淺談建筑基坑支護(hù)工程安全性問題

開縣北部新區(qū)建設(shè)開發(fā)有限責(zé)任公司 405400

摘要：隨著城市建設(shè)的快速發(fā)展，高層住宅建筑拔地而起，深基坑工程項(xiàng)目也越來越多，本文對(duì)基坑支護(hù)類型、基坑工程水效應(yīng)和支護(hù)設(shè)計(jì)計(jì)算進(jìn)行了分析，并對(duì)存在的問題提出了建議。結(jié)合工程實(shí)例，對(duì)高層建筑深基坑支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了分析，并提出一些具有工程應(yīng)用價(jià)值的建議措施。

關(guān)鍵詞：建筑基坑；基坑支護(hù)；安全性

1基坑支護(hù)類型

1.1自立式支護(hù)

（1）水泥攪拌樁擋墻支護(hù)。水泥攪拌樁主要適用于淤泥、淤泥質(zhì)土、粘土、粉質(zhì)粘土、粉土、素填土等土層?；娱_挖深度不宜大于8m。如某深業(yè)新岸線一期、后海灣維商峰住宅樓等軟土基坑支護(hù)，大多在主動(dòng)區(qū)施做三排以上的水泥攪拌樁，有的還在被動(dòng)區(qū)施做數(shù)排水泥攪拌樁；采用格柵式平面布置。其水泥摻量在10%～20%之間。

（2）懸臂式排樁支護(hù)。懸臂式排樁支護(hù)一般采用沖、鉆孔或人工挖孔灌注樁，個(gè)別采用預(yù)制樁，如預(yù)應(yīng)力管樁。

這種支護(hù)型式的優(yōu)點(diǎn)是基坑內(nèi)無支撐，便于機(jī)械化挖土和地下室工程施工，其缺點(diǎn)是支護(hù)樁頂水平位移較大，當(dāng)坑深較大或地質(zhì)條件較差時(shí)，工程造價(jià)較高。一般都用在地質(zhì)條件較好的場(chǎng)地；若存在厚軟土層，采用此支護(hù)型式的，其基坑深度一般不大于6.0m。

1.2 排樁內(nèi)支撐支護(hù)

排樁大多為沖、鉆孔灌注樁（樁徑Ф80～1200）；個(gè)別工程采用地下連續(xù)墻或預(yù)應(yīng)力管樁。內(nèi)支撐系統(tǒng)根據(jù)平面形狀有角撐式、角撐對(duì)撐式、水平拱圈式等多種布置方式；水平拱圈支撐發(fā)揮混凝土抗壓強(qiáng)度高，抗拉強(qiáng)度低的特點(diǎn)，既經(jīng)濟(jì)又可提供較大的施工空間。豎向大多為單道內(nèi)支撐，也有兩道內(nèi)支撐。支撐材料有鋼梁和鋼筋混凝土梁兩種。這種支護(hù)型式大多用在軟土層較厚、且基坑深度較深的工程；目前，基坑深度在6～10m 之間的多采用單道撐，基坑深度大于10m 的采用兩道以上支撐。

1.3 樁錨支護(hù)

這種支護(hù)方式主要適用于場(chǎng)地土層性能較好或軟土層較薄的場(chǎng)地。對(duì)基坑深度較大的工程，巖土錨桿的一些參數(shù)如下：與水平夾角在15°～40°之間；長(zhǎng)在35m以內(nèi)；設(shè)計(jì)軸向抗拔力一般小于600kN；錨筋材料有鋼筋或3～4 條鋼鉸線；大多采用二次高壓注漿工藝，第二次注漿壓力一般大于2MPa。錨索鎖定時(shí)都施加預(yù)應(yīng)力，施加預(yù)應(yīng)力大小不等，有的達(dá)設(shè)計(jì)值的70%，有的只有設(shè)計(jì)值的30%；施加的預(yù)應(yīng)力越大，限制樁頂變位效果越好，但其支護(hù)樁承受的壓力越接近靜止土壓力。

1.4 噴錨支護(hù)

