淺析建筑工程基坑支護施工技術(shù)

劉海斌

（河南五建建設(shè)集團有限公司，河南 鄭州 450000）

1 概述

近幾年隨著高層建筑的不斷興起和發(fā)展，建筑工程深基坑技術(shù)得到了很大的發(fā)展，各個地區(qū)在開挖深基坑以及支護技術(shù)方面也積累了許多寶貴的施工經(jīng)驗，促使深基坑領(lǐng)域不斷地涌現(xiàn)出新的施工技術(shù)以及施工工藝。然而目前我國城市建筑中間距離比較小，一些基坑和現(xiàn)有的建筑之間距離十幾米，一些更是幾米之間，所以深基坑基礎(chǔ)工程施工的難度很大，而且會給工程的正常施工帶來很大的問題。如果深基坑施工人員未能按照施工規(guī)范進行施工，就會極大的威脅到周圍的環(huán)境，與此同時也會造成工期延誤和施工費用的增加。除此之外深基坑支護結(jié)構(gòu)的施工理念以及施工原則等多方面的數(shù)據(jù)和方案都要及時的更新，要符合當前建筑工程的實際需求，以免引發(fā)安全事故，給施工單位帶來巨大的損失。也就是說深基坑支護的施工單位和技術(shù)人員要高度重視深基坑支護的施工，確保其施工質(zhì)量。

2 深基坑施工技術(shù)

深基坑支護是指為保證地下結(jié)構(gòu)施工及基坑周邊環(huán)境的安全，對深基坑側(cè)壁及周邊環(huán)境采用的支檔、加固與保護的措施。根據(jù)目前的形勢，深基坑工程施工事故頻發(fā)，而且事故一旦發(fā)生，極易造成群死群傷，后果相當嚴重，究其原因，主要是施工方案及施工過程中各種安全預(yù)控措施不到位。根據(jù)國家有關(guān)規(guī)定要求，深基坑工程必須按照施工規(guī)范進行施工，且要明確深基坑工程的技術(shù)要求和施工現(xiàn)場的檢查要點。

（1）深基坑圍護必須根據(jù)設(shè)計要求、深度及現(xiàn)場環(huán)境工程進度來確定施工方案，制定好后報總工程師審批，確定施工方案符合規(guī)范及法律法規(guī)才能開展施工。（2）深基坑施工必須解決地下水位，一般采用經(jīng)型井點抽水，使地下水位降到基坑底1.0米以下，須有專人負責(zé)24小時，值班抽水，并應(yīng)做好抽水記錄，當采取明溝排水時，施工期間不得間斷排水，當構(gòu)筑物未具備抗浮條件時，嚴禁停止排水。（3）深基坑土方開挖時，多臺挖土機之間間距應(yīng)大于10m，挖土由上而下，逐層進行，不得深挖。（4）深基坑上下應(yīng)挖好階梯或支撐靠梯，禁止踩踏支撐上下作業(yè)，坑四周應(yīng)設(shè)置安全欄桿。（5）人工吊運土方時應(yīng)檢查起吊工具，工具是否牢靠，吊斗下面不得站人。（6）在深基坑邊上側(cè)堆放材料及移動施工機械時，應(yīng)與挖土邊緣保持一定距離，當質(zhì)良好時，應(yīng)離開0.8米以外，高度不得超過1.5米。（7）雨季施工，坑四周地面水必須設(shè)排水措施，防止雨水及地面水流入深基坑，雨季開挖土方應(yīng)在基坑標高以上留15-30cm泥土，待天晴后再開挖。（8）深基坑回填土要四周對稱回填，不能一邊填滿后延伸，并做好分層夯實。（9）深基坑施工中，現(xiàn)場工程技術(shù)人員要堅持跟班作業(yè)，及時解決施工中出現(xiàn)的安全、質(zhì)量問題，確保每道工序在安全保證的前提下才能抓質(zhì)量、進度。（10）對深基坑施工中的關(guān)鍵部位，必須嚴格控制，前道工序未驗收簽證，后道工序絕不允許施工。（11）對深基坑施工中的危險源部位要有預(yù)見性及防止措施方案。（12）基坑三大要點風(fēng)險控制要按照施工文件以及法律法規(guī)認真執(zhí)行。

