基坑支護工程中常見問題分析

黃華實（湖南省鴻騰建設(shè)工程有限公司，湖南 永州 425006）

隨著建設(shè)的發(fā)展，當前城市狀況呈現(xiàn)地窄人稠、地價高漲，向空中和地下發(fā)展是個總體趨勢。近年來，高層建筑的不斷增加和地下空間的開發(fā)利用，產(chǎn)生了大量的深基坑工程。 深基坑支護工程是一個復雜的系統(tǒng)工程，因其影響因素較多，故其支護方案也具有多屬性，支護方案的決策受到技術(shù)安全可靠、經(jīng)濟合理性、施工便利并保證工期、環(huán)境保護等諸多因素的影響。基坑工程的研究無論在理論上還是在實踐上還不很成熟，因此對其常見問題的研究是十分必要的。

1 基坑施工的注意事項

1.1 堅持分層分段開挖與支護的原則

一般情況下，邊坡破壞有一個從局部開始，逐漸擴大的過程。 首先產(chǎn)生局部破壞的部位為突破點。 當某部位土體應(yīng)力達到或超過其強度時，突破點開始破壞，并引起周圍土體力學性質(zhì)的變化和臨近部位應(yīng)力的升值，使破壞面擴大。 隨著城市高層建筑的發(fā)展，使基坑深度日益增大，邊坡也越來越陡立(一般在80-90°)。

分層分段開挖并支護有利于邊坡能量的釋放。前期開挖層段的能量有一部分通過錨體傳到上層較深部位，有一部分受已施工面板影響留在坡面淺層部位。 當下一層段開挖后，就被后期開挖段吸收并釋放。 因此，分層分段開挖并支護的施工過程也是一個能量釋放的過程，最后總的開挖能量留在坡面的較少，這對整個坡面的穩(wěn)定是有利的。 邊坡層段開挖的大小應(yīng)作為設(shè)計的重要內(nèi)容，在分析土體力學性能、地下水和邊坡附加荷載分布的基礎(chǔ)上預(yù)測突破點可能產(chǎn)生的部位，這是劃分層段的重要依據(jù)。 據(jù)此繪出每一坡面的層段開挖圖，作為施工依據(jù)，并在施工中根據(jù)具體情況進行調(diào)整。

1.2 信息反饋是基坑施工的重要組成部分

所謂施工過程中的信息反饋基本上指兩方面:一方面是指坡面開挖過程中對暴露出來的地質(zhì)構(gòu)造、地下水分布的變化及未知地下建筑物的信息反饋;另一方面是指施工過程中對邊坡位移及應(yīng)力監(jiān)測的信息反饋。 其中，施工中發(fā)生側(cè)移有以下原因:

(1)土力學的模糊性:土的層面結(jié)構(gòu)多變，影響因素多，物理力學性能分散性大。 其結(jié)構(gòu)計算原理及各種參數(shù)取值有較大的模糊性，不可能一次計算到位。

(2)外力作用下的變形。

(3)施工階段的不穩(wěn)定性。

2 基坑支護工程中常見問題

深基坑工程支護施工過程中常常存在的問題主要有以下幾種:

2.1 土層開挖和邊坡支護不配套

常見支護施工滯后于土方施工很長一段時間，而不得不采取二次回填或搭設(shè)架子來完成支護施工，一般來說，土方開挖技術(shù)含量相對較低，工序簡單，組織管理容易。而擋土支護的技術(shù)含量高，工序較多且復雜，施工組織和管理都較土方開挖復雜。所以在施工過程中，大型工程均是由專業(yè)施工隊來分別完成土方開挖和擋土支護工作，而且絕大部分都是兩個平行的合同。這樣在施工過程中協(xié)調(diào)管理的難度大，土方施工單位搶進度，搶工期，開挖順序較亂，特別是雨期施工，甚至不顧擋土支護施工所需工作面，留給支護施工的操作面幾乎無法操作，時間上也無法完成支護工作，以致使支護施工滯后于土方施工，導致支護施工無操作平臺完成鉆孔、注漿、布網(wǎng)和噴射混凝土等工作，而不得不用土方回填或搭設(shè)架子來設(shè)置操作平臺來完成施工。這樣不但難于保證進度，也難于保證工程質(zhì)量，甚至發(fā)生安全事故，留下質(zhì)量隱患。

