試論深基坑邊坡支護(hù)工程的特點(diǎn)及其支護(hù)結(jié)構(gòu)選擇

尹東柱

（伊犁華鼎建設(shè)有限責(zé)任公司 新疆 伊寧 835000）

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和城市化進(jìn)程的加快， 超大規(guī)模的小高層、高層建筑不斷涌現(xiàn)。 為滿足結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)基本要求，基礎(chǔ)本身應(yīng)有一定的埋置深度；同時(shí)，為滿足充分利用地下空間，建造地下車庫、商場(chǎng)、倉庫和人防設(shè)施等功能的要求，高層、小高層建筑的基礎(chǔ)埋置深度不斷增大。 從發(fā)展趨勢(shì)來看，高層建筑越來越高，基礎(chǔ)越埋越深，無疑將會(huì)對(duì)深基坑安全施工提出越來越嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。 基坑邊坡支護(hù)不僅要保證在基坑內(nèi)操作的人員能正常、安全地作業(yè)，而且要防止基底及坑外土體移動(dòng)，保證基坑附近建筑物、管線及道路的正常運(yùn)行。 因此，施工企業(yè)迫切需要解決的問題是：如何以較低的經(jīng)濟(jì)代價(jià)，在較短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)深基坑土方開挖的安全施工；加快深基坑邊坡支護(hù)技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用，為大規(guī)模地下工程施工提供新的技術(shù)和安全保障。

1）深基坑邊坡支護(hù)工程的特點(diǎn)。 基坑工程主要包括基坑邊坡支護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與施工和土方開挖兩大內(nèi)容，這是一項(xiàng)技術(shù)要求很高的綜合性工程，它既要求巖土工程師全面而準(zhǔn)確地提供工程地質(zhì)和水文資料，又要求土建結(jié)構(gòu)工程師與巖土工程師密切配合，嚴(yán)格按照結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙和地勘資料的要求安全地完成基坑邊坡支護(hù)和土方開挖等操作。 一般來說，深基坑邊坡支護(hù)工程有如下幾個(gè)特點(diǎn)：

（1）由于主體結(jié)構(gòu)日漸趨向高層化，與之相適應(yīng)的基坑工程隨之向大深度、大跨度和大面積方向發(fā)展，無疑將會(huì)對(duì)深基坑邊坡支護(hù)工程的施工安全帶來較大的難度。

（2）深基坑工程施工周期相對(duì)較長(zhǎng)，從土方開挖（有的還需要換土碾壓）到正負(fù)零以下的所有分部分項(xiàng)隱蔽工程施工和驗(yàn)收，通常需經(jīng)歷數(shù)月，在此期間，降雨、基坑周邊堆土堆料、施工機(jī)械振動(dòng)等不利因素侵?jǐn)_，影響基坑邊坡穩(wěn)定。

（3）深基坑工程大多鄰近重要市政設(shè)施或其他建（構(gòu)）筑物，場(chǎng)地狹窄對(duì)基坑本身的邊坡穩(wěn)定和鄰近建（構(gòu)）筑物及地下管線的位移控制要求很嚴(yán)；如果相鄰場(chǎng)地也有深基坑工程施工，則兩者之間相互影響與相互制約，更增添了協(xié)調(diào)工作的難度。

（4）深基坑工程具有較強(qiáng)的地域特點(diǎn)，不同的地域有不同的地質(zhì)、水文條件，就是同一城市，區(qū)段不同，水文、地質(zhì)條件也有較大差異。 因此，在作深基坑邊坡支護(hù)工程設(shè)計(jì)和施工時(shí)， 務(wù)必根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)、 水文條件和擬建工程周邊建（構(gòu)）筑物及地下管線等具體情況，認(rèn)真、細(xì)致地確定其支護(hù)形式，并精心施工之。

（5）由于深基坑工程包括基坑邊坡支護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和施工以及土方開挖兩大分項(xiàng)工程，土方開挖的施工組織設(shè)計(jì)是否科學(xué)、合理，將會(huì)對(duì)支護(hù)系統(tǒng)是否成功產(chǎn)生重要影響。 不少工程案例表明：不合理的土方開挖順序、方法和速度，可能會(huì)導(dǎo)致主體結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)位移或支護(hù)系統(tǒng)變形過大，最終引起支護(hù)系統(tǒng)失穩(wěn)破壞。

