是由水泥土樁相互搭接形成的格網狀、壁狀等形式的重力式擋土結構物。它一般情況下依靠自身的重量與剛度保護深基坑的坑壁，在特殊狀況下，可以增加支撐設施。它主要有高壓旋噴式的樁墻與深層攪拌式的水泥土樁墻兩種，以格構式的方式呈現。這種水泥土墻的適用范圍包括:一是深基坑的側壁安全等級是二級或者三級;二是深基坑深度要小于6米;三是在水泥土樁的施工范圍內，地基土的承載力要小于150kPa;

四、.解決深基坑工程存在問題的對策

1、熟悉現場情況（ 地下線、溝槽、鄰近建筑物的位置）。在熟悉設計圖紙和相關設計資料的同時， 施工前和施工過程中都必須對施工現場進行認真的勘察， 掌握現場的第一手資料。例如對工程所在地區的自然條件、氣象因素、現場環境和其他相關工程施工的進度進行調查， 了解材料和勞動力的供應以及現場各相關方配合的情況等， 為現場的安全管理和編制合理的、切合工程實際的施工組織設計和各類安全技術措施提供依據。此外， 還可在答疑時對設計圖紙提出疑問。某一項深基坑工程， 在設計圖紙中止水帷幕與支護距離太近， 無形中增加了邊坡的主動土壓力， 施工方質疑， 設計院經過認真考慮， 接受了施工方的質疑， 對圖紙進行了變更， 有效阻止了隱患的發生。

2、編制有針對性的專項施工方案。施工組織設計是指導施工現場全部生產活動的重要技術文件， 必須要編制一個針對性、專業性很強的切合實際施工條件的施工組織設計， 來指導工程的全部施工活動。深基坑支護是一項安全防護要求很高的單項工程， 安全管理及安全防護在深基坑施工中是一個很重要的組成部分。因此， 有必要編制一個針對性強對現場安全施工能起到指導作用的專項施工方案來指導現場安全管理工作。

3、安全技術交底。安全技術交底是一項技術性很強的工作， 它直接反映著施工管理者的技術水平， 也是施工管理者對操作者灌輸安全防護意識的直接關鍵所在， 是管理意圖與現場操作銜接的資料文件。安全技術交底也是追究安全責任的重要文字證明。要不斷加強施工管理隊伍素質的提高， 加強責任心教育， 提高安全技術管理水平?？傊?， 安全技術交底要有總體全局的交底， 也要有分部、分項的全面、細致的交底， 要及時、細致、切合現場實際情況進行交底， 不可無的放矢， 應付差事， 釀出責任事故。每一位施工管理人員都要本著為國家、為社會、為人民生命財產負責的態度工作， 這樣才可以減少隱患事故的發生。

4、 強化質量責任、加強過程控制。噴射砼的質量好壞和厚度取決于噴射操作手的操作方法和水平，而其關鍵又是噴嘴與受噴面的距離、噴嘴移動、水量的調節。施工時噴嘴與受噴面的最佳距離為0.8~1.0m；噴嘴移動須將其橫過坡面且穩定而系統地做圓形或橢圓形移動；水量的調節使噴射砼表面產生光澤為止；回彈率的大小與原材料的配合比、施工方法、噴射部位及一次噴射層的厚度有關。

5 、加強對土方開挖施工工序的組織與管理。深基坑開挖施工中，精心安排開挖施工分層、分塊的部位和時間,精心安排擋土支護的施工時間，以有效地控制基坑已開挖部分的無支護暴露時間和減少土體被擾動的時間與范圍,以達到利用尚未被挖動的土體尚能在一定程度上控制其自動位移的潛力，而使其應力控制土體位移和基坑支護周圍土體位移之間存在著一定的相關性。所以科學地安排土方開挖施工順序和控制施工進度,充分利用這種相關性,將有助于控制支護結構的坑周土體的位移。

結語：

深基坑的建設是建筑工程施工的重中之重，一旦深基坑工程出現質量問題，對建筑工程整個施工過程中都會產生巨大的不利影響。因此，在建筑工程施工之前，要做好地質勘探與深基坑工程的施工工作。

參考文獻：

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