2.2 邊坡修理達不到設(shè)計、規(guī)范要求

邊坡常存在超挖和欠挖現(xiàn)象，一般深基礎(chǔ)在開挖時均使用機械開挖、人工簡單修坡后即開始擋上支護的鹼初噴工序。 而在實際開挖時，由于施工管理人員不到位，技術(shù)交底不充分，分層分段開挖高度不一，挖土機械操作手的操作水平等因素的影響，使機械開挖后的邊坡表面平整度、順直度極不規(guī)則，而人工修理時不可能深度挖掘，只能就機挖表面作平整度修整，在沒有嚴格檢查驗收就開始初噴，故出現(xiàn)擋土支付后出現(xiàn)超挖和欠挖現(xiàn)象。

2.3 成孔注漿不到位、土釘或錨桿受力達不到設(shè)計要求

深基坑支護所用土釘或錨桿鉆孔直徑一般為100～150mm的鉆桿成孔，孔深少則五、六米，深則十幾米，甚至二十多米，鉆孔所穿過的土層質(zhì)量也各不相同，鉆孔如果不認真研究土體情況，往往造成出渣不盡，殘渣沉積而影響注漿，有的甚至成孔困難、孔洞坍塌，無法插筋和注漿。再者注漿時配料隨意性大、注漿管插不到位、注漿壓力不夠等而造成注漿長度不足、充盈度不夠，而使土釘或錨桿的抗拔力達不到設(shè)計要求，影響工程質(zhì)量，甚至要做再次處理。

2.4 噴射混凝土厚度不夠,強度達不到設(shè)計要求

目前建筑工程基坑支護噴射混凝土常用的是干拌法噴射混凝土設(shè)備，其主要特點是設(shè)備簡單、體積小，輸送距離長，速凝劑可在進入噴射機前加入，操作方便，可連續(xù)噴射施工。雖然干噴法設(shè)備操作簡單方便，但由于操作手的水平不同，操作方法和檢查控制等手段不全，混凝土回彈嚴重，再加上原材料質(zhì)量控制不嚴、配料不準、養(yǎng)護不到位等因素，往往造成噴后混凝土的厚度不夠、混凝土強度達不到設(shè)計要求。

2.5 施工過程與設(shè)計的差異太大

深層攪拌樁的水泥摻量常常不足，影響水泥土的支護強度。同樣做法的支護，發(fā)生水泥土裂縫，有時不是在受力最大的地段，檢查下來，往往是強度不足，地面施工堆載在局部位置往往要大大高于設(shè)計允許荷載。施工質(zhì)量與偷工減料的現(xiàn)象也并不少見。 基坑挖土是支護受力與變形顯著增加的過程，設(shè)計中常常對挖土程序有所要求來減少支護變形，并進行圖紙交底，而實際施工中往往不管這些框框搶進度，圖局部效益。

2.6 設(shè)計與實際情況差異較大

深基坑支護由于其土壓力與傳統(tǒng)理論的擋土墻土壓力有所不同，在目前沒有完善的土壓力理論指導下，通常仍沿用傳統(tǒng)理論計算，因此有誤差是正常的，許多學者對此進行了大量的研究，在傳統(tǒng)理論土壓力計算的基礎(chǔ)上結(jié)合必要的經(jīng)驗修正可以達到實用要求。問題是對這樣一個極為復雜的課題，脫離實際工程情況，往往會造成過量變形的后果。 必須根據(jù)實際地面可能發(fā)生的荷載，包括建筑堆載、載重汽車、臨時設(shè)施和附近住宅建筑等的影響，比較正確地估計支護結(jié)構(gòu)上的側(cè)壓力。

