深基坑工程施工中技術(shù)要點(diǎn)分析

王亞君 周鈺龍

（杭州通原房地產(chǎn)開發(fā)有限公司，浙江 杭州 310008）

前言

軟土地區(qū)深基坑施工技術(shù)是我國近年來發(fā)展最快的領(lǐng)域之一，對開挖深度20余米的深基坑工程，完全可控制周邊環(huán)境的變形在允許范圍內(nèi)。在支護(hù)結(jié)構(gòu)方面主要以樁(墻)撐支護(hù)體系、樁(墻)錨支護(hù)體系、全噴錨或土釘墻支護(hù)體系、水泥土重力式擋土墻支護(hù)體系，近年最大的進(jìn)展是按工程實(shí)際的環(huán)境與工程本身的特點(diǎn)，調(diào)動一切有利因素，采用綜合集成的優(yōu)化組合支護(hù)體系，從安全出發(fā)最大程度地減少人力物力消耗的支護(hù)方法，這是經(jīng)驗(yàn)積累后理性的升華[1]。在土方開挖方面有墩式、盒式開挖、挖土機(jī)下坑分層、分塊、對稱、限時開挖;還有結(jié)合工程特點(diǎn)，利用各種材料與形式的支撐、預(yù)應(yīng)力及復(fù)加預(yù)應(yīng)力支撐，特別是利用地下室梁板支護(hù)的逆作法、半逆作法施工[2]。在地下水控制方面有明溝排水、各類降水技術(shù)、封堵技術(shù)等[3]，但深基坑工程變化因素多，在目前的設(shè)計施工中尚難做到完全準(zhǔn)確、合理、必須加強(qiáng)施工過程中的監(jiān)測、信息分析反饋等。在支護(hù)結(jié)構(gòu)與降水技術(shù)的時空效應(yīng)等方面還有待進(jìn)一步開發(fā)。

1 基坑工程施工

基坑工程是指建筑物或構(gòu)筑物地下部分施工時，需開挖基坑，進(jìn)行施工降水和周邊的圍擋，同時要對基坑四周的建筑、構(gòu)筑物、道路和地下管線進(jìn)行監(jiān)測和維護(hù)，確保正常、安全施工的綜合性工程。其內(nèi)容包括勘測、設(shè)計、施工、環(huán)境監(jiān)測和信息反饋等工程內(nèi)容。

基坑工程是地下建筑施工中內(nèi)容豐富而易于變化的領(lǐng)域。工程界越來越認(rèn)識到建筑基坑工程是一項風(fēng)險性工程，也是一門綜合性很強(qiáng)的新型學(xué)科，它涉及工程地質(zhì)、土力學(xué)、基礎(chǔ)工程、結(jié)構(gòu)力學(xué)、原位測試技術(shù)、施工技術(shù)、土與結(jié)構(gòu)共同作用以及環(huán)境、巖土工程等多門學(xué)科，是理論上尚待發(fā)展的綜合技術(shù)學(xué)科。基坑工程大多是臨時性的工程，工程經(jīng)費(fèi)限制很緊，而影響基坑工程因素很多，例如地質(zhì)情況、水文條件、具體工程要求、天氣變化的影響、施工順序及管理、場地周圍環(huán)境等等。基坑工程的設(shè)計與施工，既要保證整個支護(hù)結(jié)構(gòu)在施工過程中的安全，又要控制結(jié)構(gòu)及其周邊土體的變形，保證周圍環(huán)境(相鄰建筑及地下公共設(shè)施等)的安全。在安全前提下，設(shè)計要合理，又能節(jié)約造價、方便施工、縮短工期。要提高基坑工程的設(shè)計與施工水平，必須正確選擇土壓力、計算方法和設(shè)計參數(shù)，選擇合理的支護(hù)結(jié)構(gòu)體系，同時，還要有豐富的設(shè)計與施工經(jīng)驗(yàn)[3-5]。

