淺析軟土地基深基礎工程施工技術

張華宇　李慧穎

【摘 要】由于各地的地質條件和施工環境不同，深基坑施工技術水平和規范因地制宜，但在管理上仍存在問題，這需要工程技術人員積極研究深基坑開挖、結構和支護理論和技術，不斷提高工程質量，本文主要詳細的論述了軟土地基深基礎工程施工技術，在軟土地基中進行基礎或地下工程施工是一個傳統的施工問題，也是綜合性很強的施工難題，本文在此提出了自己的一些個人觀點。

【關鍵詞】軟土地基；深基礎工程；施工技術

前言

由于現代化建筑物的規模和使用上的要求，使得深基礎施工技術要求越來越高，在建筑施工領域里，深基礎施工結構的研究還有許多需要我們解決的問題，相信在施工結構設計領域，隨著大量的工程實踐和總結，一定會形成更完善系統的設計方法，應用于祖國偉大的建筑事業。

一、軟土地基深基礎施工結構的設計必須做到深基礎構筑的施工空間要求、作業條件要求與環境保護要求的有機統一

在設計過程中，深基礎結構的幾何尺寸是確定的，因此，施工空間的大小也就確定了。但是在具體的形成過程中，是一邊形成空間，一邊構筑結構（逆作法），還是全部形成空間，然后再做結構（順作法），是可以選擇的。不同的選擇會帶來不同的作業條件，也會產生不同的環境保護效果，所以，深基礎施工結構設計工作一開始，就需要在施工技術方案的指導下，選擇形成施工空間的最有利方法。然后，在施工空間的形成方法確定之后，如何來保證施工結構的剛度，從而達到保護環境的目的呢？當然我們不能簡單地增加結構，增大桿件截面，使結構剛度增大變形減小，因為單純的增加桿件會使現場空間的作業條件變壞，對挖土運輸、施工作業和材料運輸就位都會帶來很多困難，同時，單純地增加桿件、增大斷面也會使費用增加，技術經濟指標升高。所以，應該在保證施工結構的剛度問題上從優化結構布置、選擇桿件形式著手，以最合理經濟的結構選型（充分考慮深基礎結構施工的作業條件并留有寬敞的施工空間）來達到結構的最優剛度，以滿足控制變形、保護環境的要求?？偠灾?，施工空間、作業條件、環境保護這三個方面的要求是有可能協調起來、統一起來的，這已被我們的研究工作和工程實踐所證明，同時這步工作是深基礎施工設計工作的關鍵所在。

二、寬敞有利的施工空間可以通過合理地布置施工結構的支撐體系來加以實現

在具體進行施工結構優化、結合施工工藝、創造寬敞便捷的施工空間的工作時，我們主要可以通過對施工結構中的支撐體系進行平面上的桿件優化布置和高程上的支撐位置選擇來加以實現。平面上的桿件布置可以依據基坑的平面尺寸、形狀和深基礎結構構筑要求，從優化桿系的角度出發，盡可能地創造最經濟的桿件體系，使它既有寬敞平面上的無桿區域，又保持足夠的平面剛架的剛度，用以控制周邊圍護壁的變形。在平面支撐體系的設計中，需要認真處理桿件間的節點，保證整個桿件的幾何不變性，同時要考慮它在受荷情況下可能產生塑性鉸（鋼筋混凝土支撐）和其他可能改變桿與桿連接假定的部位。對整個支撐體系進行工作狀態下的最不利情況驗算，使整個結構體系在工作中做到萬無一失，確保施工環境安全。另外，在高程布置上，支撐系統要滿足挖土機械在支撐層間的作業要求和深基礎結構的層高布置要求，在這里深基礎結構的層高是確定的，支撐系統高程應讓開結構層位置，但有時結構層是叉層布置的，留給支撐的布置空間很窄，這就需要在很小范圍內準確選擇支撐位置，以創造挖土機械工作的空間，并努力使圍護壁在土壓力作用下的彎矩、剪力因支撐位置的合理而變得較小且均勻。因此，結合施工部署的施工結構支撐體系布置優化可以實現，以爭取整個結構有一個理想的施工空間的設計目標。