3 深基坑支護施工中存在的問題

3.1 數(shù)據(jù)選擇不合理

深基坑支護結(jié)構(gòu)施工當中由于土體選擇的物理力學(xué)參數(shù)不合理會直接影響其施工質(zhì)量。一般情況下深基坑支護結(jié)構(gòu)能夠承受的土壓力大小不一樣，加之建筑工程項目所處的位置地質(zhì)比較復(fù)雜，若想把土壓力計算到精確數(shù)值是很不容易的，施工人員經(jīng)常會采用兩種方式進行計算：第一，庫倫公式；第二，朗肯公式。土體物理參數(shù)的選擇是一個比較繁雜的問題，特別是深基坑開挖完畢后，針對三個可變值（即深基坑支護的含水率、內(nèi)部摩擦角以及凝聚力）要多測量幾次，以期能夠準確計算真實的支護結(jié)構(gòu)的承受力。

3.2 基坑土體的取樣具有不完全性

一般在深基坑開挖區(qū)域內(nèi)，按國家規(guī)范的要求進行鉆探取樣。為減少勘探的工作量和降低工程造價，不可能鉆孔過多。因此，所取得的土樣具有一定的隨機性和不完全性。但是，地質(zhì)構(gòu)造是極其復(fù)雜、多變的、取得的土樣不可能全面反映土層的真實性。因此，支護結(jié)構(gòu)的設(shè)計也就不一定完全符合實際的地質(zhì)情況。

3.3 基坑開挖存在的空間效應(yīng)考慮不周

深基坑開挖中大量的實測資料表明：基坑周邊向基坑內(nèi)發(fā)生的水平位移是中間大兩邊小。深基坑邊坡的失穩(wěn)，常常以長邊的居中位置發(fā)生。所以，在未進行空間問題處理前而按平面應(yīng)變假設(shè)設(shè)計時，支護結(jié)構(gòu)要適當進行調(diào)整，以適應(yīng)開挖空間效應(yīng)的要求。

3.4 支護結(jié)構(gòu)設(shè)計計算與實際受力不符

目前，深基坑支護結(jié)構(gòu)的設(shè)計計算仍基于極限平衡理論，但支護結(jié)構(gòu)的實際受力并不那么簡單。極限平衡理論是深基坑支護結(jié)構(gòu)的一種靜態(tài)設(shè)計，而實際上開挖后的土體是一種動態(tài)平衡狀態(tài)，也是一個土體逐漸松弛的過程，隨著時間的增長，土體強度逐漸下降，并產(chǎn)生一定的變形。所以，在設(shè)計中必須充分考慮到這一點。

4 深基坑施工存在問題的解決措施

4.1 創(chuàng)新設(shè)計理念

施工人員要徹底轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)落后的設(shè)計理念，不斷地創(chuàng)新和引進新的深基坑支護結(jié)構(gòu)理念；與此同時在施工過程中要收集一些有用的施工技術(shù)數(shù)據(jù)，熟悉并掌握巖土變化支護結(jié)構(gòu)所能夠承受的力變化的規(guī)律，從而為深基坑支護結(jié)構(gòu)施工新理論以及新技術(shù)建立奠定良好的基礎(chǔ)。然而當前建筑市場仍然不存在精確地計算深基坑支護結(jié)構(gòu)數(shù)值的辦法，很多設(shè)計與工藝仍然在摸索探討的階段，而且我國根本沒有一套科學(xué)合理的深基坑支護結(jié)構(gòu)施工設(shè)計規(guī)范。但是傳統(tǒng)“結(jié)構(gòu)荷載法”已經(jīng)不能滿足當前深基坑支護結(jié)構(gòu)施工的需要，有關(guān)施工涉及部門必須創(chuàng)新設(shè)計理念，加大深基坑支護結(jié)構(gòu)研究的投資力度，逐步的完善深基坑施工的各項信息，建立健全以施工監(jiān)測為主、自動化反饋動態(tài)信息為輔的設(shè)計體系，這也是深基坑支護人員需著重關(guān)注的一個科研攻關(guān)方向。