2）深基坑邊坡支護(hù)工程施工存在問題。 為確保高層、小高層建筑底層結(jié)構(gòu)的堅(jiān)固和穩(wěn)定，因此，深基坑邊坡支護(hù)工程的施工就顯得非常重要了。 盡管深基坑邊坡支護(hù)工程在我國已實(shí)施許多年了，但在實(shí)際工程實(shí)踐中仍有以下這些問題尚未得到妥善解決。

（1）嚴(yán)格按設(shè)計(jì)圖紙施工的問題。 照理說，按圖施工不應(yīng)成為什么問題，因?yàn)樵O(shè)計(jì)圖紙是任何工程項(xiàng)目在施工階段的技術(shù)性指導(dǎo)文件，深基坑邊坡支護(hù)工程也不例外，施工人員只有嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙的技術(shù)要求去施工，才能保證深基坑工程的整體質(zhì)量。 但在深基坑工程施工現(xiàn)場(chǎng)常常發(fā)生由于施工人員對(duì)于深基坑邊坡支護(hù)設(shè)計(jì)方案未作深入了解而草率施工的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了基坑工程的施工質(zhì)量和安全。

（2）施工順序問題。 任何一項(xiàng)建設(shè)項(xiàng)目都應(yīng)通過詳細(xì)的施工組織設(shè)計(jì)，對(duì)每個(gè)分部、分項(xiàng)工程，每個(gè)環(huán)節(jié)的工藝流程作出詳細(xì)安排并遵照?qǐng)?zhí)行。 有的施工單位在深基坑土方開挖前未按施工組織設(shè)計(jì)和深基坑邊坡支護(hù)工程設(shè)計(jì)要求對(duì)基坑進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)量放線，使基坑的邊界線、深度等均未達(dá)到設(shè)計(jì)圖紙要求就匆忙開始支設(shè)基坑支護(hù)構(gòu)架， 導(dǎo)致返工重做，反而影響了深基坑土方開挖計(jì)劃時(shí)間，耽誤了工期。

（3）深基坑邊坡問題。 深基坑土方開挖必須按照相關(guān)邊坡放坡規(guī)定，根據(jù)擬建地點(diǎn)的土質(zhì)情況、有無流砂層和地下水等情況確定其放坡的準(zhǔn)確坡度；但在實(shí)際施工中常會(huì)發(fā)生由于施工管理人員監(jiān)管不到位、挖土機(jī)手操作不當(dāng)或單純?yōu)榱藴p少土方工程量而不按規(guī)定放坡、坡度不足或開挖后坡面平整度、垂直度不達(dá)標(biāo)以及超挖、欠挖等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響到基礎(chǔ)工程的施工質(zhì)量和安全。

（4）制訂應(yīng)急預(yù)案問題。 在正常情況下，現(xiàn)場(chǎng)施工人員只需按設(shè)計(jì)圖紙和基坑邊坡支護(hù)專項(xiàng)設(shè)計(jì)方案認(rèn)真施工即可順利完成深基坑內(nèi)基礎(chǔ)工程的全部分項(xiàng)工程內(nèi)容；但當(dāng)在深基坑施工期間遭遇局部土層結(jié)構(gòu)沉降、坍塌，坑壁局部開裂，特別是雨季施工時(shí)土層嚴(yán)重受損等情況，如果沒有提前制訂好的、針對(duì)不同突發(fā)事件的應(yīng)急預(yù)案，現(xiàn)場(chǎng)管理人員在慌亂之后會(huì)束手無策，使原本不太嚴(yán)重的事故發(fā)展成較大面積塌方，甚至釀成多人傷亡事故。 因此，施工管理人員務(wù)必在深基坑工程施工前，根據(jù)結(jié)構(gòu)類型、基礎(chǔ)埋深、基坑四周及基底土質(zhì)情況以及氣象、水文等因素，對(duì)可能會(huì)發(fā)生的種種突發(fā)現(xiàn)象給予充分考慮，并制訂出相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案。