三、深基礎施工結構的布置形式、空間大小應依據施工工藝選擇和施工機械的配備要求以及滿足使用要求和良好的技術經濟指標為目標進行確定

我們希望有較大的施工空間，但并不是施工空間越大就越方便，太大的空間會產生垂直運輸機械覆蓋面不夠、施工用材料傳遞不便等問題。另外，大的施工空間（平面中有很大的無桿區域）客觀上總會削弱平面剛架的剛度，要保證剛度只有加強區域周圍的桿件，由此會產生技術經濟指標的變化。因此，我們在施工結構設計中必須以滿足使用要求和有好的技術經濟指標兩個目標兼顧為原則。

四、深基礎施工結構的設計必須考慮挖土施工工藝過程和結構的形成過程，使結構的分析計算結果與結構的實際受力情況吻合

深基礎施工結構設計的特點是要考慮結構在不斷形成過程中荷載是逐漸連續地施加于結構，不同的施工工藝和挖土順序會影響結構所受荷載的大小和時間，一般的結構計算都是對一個完整的結構體系進行受荷狀態下的力學分析，而施工結構不可能是這樣的一種理想狀態。因此，我們從某大廈深基礎施工結構開始，對設計中的結構分析加入了施工工藝和順序影響的因素，逐個分析其在不完整結構情況下不同工況的結構受力情況，獲得了比較理想的分析結果。在某大廈的大直徑曲線剛架設計分析中，實測值與理論值都十分接近，在這里特別要強調對于結構沒有完全形成而荷載（土壓力）在不斷變化的最不利情況必須在結構設計中充分考慮到，如果疏忽了這個重點，則有可能導致施工中的結構整體失穩和破壞，這是施工結構設計必須遵循的原則。

五、周圍土體環境的保護取決于深基礎施工結構的變形控制，施工結構在環境條件要求下的設計常常是剛度條件控制的

目前施工結構的設計除施工空間、作業條件的要求外，土工環境的保護是一項十分重要的內容。按有關規定，基坑側向變形、側向位移控制、對管線的沉降控制都有嚴格的環境要求，只有加強深基礎施工結構的剛度和縮短施工結構形成的時間，縮短時間可以減小早期的變形，而后期的長時間的變形則完全由結構自身的剛度來承擔。因此，在目前的施工結構設計中，剛度條件常會變成控制條件，對于鋼筋混凝土結構，杠桿斷面在強度條件驗算時常會有些富裕，這是我們進一步優化利用施工結構的客觀基礎，在設計中，要恰當地使用這部分結構的潛力，以獲得較優的技術經濟指標。

六、深基礎施工結構要為各類施工機械的作業創造條件，用于施工作業的平臺棧橋等輔助結構，應與施工結構形成有機統一

在大型基坑的施工實踐中，我們發現深基礎施工結構必須為施工機械的作業提供便利條件。在前述項目中，由于城市施工場地狹窄，施工機械無法在構筑物周圍展開施工作業，必須為施工機械設計棧橋、工作平臺和上下坡道，這些結構能不能和施工結構做在一起，是研究的一個主要內容。實踐證明，利用施工結構的潛力是可以做在一起的，做得好可以增強整體結構的剛度，但如選擇不當可能會削弱甚至破壞支護結構。所以，我們要在結構布置中恰當地選擇這些輔助結構的位置和形式，對機械作業的影響有準確的分析，使得整個施工結構的設計為項目施工技術方案提供良好的施工作業條件。

七、結語

在軟土地基中進行基礎或地下工程施工是一個傳統的施工問題，但隨著基礎深度的不斷增加，地下工程體量的不斷變大，這個問題又成為綜合性很強的施工難題。它既有土的強度、變形和穩定問題，土與支護結構的共同作用問題，又有支護結構與基礎施工工藝的配合問題，支護結構與為施工目的而構筑的棧橋等，同時還必須考慮施工過程中對周圍環境的保護。本文就此主要深入分析研究了軟土地基深基礎工程施工技術。

參考文獻：

[1]徐偉.高層建筑施工[M].武漢：武漢理工大學出版社，2003.