深基坑工程存在的問題分析

鄒小明 楊仁文

在施工中,深基坑工程是一個危險性較大的分部工程,它包括：土方開挖、降水排水、基坑支護、止水帷幕、臨邊防護等工作內(nèi)容,且在深基坑施工過程中受水文地質(zhì)、周邊環(huán)境、氣候條件等制約因素影響較大[1],很容易發(fā)生安全事故,因此,為了避免危險發(fā)生,需要了解和掌握一切不利因素,重視易誘發(fā)安全事故的因素,制定出切實可行、安全、合理,兼顧經(jīng)濟與便利的方法。

1 基坑設(shè)計中應(yīng)注意的問題

1)鋼板樁的施工可能會引起相鄰地基的變形和產(chǎn)生噪聲振動,對周圍環(huán)境影響很大[2],因此在設(shè)計中要考慮該方法對人口密集、建筑密度大的地區(qū)的影響。同時,還要注意施工結(jié)束后鋼板樁拔出時對周圍地基土和地表土的影響。

2)土釘墻只適用于地下水位以上的粉土、黏性土與無黏性土,不能用于淤泥質(zhì)土、飽和軟土。對基坑周圍環(huán)境安全等級要求高,對土坡變形有嚴(yán)格控制要求,以及基坑周圍上下水道有漏水可能的,不宜采用土釘墻方法支護。

3)當(dāng)基坑周圍場地狹小,基坑開挖深度較大,如超過6 m,或基坑緊鄰已建成建筑物、交通干道、重要管線,通常均選用支撐或錨桿排樁、連續(xù)墻結(jié)構(gòu)支護。在軟土地區(qū)及基坑四周無地下空間設(shè)置錨桿,不宜采用錨桿式排樁或連續(xù)墻結(jié)構(gòu)對基坑進行支護。

4)當(dāng)基坑周圍不具備放坡條件及設(shè)置水泥土擋墻時,且周圍無重要建筑物及管線、開挖深度不大,可以采用懸臂樁或連續(xù)墻結(jié)構(gòu)支護。當(dāng)變形較大可設(shè)置雙排樁;對土體水平位移控制嚴(yán)格時,不宜選用此種結(jié)構(gòu)支護。

2 基坑施工中應(yīng)注意的問題

1)施工前應(yīng)對工程的地質(zhì)勘察報告認(rèn)真分析研究,根據(jù)挖土深度范圍內(nèi)不同土質(zhì)的物理性能和地下水位情況(特別是豐水期的水位情況),選擇相應(yīng)的土方開挖、支護結(jié)構(gòu)及降水方案。根據(jù)所制定的施工方案,對全體施工人員作詳細(xì)的安全與技術(shù)交底工作。

2)基坑開挖前,通過降水提高坑內(nèi)土體的水平抗力,減少基坑的變形量。施工降水不宜過快,降水過程中應(yīng)加強周邊建筑物、地下管線和地表沉降的監(jiān)測,同時在坑外地面設(shè)回灌井,必要時應(yīng)采取回灌措施,確保周邊建筑物安全[3]。在基坑開挖施工中,發(fā)現(xiàn)監(jiān)控數(shù)據(jù)接近或超過警戒值時,應(yīng)立即分析原因,準(zhǔn)確地找出施工過程中存在的問題及時調(diào)整施工步驟,采取相應(yīng)的對策,便能有效控制基坑變形,確保基坑安全。

3)為防止邊坡失穩(wěn),施工前先清除基坑邊堆土等荷載,防止由于荷載過大引起基坑坍塌等事故的發(fā)生。

4)基坑開挖分層進行,從上到下逐層進行開挖,嚴(yán)禁超挖和掏底開挖,同時開挖過程要與支撐架設(shè)同步施工。開挖段的長度必須根據(jù)基坑深度和坡度合理確定,不宜過長。當(dāng)基坑挖至設(shè)計標(biāo)高后,必須馬上澆筑墊層混凝土,進一步減小基坑變形值。底板混凝土必須在5 d～7 d內(nèi)完成,相應(yīng)結(jié)構(gòu)層施工及時跟上,以建立永久的受力平衡體系,從根本上控制住基坑變形[3]。

5)在采用拱圈墻方案時,拱墻本身可采用水平分縫及垂直分縫的逆作拱墻方法施工,拱腳穩(wěn)定性很重要,設(shè)計施工應(yīng)予重視,挖土?xí)r應(yīng)維持拱圈荷載對稱,受力均衡。

3 基坑工程尚未完全解決的問題

1)由于開挖深度、周邊環(huán)境、地層性質(zhì)等多因素的影響,基坑支護方案會根據(jù)所選物理力學(xué)參數(shù)的不同而選擇不當(dāng)。

2)基坑支護的內(nèi)力和變形的精確計算是一個比較復(fù)雜的問題,其計算模型需要考慮圍護結(jié)構(gòu)、支撐體系和土三者的共同作用,但是,目前將其簡化為平面問題,難以準(zhǔn)確反映空間效應(yīng)。

3)在軟土地區(qū),淤泥、淤泥質(zhì)土等具有蠕變特性,圍護結(jié)構(gòu)會隨著無支撐時間的延長而逐漸增大變形,即所謂的“時間效應(yīng)”,目前時間效應(yīng)尚未精確考慮到理論計算中。

4)由于受到多種未知因素(如暴雨等自然災(zāi)害)的影響,深基坑土體的變形和位移無法精確計算。

5)當(dāng)基坑平面尺寸較大,支撐體系較復(fù)雜時,由氣溫變化引起的溫度應(yīng)力和收縮應(yīng)力會使支撐桿件內(nèi)力增加,但在圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計時該理論只加以概略估算。

6)在建筑物密集地區(qū)設(shè)計深基坑的支護結(jié)構(gòu),多以變形控制,但在設(shè)計時如何控制周圍地面沉降尚有一定難度,這是由于計算方面尚難以提供精確值。

4 結(jié)語

為了保證基坑安全開挖,需要根據(jù)基坑開挖深度、基坑周圍環(huán)境、場地工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件,以及施工季節(jié)和技術(shù)設(shè)備條件等多方面因素綜合確定基坑支護方案。同時,利用土體在基坑開挖過程中位移的變化規(guī)律,對基坑開挖作動態(tài)管理,采用監(jiān)控量測手段實行信息化施工,確?；幼冃瘟吭谠O(shè)計允許之內(nèi)[3]。

[1] 黎錦周.深基坑工程施工中存在的問題及技術(shù)處理措施[J].施工技術(shù),2008(8)：61-62.

[2] 夏勝先,王云飛,夏樹威.深基坑支護技術(shù)現(xiàn)狀及展望[J].山西建筑,2008,34(26)：115-117.

[3] 張欽使.某深基坑工程支護施工技術(shù)應(yīng)用[J].建筑安全,2008(10)：53-54.

[4] 朱新勇,周石喜.軟土基坑開挖與支護施工技術(shù)[J].山西建筑,2008,34(4)：151-152.