4.2 采用變形控制的新方法

極限平衡原理是目前施工人員比較常用的設(shè)計方法，它既簡單又實用，所得的計算結(jié)果參考價值很大。然而這種方法僅能滿足深基坑支護結(jié)構(gòu)強度的標準，但剛度很難滿足，如果使用它很容易引發(fā)支護結(jié)構(gòu)的變形從而導(dǎo)致工程事故發(fā)生。由此可知衡量深基坑支護結(jié)構(gòu)施工方案的好壞與否不單單是要看其強度能否滿足規(guī)定標準，是否會帶來環(huán)境問題，更重要的是看其變形大小。根據(jù)上面陳訴的事實我們可知只有采用新的變形控制深基坑支護結(jié)構(gòu)設(shè)計方法，才能避免這些問題的出現(xiàn)。

4.3 加大深基坑支護結(jié)構(gòu)試驗研究方面的投入

我國目前的深基坑支護結(jié)構(gòu)施工技術(shù)尚未形成一個合理的試驗研究系統(tǒng)，而若想擁有正確的理論就必須不斷地進行試驗和研究，所以我國必須加大深基坑支護結(jié)構(gòu)試驗研究。雖然一些深基坑支護結(jié)構(gòu)工程也取得了不小的成就，但是很難說出具體成功的因素；而倘若失敗了又很難找出失敗的根源所在。盡管深基坑施工過程已經(jīng)積累了很多豐富的技術(shù)資料，可是很多實踐都沒有科學(xué)合理的數(shù)據(jù)做理論支持，因而無法科學(xué)的對其進行分析，加上一些理論成果上升不到一定的高度，所以給深基坑支護的施工埋下了很大的隱患。

盡管深基坑支護的試驗研究將要損耗巨大的資金和人力，但是隨著時間的推移，研究的不斷深入，必然會取得很好的科研成果，這時將其應(yīng)用到實際施工過程中就會省下一筆很客觀的經(jīng)費。由此可見，對深基坑支護結(jié)構(gòu)進行試驗是很有必要的。與此同時還能給同類工程的施工奠定基礎(chǔ)，提供第一手科學(xué)有利的可靠資料。

4.4 摸索一套新型的計算支護結(jié)構(gòu)的辦法

當前高層建筑的快越發(fā)展使得深基坑支護結(jié)構(gòu)迎來了一場技術(shù)改革，深基坑支護結(jié)構(gòu)的技術(shù)水平不斷地得到提高，施工效率也不短的增進。鋼板樁和地下連續(xù)墻等多種支護結(jié)構(gòu)都得到了成功的應(yīng)用，并且產(chǎn)生了一些新型的支護結(jié)構(gòu)形式。然而該怎樣建立支護結(jié)構(gòu)的新型模型、選取怎樣的計算簡圖以及科學(xué)合理的設(shè)計方法是目前迫切需要解決好的問題。

總體來看我國的深基坑支護結(jié)構(gòu)現(xiàn)在乃至今后很長的一個時期內(nèi)都會朝綜合性的方向全面發(fā)展，也就是說，會將臨時支護結(jié)構(gòu)與永久支護結(jié)構(gòu)相結(jié)合、基坑開挖方式與支護結(jié)構(gòu)型式相結(jié)合，這幾種結(jié)合必然使支護結(jié)構(gòu)受力復(fù)雜。所以，建立新型支護結(jié)構(gòu)的計算方法，已成為深基坑工程技術(shù)的當務(wù)之急。

結(jié)語

建筑工程基坑開挖和支護結(jié)構(gòu)屬于一個完整的系統(tǒng)工程，它涉及到很多方面的因素，例如施工時一定要考慮工程、水文、地質(zhì)；工程的結(jié)構(gòu)以及使用的材料；工程的施工工藝以及施工管理等等?？傮w來說這是一個把土力學(xué)和水力學(xué)以及材料學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)統(tǒng)一結(jié)合在一起的綜合性的學(xué)科。并且支護結(jié)構(gòu)屬于多個體系構(gòu)成，并且每個體系的功能都很獨立。所以不僅建筑工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計要以整體功能的全面發(fā)揮為基點，妥善處理好各個組成部分的關(guān)系，只有這樣才能保證建筑工程的順利進行施工，使得其安全性有所保障，并且能夠保持合理的施工成本，取得較好的經(jīng)濟效益。

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