2 基坑施工不確定因素

基坑工程面對各種各樣的地基土和復(fù)雜的環(huán)境條件進(jìn)行施工作業(yè)，存在以下一些不確定的因素：

外力的不確定性。作用在支護(hù)結(jié)構(gòu)上的外力不是一成不變的，而是隨著環(huán)境條件、施工方法和施工步驟等因素的變化而改變的。

變形的不確定性。變形控制是支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)鍵，但影響變形的因素很多，圍護(hù)結(jié)構(gòu)剛度，支撐或錨桿體系的布置和構(gòu)件的截面特性，地基土的性質(zhì)、地下水的變化，潛蝕能和管涌以及施工質(zhì)量和現(xiàn)場管理水平等均為產(chǎn)生變形的原因。

土性的不確定性。地基土的非均質(zhì)性(或?qū)?和地基土的特性不是常量，在基坑的不同部位，不同施工階段土性是變化的，地基土對支護(hù)結(jié)構(gòu)的作用或提供的抗力也隨之變化。

一些偶然因素變化所引起的不確定性。施工場地內(nèi)土壓力的分布的意外變化，事先沒有掌握的地下障礙物或地下管線的發(fā)現(xiàn)以及周圍環(huán)境的改變等等，這些事前未曾預(yù)料的因素均會影響基坑的正常施工和使用。

3 深基坑工程施工要點(diǎn)

深基坑施工包括各種支護(hù)結(jié)構(gòu)、隔滲設(shè)施、降水井及抽排水井和土方開挖的實(shí)施。深基坑工程施工應(yīng)掌握以下要點(diǎn):

深基坑工程施工前應(yīng)了解基坑周邊的地表水以及場地的地下水情況，做好坑周及坑內(nèi)的明水排放，以及坑周邊地面防水保護(hù)措施。對有可能排入或滲入基坑的地面雨水、生活用水、上下水管滲漏應(yīng)設(shè)法堵、截、排，并在土方開挖前結(jié)合路面硬化作好排水工作，尤其在老粘土分布區(qū)嚴(yán)防各種地表水滲入邊坡土體和基坑內(nèi)。

基坑工程施工前應(yīng)了解基坑周邊建 (構(gòu))筑物的基礎(chǔ)型式與埋置深度，上部結(jié)構(gòu)情況，基坑周圍地下市政管網(wǎng)的位置與走向，市政道路等周邊環(huán)境，明確需要保護(hù)的坑內(nèi)基礎(chǔ)工程，確?；邮┕ㄖ飯龅丶爸苓叚h(huán)境的使用安全。

基坑工程施工前必須編制詳盡的、切實(shí)可行的施工組織設(shè)計，對可能發(fā)生的問題要有充分的預(yù)見和周密的對策。

在降水施工過程中，必須先施工具有代表性的1-2口井進(jìn)行抽水試驗(yàn)，校核水文地質(zhì)設(shè)計參數(shù)后，方可進(jìn)行其它降水井施工。

基坑土方開挖應(yīng)分段進(jìn)行，嚴(yán)禁超深度開挖，符合基坑工程設(shè)計工況的要求。充分考慮時空效應(yīng)，合理確定土方分層開挖層數(shù)、時間限制，盡可能減少基坑臨空邊的長度和高度。分層開挖深度在軟土中一般不宜超過2m，較好土質(zhì)也不宜超過5m。對設(shè)有支護(hù)結(jié)構(gòu)和隔滲、降水系統(tǒng)的基坑，必須在支護(hù)結(jié)構(gòu)和隔滲結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計要求，降水系統(tǒng)運(yùn)用正常，滿足施工要求后，方可進(jìn)行土方開挖。

基坑工程施工過程中應(yīng)搞好各分項工程的協(xié)調(diào)管理，注意工序銜接，合理安排工期，使得支護(hù)結(jié)構(gòu)能夠按設(shè)計要求運(yùn)行。