3）深基坑邊坡支護(hù)結(jié)構(gòu)的選擇。 怎樣才能做到既安全、經(jīng)濟(jì)又按期、保質(zhì)地進(jìn)行深基坑工程施工，其關(guān)鍵是要選擇好科學(xué)、合理的基坑邊坡支護(hù)結(jié)構(gòu)形式并制訂和實(shí)施好一個(gè)最佳基坑邊坡支護(hù)方案。

（1）重力式支護(hù)結(jié)構(gòu)。 重力式支護(hù)結(jié)構(gòu)是指深層攪拌水泥土樁擋墻和旋噴樁帷幕墻，其中深層攪拌水泥土樁擋墻擋水效果良好，但剛度和抗彎能力較小，適用于深度不大的基坑邊坡支護(hù)，而旋噴樁帷幕墻的作用與深層攪拌水泥土樁擋墻類似，但工藝有所區(qū)別，均可按重力式擋土墻的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行計(jì)算和配筋。

（2）非重力式支護(hù)結(jié)構(gòu)。 （a）鋼板樁：優(yōu)點(diǎn)是在軟土地基地區(qū)打設(shè)此類樁方便，具有一定的擋水能力，施工快捷，打設(shè)后即可基坑開挖，其缺點(diǎn)是柔性較大，打樁作業(yè)時(shí)對(duì)相鄰?fù)馏w擾動(dòng)較大。 （b）鋼筋混凝土板樁：優(yōu)點(diǎn)是施工方便，企口截面樁有一定擋水作用，缺點(diǎn)是打設(shè)時(shí)對(duì)地基的振動(dòng)及噪聲較大，不宜在夜間施工。 （c）鉆孔灌注樁擋墻：優(yōu)點(diǎn)是剛度較大、抗彎能力強(qiáng)，缺點(diǎn)是對(duì)以后的地下工程施工造成障礙，而且，樁間縫隙對(duì)擋水不利。 （d）H 型鋼支柱（鋼筋混凝土樁支柱）加木擋板支護(hù)墻；優(yōu)點(diǎn)是使用后拔出，可重復(fù)使用，但一次性投入資金較大。 （e）地下鋼筋混凝土連續(xù)墻支護(hù)結(jié)構(gòu)：優(yōu)點(diǎn)是剛度大、抗彎能力強(qiáng)、擋水效果好，缺點(diǎn)是一次性投資大，但可將它設(shè)計(jì)成高層建（構(gòu)）筑的地下室承重外墻形式，既是深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，又是主體建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的組成部分。

此外，深基坑邊坡支護(hù)最簡(jiǎn)單有效的常用做法是樁錨支護(hù)系統(tǒng)，就是用灌注樁作為擋土樁，樁間距根據(jù)基坑深度、邊坡土質(zhì)等由計(jì)算確定并進(jìn)行配筋，用土層錨桿為灌注樁提供水平拉力，計(jì)算體系可采用等值梁法對(duì)灌注樁和土層錨桿進(jìn)行抗彎和抗拉計(jì)算。

4）深基坑邊坡支護(hù)工程的安全管理措施。

（1）深基坑某一側(cè)應(yīng)先挖好供操作人員上下的階梯，或者開挖一條斜坡狀便道， 并采取防滑措施， 基坑四周設(shè)防護(hù)欄桿。

（2）如果采用多臺(tái)機(jī)械同時(shí)開挖基坑，挖土機(jī)間距應(yīng)大于10m，在挖土機(jī)工作范圍內(nèi)嚴(yán)禁進(jìn)行其他作業(yè)；挖土應(yīng)自上而下逐層進(jìn)行，嚴(yán)禁先挖坡腳或逆坡挖土。

（3）吊運(yùn)土方時(shí)應(yīng)先檢查起吊工具、繩索、吊斗等是否牢固、可靠；吊斗下嚴(yán)禁站人。

（4）為防坑壁塌方，重物距邊坡的安全距離為：自卸汽車不小于3m，土方堆放不小于1m，且堆土高度不超過1.5m。

（5）挖土前應(yīng)事先對(duì)地下管線、溝道和土質(zhì)情況了解清楚，并標(biāo)注在基坑平面圖上，及時(shí)與相關(guān)部門溝通并征得他們的處理意見。