淺談深基坑基坑支護(hù)

田曉亮

摘要：深基坑支護(hù)的設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)測(cè)技術(shù)是近年來(lái)經(jīng)常遇到的技術(shù)難題。本文講述了深基坑支護(hù)的類(lèi)型、存在的問(wèn)題及相應(yīng)管理對(duì)策。地下室主體施工的機(jī)構(gòu)以及作業(yè)工人的人身安全受到深基坑支護(hù)工程的直接影響，并且施工技術(shù)十分復(fù)雜，有的還將成為永久性的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)或上部結(jié)構(gòu)，如果不加以重視，除了危及基坑本身安全外，還可以對(duì)臨近的構(gòu)筑物和各種地下設(shè)施造成巨大的損失。

關(guān)鍵詞：深基坑支護(hù)

1 概述

近些年來(lái)，隨著高層建筑的興起，深基坑支護(hù)技術(shù)也得到了迅速的發(fā)展。在深基坑開(kāi)挖以及支護(hù)技術(shù)方面，各地隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步除了積累了大量的設(shè)計(jì)和施工經(jīng)驗(yàn)外，還不斷涌現(xiàn)出很多新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)和新工藝。就目前深基坑開(kāi)挖和支護(hù)的實(shí)際情況來(lái)看，原有的深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)理論、原則以及運(yùn)算公式和施工工藝等已經(jīng)不能滿足其要求，因此，在施工過(guò)程中出現(xiàn)的大量事故不僅造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失，還造成了人員傷亡。因此，針對(duì)深基坑支護(hù)的安全問(wèn)題，技術(shù)人員必須給予高度的重視。

2 深基坑支護(hù)的類(lèi)型

2.1 鋼板樁支護(hù) 鋼板樁被廣泛應(yīng)用于擋土和截水中，主要包括U形、Z形和直腹板型三種截面形式，其由帶鎖口或鉗口的熱軋型鋼制成，將其互相連接后便形成了鋼板樁墻。由于鋼板樁本身具有很大的柔性，因此，如果設(shè)置的支撐或錨拉系統(tǒng)不當(dāng)就會(huì)造成過(guò)大的變形，因此，當(dāng)深基坑支護(hù)深度超過(guò)7m時(shí)，不宜采用鋼板樁支護(hù)。

2.2 深層攪拌支護(hù) 這種支護(hù)主要利用水泥作為固化劑，采用機(jī)械將固化劑和軟土劑進(jìn)行強(qiáng)制拌合，促使固化劑和軟土之間產(chǎn)生一系列物理化學(xué)反應(yīng)而逐步硬化，從而形成具有整體性、水穩(wěn)定性以及具有一定強(qiáng)度的水泥土樁墻作為支護(hù)結(jié)構(gòu)。

2.3 排樁支護(hù) 將鋼筋混凝土孔、鉆孔灌注樁作為主要的擋土結(jié)構(gòu)間隔布置在柱列式之間的一種支護(hù)形式，包括樁與樁之間有一定凈距的疏排布置形式和樁與樁相切的密排布置形式。

2.4 復(fù)合土釘綜合支護(hù) 由于復(fù)合土釘支護(hù)技術(shù)綜合了土釘墻和生曾攪拌水泥土樁或高壓旋噴樁技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，因此，具有施工速度快以及經(jīng)濟(jì)實(shí)用的特點(diǎn)。其常使用于單層地下室且淤泥層較薄以及地下水較少的基坑。

3 目前深基坑支護(hù)存在的問(wèn)題

3.1 支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中土體的物理力學(xué)參數(shù)選擇不當(dāng) 深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全度直接與其結(jié)構(gòu)所承擔(dān)的土壓力大小相關(guān)，由于地質(zhì)情況不僅多變且十分復(fù)雜，因此，目前要想精確的計(jì)算土壓力是十分困難的，現(xiàn)如今，仍舊采用庫(kù)侖公式或朗肯公式計(jì)算深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)所承受的土壓力。但是一個(gè)十分復(fù)雜的問(wèn)題仍舊困擾著我們，那就是如何選擇土體的物理參數(shù)，尤其針對(duì)開(kāi)挖的深基坑，含水率、內(nèi)摩擦角和黏聚力三個(gè)參數(shù)都是可變的，因此，對(duì)于支護(hù)結(jié)構(gòu)所承受的實(shí)際受力是很難準(zhǔn)確的計(jì)算出來(lái)的。