采用內(nèi)支撐的基坑必須按“由上而下，先撐后挖”的原則施工。設(shè)置好的內(nèi)支撐受力狀況必須和設(shè)計計算的工況一致。拆除支撐應(yīng)有安全換撐措施，由下而上逐層進(jìn)行。注意拆除下層支撐時嚴(yán)禁損壞支護(hù)結(jié)構(gòu)主體、立柱和上層支撐，吊運(yùn)拆除的支撐構(gòu)件時不得碰撞支撐系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)工程。

對設(shè)計有錨桿的基坑工程，應(yīng)正確選擇錨桿成孔機(jī)械和成孔工藝，嚴(yán)格執(zhí)行CECS22:90《土層錨桿設(shè)計與施工規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定。必要時，應(yīng)按設(shè)計要求事先進(jìn)行成錨工藝及極限抗撥力試驗(yàn)，并根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果對設(shè)計進(jìn)行必要的調(diào)整。

基坑工程實(shí)施階段必須采用信息化施工，實(shí)時跟蹤監(jiān)測基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)和地下水治理系統(tǒng)的工作性狀以及周圍環(huán)境的動態(tài)變化，并及時采取有效應(yīng)變應(yīng)急措施，確保環(huán)境安全。

基坑工程施工過程中必須進(jìn)行監(jiān)測，制定切實(shí)可行的詳細(xì)的監(jiān)測方案，并通過監(jiān)測數(shù)據(jù)指導(dǎo)基坑工程的施工全過程。監(jiān)測方案的主要內(nèi)容應(yīng)包括監(jiān)測目的、監(jiān)測項目、監(jiān)測方法及精度要求，監(jiān)測設(shè)備，監(jiān)測點(diǎn)的布置，監(jiān)測周期，監(jiān)測預(yù)警值，記錄制度以及信息反饋系統(tǒng)等。

基坑工程應(yīng)按有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行，做好施工過程中各工序質(zhì)量控制及施工記錄?；庸こ舔?yàn)收按分項工程進(jìn)行，驗(yàn)收時應(yīng)提供以下資料:施工測量放線定位圖；基坑工程竣工圖；各種主要材料的合格證、復(fù)驗(yàn)報告;隱蔽工程驗(yàn)收記錄；設(shè)計變更通知；事故處理記錄；有關(guān)試驗(yàn)及質(zhì)量檢測報告；基坑工程施工的管理資料以及其它有關(guān)資料。

4 結(jié)束語

本文對當(dāng)今建筑施工技術(shù)中的三大技術(shù)難點(diǎn)與技術(shù)熱門點(diǎn)之一的深基坑技術(shù)進(jìn)行了研究。深基坑工程變化因素多，在目前的設(shè)計施工中尚難做到完全準(zhǔn)確、合理，必須加強(qiáng)施工過程中的監(jiān)測、信息分析反饋等，在支護(hù)結(jié)構(gòu)與降水技術(shù)的時空效應(yīng)等方面還有待進(jìn)一步開發(fā)。在超深超大基坑設(shè)計時，必須結(jié)合工程周邊環(huán)境情況，巖土工程地質(zhì)條件、施工其它要求等提出一個合理的保護(hù)等級，在此基礎(chǔ)上確定所采取的支護(hù)方案。結(jié)合實(shí)際情況的分段分區(qū)分時的多種支護(hù)形式結(jié)合使用的綜合治理方式，在理論上是可行的，實(shí)際應(yīng)用中成效是明顯的。

[1]徐揚(yáng)青.深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計計算[J].巖土力學(xué)，1997 18(2):23-27.

[2]劉建航，候?qū)W淵.基坑工程手冊[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社.1997.

[3]王雪峰，吳世明.基樁動測技術(shù)[M].北京:科學(xué)出版社.2001.

[4]Ai-Xun Wang,Wei-Lian Qu;Design and Construction of Shoring of Specially Large and Deep Foundation Pit.Proceedings of the Second China-Japan Geo-technical Symposium,Shanghai,China,Oct.15-16,2005,521-524.

[5]Nakai,T.and Matsuoka,H.A Generalized Elasto-astic Constitute Method for Clay in Three-Dimensional Stresses,Soil and Foundations,Vo1.26,No.3,1986,81-98.