高層建筑施工中深基坑常見問題探討

朱旭東　楊利娟

【摘 要】經(jīng)濟的發(fā)展以及社會的不斷進步促使城市建設的規(guī)模日益擴大，相應的高程建筑、隧道工程以及地下建筑的幅度也隨之增加，現(xiàn)階段很多城市發(fā)展規(guī)劃期間，為了節(jié)約地上空間，減少占地面積，人們對地下空間深基坑工程的重視也隨之提高，這便使得處理好深基坑施工問題變得格外重要。本文作者根據(jù)高層建筑深基坑施工中經(jīng)常遇到的問題作了簡要分析，并提出了一些解決措施，希望可以改善建筑工程深基坑支護的施工質量。

【關鍵詞】高層建筑工程；深基坑支護；質量

0.前言

在城市建設不斷發(fā)展的今天，對地下空間的開發(fā)利用越來越被重視，并且向大深度及大跨度方向發(fā)展。深基坑的施工變得極為重要，如不重視在深基坑施工過程中的常見問題的研究，對這些問題處理不當必然會對周圍建筑物、市政地下設施造成一定影響，使地下基坑施工不能正常進行，造成不安全因素，導致經(jīng)濟上的巨大損失。深基坑支護工程是近二十年來隨著城市高層建筑發(fā)展而發(fā)展的一門新的實踐工程學，由于深基坑支護為臨時建筑，不在建筑主體施工的范圍內(nèi)，為節(jié)省投資、降低成本及加快進度，業(yè)主、施工單位往往只強調基坑支護施工的臨時性，而忽略了基坑支護施工的重要性、復雜性及風險性，致使深基坑施工時安全質量事故時有發(fā)生，不僅延誤了工期，還造成了巨大的經(jīng)濟損失。結合多年的工作經(jīng)驗，分析了高層建筑深基坑支護施工過程的控制要點。

1.建筑深基坑常見問題分析

（1）忽視深基坑支護工程的重要性引發(fā)的嚴重問題隨著社會的快速發(fā)展，特別是近幾年來高層及超高層建筑日益增多建筑工程在向高空和地下兩個層次逐步延伸加之國家有關規(guī)范對基礎埋置深度和人防工程的要求建筑物的地下結構越來越深高層建筑地下室的設計必不可少有的地下建筑深至有三、四層開挖深度達十多米，與之相關的是深基坑支護的施工，因此深基坑支護成為一個必要的施工過程但由于深基坑支護為臨時建筑，不在建筑主體施工的范圍內(nèi)為節(jié)省投資、降低成本及加快進度，相關單位往往忽略了基坑支護施工的重要性、復雜性及風險性，致使深基坑施工時安全質量事故時有發(fā)生，不僅延誤了工期，還造成了巨大的經(jīng)濟損失。

深基坑支護方案的設計是否合理直接關系到整個深基坑施工的成敗。在我國，深基坑的出現(xiàn)較晚，深基坑支護設計日趨成熟，但設計參數(shù)眾多，地質不明因素的影響，使設計工作的難度加大。據(jù)資料統(tǒng)計在基坑工程施工質量事故中，由于設計原因造成的事故占總數(shù)的43%。設計原因主要表現(xiàn)在：無證掛靠設計、盲目設計、參數(shù)取值錯誤、地下水處理方法失誤、支護方案選擇不當?shù)取?/p>

（2）基坑設計中的其他問題表現(xiàn)形式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，因此在設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，還要注意施工結束后鋼板樁拔出時對周圍地基土和地表土的影響。

土釘墻只適用于地下水位以上的粉土、黏性土與無黏土，不能用于淤泥質土、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。

當基坑周圍場地狹小，基坑開挖深度較大，如超過6m，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)墻結構支護。在軟土地區(qū)及基坑四周無地下空間設置錨桿，不宜采用錨桿式排樁或連續(xù)墻結構對基坑進行支護。

當基坑周圍不具備放坡條件及設置水泥土擋墻時，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)墻結構支護。當變形較大可設置雙排樁；對土體水平位移控制嚴格時，不宜選用此種結構支護。

（3）基坑施工中應注意的問題施工前應對工程的地質勘察報告認真分析研究，根據(jù)挖土深度范圍內(nèi)不同土質的物理性能和地下水位情況特別是豐水期的水位情況，選擇相應的土方開挖、支護結構及降水方案。根據(jù)所制定的施工方案，對全體施工人員作詳細的安全與技術交底工作。

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，同時在坑外地面設回灌井，必要時應采取回灌措施，確保周邊建筑物安全。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，應立即分析原因，準確地找出施工過程中存在的問題及時調整施工步驟，采取相應的對策，便能有效控制基坑變形，確?；影踩珵榉乐惯吰率Х€(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?；娱_挖分層進行，從上到下逐層進行開挖，嚴禁超挖和掏底開挖，同時開挖過程要與支撐架設同步施工。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。

3.建筑工程深基坑施工問題的對策

（1）設計人員應具有較強力學知識（理論、材料、結構、流體、土力學）和地基與基礎等多學科的知識又要有豐富邊坡支護設計經(jīng)驗熟悉當?shù)氐乃牡刭|狀況和特點，在結合建筑及周圍環(huán)境特點的基礎上，設計出經(jīng)濟合理的深基坑支護方案。

（2）人員在施工前應對方案進行認真審核，理解設計意圖，及時與設計人員溝通，以掌握方案在施工組織時使各個組成部分、各道工序協(xié)調有序。再者，業(yè)主方應了解深基坑支護的重要性，選擇有經(jīng)驗的設計單位設計支護方案。

（3）施工單位要嚴格按照施工規(guī)程、經(jīng)批準的施工組織設計及相關的技術規(guī)范組織施工，對各施工要點要制定具體措施，并加強過程控制。例如，確定土方開挖方案時，應對周圍建筑物、構筑物進行拍照和錄像。

4.建筑基坑工程還未徹底解決的問題

由于開挖深度、周邊環(huán)境、地層性質等多因素的影響，基坑支護方案會根據(jù)所選物理力學參數(shù)的不同而選擇不當?；又ёo的內(nèi)力和變形的精確計算是一個比較復雜的問題，其計算模型需要考慮圍護結構、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，難以準確反映空間效應。在軟土地區(qū)，淤泥、淤泥質土等具有蠕變特性，圍護結構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”。目前時間效應尚未精確考慮到理論計算中。

由于受到多種未知因素，如暴雨等自然災害的影響，深基坑土體的變形和位移無法精確計算。當基坑平面尺寸較大，支撐體系較復雜時，由氣溫變化引起的溫度應力和收縮應力會使支撐桿件內(nèi)力增加，但在圍護結構設計時該理論只加以概略估算。在建筑物密集地區(qū)設計深基坑的支護結構，多以變形控制，但在設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。

5.結語

綜上論述讓我們對高層建筑的深基坑施工過程中遇到的問題有了更深一步的了解，要想處理好深基坑施工中遇到的各種問題，必須結合工程的實際情況采取合適的防止措施。針對一些尚未解決的問題施工人員還要加大研究的力度，盡早的找出高效快速的彌補措施，確保建筑工程的深基坑支護施工質量能夠滿足施工規(guī)范的要求。

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