噴錨或土釘墻支護(hù)是錨桿、鋼絲網(wǎng)、噴射混凝土相結(jié)合的聯(lián)合支護(hù)型式。適用于地下水位以上或經(jīng)人工降水后的人工填土、粘性土和弱膠結(jié)砂土。常用在單層地下室、且淤泥較薄、地下水較少的基坑。但不適用于含水豐富的粉細(xì)砂層、砂礫卵石層，不能用于自穩(wěn)能力極差的厚淤泥層，基坑深度不宜大于12m。噴錨網(wǎng)或土釘墻支護(hù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：①通過形成噴射混凝土、錨桿、鋼筋網(wǎng)與土體共同作用的主動(dòng)支護(hù)體系，最大限度地利用邊壁土體的自穩(wěn)能力②屬柔性支護(hù)，可自行調(diào)節(jié)，使結(jié)構(gòu)處于最佳受力狀態(tài)，局部不會(huì)產(chǎn)生偶然過載③具有很大的靈活性，可根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)隨時(shí)調(diào)整支護(hù)參數(shù)④所需的設(shè)備簡(jiǎn)單，所需的操作場(chǎng)地?、莨こ淘靸r(jià)較低。缺點(diǎn)：①邊壁變形較大。②錨桿往往會(huì)超出建筑用地紅線，需征得紅線以外業(yè)主的同意。

2深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)計(jì)算

基坑支護(hù)設(shè)計(jì)必須滿足安全性、經(jīng)濟(jì)性和可行性這三項(xiàng)基本要求。設(shè)計(jì)的基本原則是在滿足安全與技術(shù)可行的前提下，盡量節(jié)省工程造價(jià)。在基坑支護(hù)設(shè)計(jì)中，首先應(yīng)滿足支護(hù)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度要求，然后，根據(jù)基坑周邊環(huán)境的復(fù)雜程度進(jìn)行變形控制?；痈鱾?cè)環(huán)境不同，其變形控制值也應(yīng)相應(yīng)變化，避免由于支護(hù)結(jié)構(gòu)變形過大，造成周邊建（構(gòu)）筑物、地下管線破壞。

2.1 巖土層計(jì)算指標(biāo)的選用

基坑支護(hù)設(shè)計(jì)首先遇到的是巖土層抗剪強(qiáng)度c 值的選取。如何根據(jù)場(chǎng)地的工程地質(zhì)資料，以及基坑工程特點(diǎn)和采用的計(jì)算理論來選用合適的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)是至關(guān)重要的。

不同的試驗(yàn)方法，得出的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)差別很大。目前，確定抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的方法主要有：①直剪試驗(yàn)的快剪和固結(jié)快剪，②三軸試驗(yàn)，③原位測(cè)試的十字板剪切試驗(yàn)。

2.2 土壓力計(jì)算

基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)土壓力計(jì)算大多以朗肯土壓力和庫倫土壓力理論為基礎(chǔ)。用的更多的是朗肯土壓力理論。有的采用土壓力三角形分布簡(jiǎn)圖；有的采用梯形簡(jiǎn)圖。墻或樁頂發(fā)生很小位移時(shí)，主動(dòng)土壓力即可發(fā)揮出來，而被動(dòng)土壓力充分發(fā)揮時(shí)需有大得多的位移，這往往是實(shí)際工程所不允許的；對(duì)于懸臂式和單層支撐（或單錨式）支護(hù)，開挖過程中一般都能達(dá)到主動(dòng)土壓力極限狀態(tài)；而對(duì)多層支撐（或多層拉錨）式，其土壓力比較復(fù)雜，墻或樁位移產(chǎn)生拱效應(yīng)，從而在挖方以下的土壓力減小，在支撐附近側(cè)壓力增大，此外，側(cè)壓力還與支撐是否施加預(yù)載及支撐剛度有關(guān)，故對(duì)于排樁懸臂式支護(hù)，一般采用三角形簡(jiǎn)圖，但被動(dòng)土壓力需作一定折減，以減小排樁的水平變位；當(dāng)用等值梁法計(jì)算排樁內(nèi)支撐支護(hù)、排樁錨拉支護(hù)時(shí)，可選用梯形簡(jiǎn)圖。