2.7 工程監(jiān)理不到位

按規(guī)定高層建筑、重大市政工程等的深基坑是必須實行工程監(jiān)理的，大多數(shù)事故工程都沒有按規(guī)定實施工程監(jiān)理，或者雖有監(jiān)理而工作不到位，只管場內(nèi)工程，不管場外影響，實行包括設(shè)計在內(nèi)的全過程監(jiān)理就更少?？陀^地說深基坑工程監(jiān)理要求監(jiān)理人員具有較高業(yè)務(wù)水平，在我國現(xiàn)階段主要就只是監(jiān)控支護結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量、工期、進度，而對于設(shè)計監(jiān)理與對擬建建筑周邊環(huán)境的監(jiān)控尚有一定差距，急待完善與提高。

2.8 施工監(jiān)測不重視

主要是建設(shè)單位為省錢不要求施工監(jiān)測，或者雖設(shè)置一些測點，數(shù)據(jù)不足，忽視坑邊建筑的檢測，或者不重視監(jiān)測數(shù)據(jù)，形同虛設(shè)。 支護設(shè)計中沒有監(jiān)測方案，結(jié)果發(fā)生情況不能及時警報，事故發(fā)生后也不易分析原因，不利于事故的早期處理，省了小錢花大錢。

3 基坑支護結(jié)構(gòu)的革新

3.1 從結(jié)構(gòu)受力改變結(jié)構(gòu)形式

閉合拱圈擋土、連拱式基坑支護，都是將平面結(jié)構(gòu)改變?yōu)榭臻g支護結(jié)構(gòu)，利用拱的作用，一方面減小土對樁的側(cè)向壓力，另一方面將結(jié)構(gòu)受彎變?yōu)楣叭κ軌?，充分發(fā)揮混凝土的受壓特性，降低了工程費用。

3.2 從施工方法上改變

樁墻合一地下室逆作法，是將基坑支護樁和地下室墻合在一起，將地下室的梁板作為支護，從地下室頂往下施工，地下室外墻也施工。 它的優(yōu)點是節(jié)約投資在地下水豐富、不易降低水位地區(qū)，尚須作防水帷幕。

3.3 發(fā)展新的支護方法

近年來，噴錨網(wǎng)支護法、錨釘墻法在工程中得到應(yīng)用，并顯示了顯著的經(jīng)濟效益。它不要一根樁、一塊板、一根管、一根撐，完全拋棄了傳統(tǒng)法及其被動支護概念，以盡可能保持、顯著提高、最大限度地利用基坑邊壁土體固有力學強度，變上體荷載為支護結(jié)構(gòu)體系的一部分。 它主動支護土體，并與土體共同工作，具有施工簡便、快速、及時、機動、靈活、適用性強、隨挖隨支、挖完支完、安全經(jīng)濟等特點。其工期一般比傳統(tǒng)法短30～60 天以上，工程造價低10%～30%。 支護最大垂直坑深18m，建筑淤泥基坑深達10m。

3.4 探討基坑護壁搶險技術(shù)

如前所述，基坑工程的破壞率較高。因此，配合施工過程的監(jiān)測與信息反饋技術(shù)，進行基坑護壁搶險技術(shù)的探討非常必要。目前，發(fā)現(xiàn)基坑護壁失效，采用的方法是停止開挖或回填土方等，收效甚微。因此在支護設(shè)計或確定施工方案時，必須考慮基坑護壁的搶險措施。如基坑護壁帷幕漏水化學灌漿搶險技術(shù)，具有簡單、經(jīng)濟、快速和有效的特點，是目前基坑漏水涌砂最好的搶險補救方法。

[1]張在明.地下水與建筑基礎(chǔ)工程.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2001.

[2]高大釗主編.深基坑工程[M].北京:機械工業(yè)出版社，1999.

[3]崔江余，梁仁旺.建筑基坑工程設(shè)計計算與施工[M].北京:中國建材工業(yè)出版社，1999.

[4]趙花麗，傅少君.深基坑工程的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].孝感學院學報，2005.