3.2 基坑開(kāi)挖存在的空間效應(yīng)考慮不周 對(duì)大量的深基坑開(kāi)挖進(jìn)行實(shí)測(cè)后，根據(jù)這些實(shí)測(cè)的資料表明基坑周?chē)蚧觾?nèi)發(fā)生的水平位移表現(xiàn)為中間大，兩邊小，且長(zhǎng)邊居中位置是易發(fā)生邊坡失穩(wěn)的地方，這樣說(shuō)明了深基坑開(kāi)挖是一個(gè)空間問(wèn)題。根據(jù)平面應(yīng)變問(wèn)題主要是處理傳統(tǒng)的深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，隨著比較符合細(xì)長(zhǎng)條的基坑，但是對(duì)于那些近似方形或長(zhǎng)方形的深基坑而言，差別相對(duì)較大。

3.3 邊坡修理達(dá)不到設(shè)計(jì)的規(guī)范要求 一般在開(kāi)挖深基礎(chǔ)或地下室深基坑的土方時(shí)，均適用機(jī)械開(kāi)挖，然后經(jīng)過(guò)人工簡(jiǎn)單的修坡后即開(kāi)始擋土支護(hù)的混凝土初噴工序。但是在實(shí)際工程中，由于管理人員不到位、技術(shù)交底不明確，并且初噴前沒(méi)有進(jìn)行嚴(yán)格的檢查驗(yàn)收，因此，擋土支護(hù)后的基坑邊坡經(jīng)常出現(xiàn)超挖和欠挖的現(xiàn)象。

3.4 噴射混凝土厚度不夠，強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求 目前，干拌法噴射混凝土設(shè)備是建筑工程基坑支護(hù)噴射混凝土最常用的設(shè)備，雖然此設(shè)備具有設(shè)備簡(jiǎn)單、體積小、輸送據(jù)立場(chǎng)以及速凝劑可以在進(jìn)入噴射機(jī)前加入以及可以連續(xù)噴射施工的優(yōu)點(diǎn)，但是由于操作手的水平不同，不健全的操作方法和檢查控制手段等導(dǎo)致混凝土?xí)霈F(xiàn)嚴(yán)重回彈的現(xiàn)象，從而造成噴后的混凝土厚度不夠以及達(dá)不到設(shè)計(jì)要求的混凝土強(qiáng)度。

3.5 設(shè)計(jì)與實(shí)際情況差異較大 由于深基坑支護(hù)的土壓力與傳統(tǒng)理論的擋土墻土壓力不同，加上目前還沒(méi)有完善的土壓力理論做指導(dǎo)，因此繼續(xù)沿用傳統(tǒng)的理論計(jì)算，從而存在一定的誤差。對(duì)此，很多學(xué)者也進(jìn)行了很多的研究，必須根據(jù)實(shí)際地面可能發(fā)生的荷載，包括建筑堆載、載重汽車(chē)以及臨時(shí)設(shè)施和附近住宅建筑等的影響，比較正確的估計(jì)支護(hù)結(jié)構(gòu)的側(cè)壓力。

4 深基坑支護(hù)方案設(shè)計(jì)及施工中的注意事項(xiàng)

4.1 徹底轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念 在我國(guó)，深基坑的支護(hù)技術(shù)經(jīng)歷了近幾十年的發(fā)展，因此，通過(guò)收集一些施工過(guò)程中的技術(shù)數(shù)據(jù)，積累了豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，已經(jīng)初步摸索出了支護(hù)結(jié)構(gòu)在巖土變化的過(guò)程中其實(shí)際的受力規(guī)律，這些都為建立深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的新理論和新方法打下了良好的基礎(chǔ)。

4.2 大力開(kāi)展支護(hù)結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)研究 大量的實(shí)驗(yàn)研究是正確理論建立的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，但是由于我國(guó)至今在深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)方面還沒(méi)有進(jìn)行科學(xué)系統(tǒng)的試驗(yàn)研究，因此，講不出成功支護(hù)結(jié)構(gòu)工程的成功之處，也說(shuō)不清失敗的支護(hù)結(jié)構(gòu)工程失敗的真正原因。