3 存在問題

盡管深基坑支護(hù)工程的設(shè)計(jì)與施工已積累豐富經(jīng)驗(yàn)，但由于在理論和實(shí)踐上，都還存在許多不成熟與不完善之處，至今仍存在不少問題。

3.1 基坑工程勘察問題

基坑工程勘察常常不能滿足設(shè)計(jì)要求，土層抗剪強(qiáng)度指標(biāo)試驗(yàn)方法及取值不統(tǒng)一?；庸こ炭辈鞈?yīng)滿足規(guī)范中規(guī)定的要求，包括勘察范圍、勘探點(diǎn)的深度及間距，場(chǎng)地水文地質(zhì)勘察、巖土工程測(cè)試參數(shù)、基坑周邊環(huán)境的勘查及對(duì)基坑工程的建議等，其中尤其重要的是巖土工程測(cè)試參數(shù)及對(duì)基坑周邊環(huán)境的勘查。現(xiàn)有巖土工程報(bào)告中巖土的取樣數(shù)量均偏少，巖土參數(shù)測(cè)試值變異較大，大部分巖土抗剪強(qiáng)度參數(shù)取值均為經(jīng)驗(yàn)值，直接導(dǎo)致基坑工程計(jì)算結(jié)果的不夠準(zhǔn)確。

對(duì)于基坑周邊環(huán)境的勘查則很少有勘察報(bào)告能達(dá)到基坑設(shè)計(jì)階段的要求，周邊建筑物的結(jié)構(gòu)型式、基礎(chǔ)型式及埋深、與基坑周邊的距離等描述一般均過于粗略，對(duì)于地下管線的描述則更不清晰，管線的類型、接頭型式、管徑及埋深等都不詳。

3.2 施工質(zhì)量問題

基坑工程特別是土釘墻和噴錨工程專業(yè)特殊性強(qiáng)，許多施工單位沒有巖土工程專業(yè)工程經(jīng)驗(yàn)，甚至對(duì)巖土工程專業(yè)知識(shí)知之甚少，有的甚至完全不懂；但出于利益的驅(qū)使，偷工減料的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，特別是有的土方開挖單位，為了方便省錢，根本就沒有分層開挖，基坑工程一次開挖到底，直接導(dǎo)致坑頂開裂、坑壁失穩(wěn)。基坑工程除保護(hù)周邊環(huán)境外，還要保證坑內(nèi)工程樁的安全，軟土基坑必須分層均衡開挖，每層高度不宜超過1m。飽和流塑狀態(tài)的淤泥層，對(duì)樁周的約束效應(yīng)很低，工程樁（預(yù)應(yīng)力管樁）的橫截面，不論是橫向抗切的配筋，還是截面積都相對(duì)比較薄弱。由于土方開挖未嚴(yán)格按要求進(jìn)行，樁體位移、傾斜、斷裂很容易發(fā)生，類似的事故不少。某商城基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)未按要求施工，隨意減少重力式擋墻之水泥攪拌樁數(shù)量，致使發(fā)生基坑側(cè)壁滑坡，工程樁傾斜、折斷。在未進(jìn)行基坑側(cè)壁支護(hù)加固補(bǔ)強(qiáng)的情況下，強(qiáng)行方開挖，再次導(dǎo)致補(bǔ)打的工程樁受到破壞。

4結(jié)束語

綜上所述，深基坑工程項(xiàng)目越來越多，基坑開挖深度也越來越深。由于基坑周邊地面建筑和地下設(shè)施密集，且地質(zhì)條件復(fù)雜多變，深基坑支護(hù)的難度也越來越大，造成經(jīng)濟(jì)損失和不良社會(huì)影響。因此，研究適用地質(zhì)條件的新深基坑支護(hù)技術(shù)是必要的。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳祖煜.土坡穩(wěn)定分析通用條分法及其改進(jìn)[J].巖土工程學(xué)報(bào)，1983（4）：13-29.