4.3 探索新型支護(hù)結(jié)構(gòu)的計(jì)算方法 深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)隨著高層建筑的飛速發(fā)展，迎來(lái)了一場(chǎng)新的技術(shù)革命，在鋼板樁、鋼筋混凝土板樁、鉆孔灌注樁擋墻、地下連續(xù)墻等支護(hù)結(jié)構(gòu)成功應(yīng)用后，雙排樁、土釘、組合拱帷幕、旋噴土錨、預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土多孔板等新的支護(hù)結(jié)構(gòu)型式也相繼問(wèn)世。但是，當(dāng)前新型支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中急需要解決的問(wèn)題是如何建立支護(hù)結(jié)構(gòu)型式的計(jì)算模式、如何選取計(jì)算簡(jiǎn)圖以及如何使得設(shè)計(jì)方法更加趨于科學(xué)性。

4.4 崗前培訓(xùn)制度與堅(jiān)持持證上崗 在工程的施工過(guò)程中，為了達(dá)到既能夠節(jié)約材料省工，并且又能夠保證工程質(zhì)量的目標(biāo)，管理人員除了要具備相應(yīng)的崗位管理能力外，還要熟悉各個(gè)工序的操作程序和質(zhì)量控制點(diǎn)。

4.5 加強(qiáng)施工的組織與管理 “分層開(kāi)挖、嚴(yán)禁超挖”以及“大基坑小開(kāi)挖”作為深基坑開(kāi)挖施工過(guò)程中必須遵循的原則，因此，為了有效控制基坑已經(jīng)開(kāi)挖部分的無(wú)支護(hù)暴露的時(shí)間以及減少土體被擾動(dòng)的時(shí)間和范圍，除了精心安排開(kāi)挖施工分層以及分塊的部位和時(shí)間外，還應(yīng)當(dāng)精心安排擋土支護(hù)的施工時(shí)間。只有這樣才能利用還沒(méi)有被挖的土體上能在一定程度上控制其自動(dòng)位移的遷移，使得應(yīng)力控制土體位移和基坑支護(hù)周?chē)馏w位移之間存在一定的相關(guān)性。

4.6 對(duì)開(kāi)挖過(guò)程實(shí)施跟蹤監(jiān)測(cè)，及時(shí)記錄和反饋信息 為了確保施工能夠安全順利的進(jìn)行，應(yīng)當(dāng)充分掌握支護(hù)結(jié)構(gòu)和坑外土體的移動(dòng)情況，從而對(duì)施工因素進(jìn)行實(shí)時(shí)科學(xué)的調(diào)整，那就需要在開(kāi)挖深基坑的過(guò)程中及時(shí)跟蹤檢測(cè)開(kāi)挖的過(guò)程，從而優(yōu)化設(shè)計(jì)和施工并且有利于采取相應(yīng)的措施。此外，還有利于檢測(cè)積累資料以檢驗(yàn)設(shè)計(jì)的正確性，從而為改進(jìn)設(shè)計(jì)理論和施工技術(shù)提供科學(xué)的依據(jù)。

5 結(jié)束語(yǔ)

由于建筑基坑的開(kāi)挖與支護(hù)結(jié)構(gòu)涉及到了工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、工程結(jié)構(gòu)、建筑材料以及施工工藝和施工管理等眾多方面，因此，基坑工程作為一個(gè)系統(tǒng)工程，是集土力學(xué)、材料力學(xué)、水力學(xué)以及結(jié)構(gòu)力學(xué)等于一體的綜合性學(xué)科。由于支護(hù)結(jié)構(gòu)也是由若干具有獨(dú)立功能的體系組成的整體，因此，為了確?；庸こ贪踩煽恳约敖?jīng)濟(jì)合理，不管是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)還是施工組織都應(yīng)當(dāng)從整體功能出發(fā)，協(xié)調(diào)好各組成部分的關(guān)系。

參考文獻(xiàn)：

[1]李鐘.深基坑支護(hù)技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)（一）[J].巖土工程界，2001（01）.

[2]孫淑賢.基坑開(kāi)挖伴隨應(yīng)力狀態(tài)改變對(duì)土壓力的影響[J].工程勘察，1998（03）.

[3]何頤華，楊斌，金寶森，李瑞茹，譚永堅(jiān)，王鐵宏.深基坑護(hù)坡樁土壓力的工程測(cè)試及研究[J].土木工程學(xué)報(bào)，1997（01）.

[4]孫廣忠.工程地質(zhì)與地質(zhì)工程[M].北京地震出版社，1993.

[5]陳宗嚴(yán).土釘加筋土擋土墻施工技術(shù)[M].中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1994.endprint