基坑工程設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題分析

九州工程設(shè)計(jì)有限公司 45000

摘要：基坑工程作為建筑工程中一個(gè)重要分部工程，其質(zhì)量安全直接關(guān)系整個(gè)建筑工程質(zhì)量，本文結(jié)合工程實(shí)例對(duì)基坑工程事故發(fā)生相關(guān)原因展開淺析，并對(duì)基坑工程設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題做出簡(jiǎn)要探討。

關(guān)鍵詞：基坑工程；支護(hù)設(shè)計(jì)；基坑事故；設(shè)計(jì)優(yōu)化

1概述

某市人民醫(yī)院興建的綜合樓工程二層地下室，基坑內(nèi)開挖深度達(dá)到9.80m，基坑?xùn)|面和北面都為古建筑物，臨邊離基坑僅有3～5米，地下室南側(cè)管線繁多，地質(zhì)以砂層為主，水量豐富。為確保該醫(yī)院儀器設(shè)備不受影響及附近舊建筑物（其中一幢為天然基礎(chǔ)）的使用安全，通過整體考慮設(shè)計(jì)四周采用鉆孔灌注樁、混凝土內(nèi)支撐、三重管法擺噴止水帷幕的聯(lián)合支護(hù)方法，由于設(shè)計(jì)方案選擇正確，精心施工，基坑開挖后達(dá)到使用要求。該醫(yī)院綜合樓地下室從投入使用至今，未發(fā)生任何事故，受到人民群眾的一致好評(píng)，成為市政基坑工程設(shè)計(jì)的典范。

然而，在實(shí)際操作中，由于受基坑狀況、基坑與周邊建筑物的關(guān)系、場(chǎng)地工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件、施工工期和施工成本、施工技術(shù)條件和本地施工經(jīng)驗(yàn)等因素到多方面因素影響，基坑工程施工往往很難達(dá)到預(yù)期效果，近年來關(guān)于基坑工程事故的新聞報(bào)道屢見不鮮，引起社會(huì)各界高度關(guān)注。所以為了保證基坑工程質(zhì)量安全，我們必須優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，綜合考慮實(shí)際情況，保證基坑機(jī)構(gòu)穩(wěn)定的同時(shí)滿足成本控制、施工技術(shù)條件及施工經(jīng)驗(yàn)等方面的限制，

2 施工中應(yīng)注意的問題

2.1 基坑工程設(shè)計(jì)

經(jīng)過大量研究調(diào)查表明，以往的基坑工程事故中，主要原因有設(shè)計(jì)不合理、施工組織不科學(xué)、施工過程質(zhì)安管理執(zhí)行不到位以及對(duì)基坑工程環(huán)境變壞預(yù)見性不足，未采取有效安全監(jiān)測(cè)以及現(xiàn)場(chǎng)復(fù)雜環(huán)境產(chǎn)生的偶然性原因。一方面，前面我們已經(jīng)提到，基坑工程的支護(hù)體系多為臨時(shí)結(jié)構(gòu)，安全性缺乏保證，操作存在極大風(fēng)險(xiǎn)。而在基坑施工過程中很多施工單位在施工前沒有針對(duì)工程實(shí)際情況編制科學(xué)合理的施工組織設(shè)計(jì)，深基坑沒有嚴(yán)格組織專家論證，沒有建立健全的管理體系，沒有明確職責(zé)分工，質(zhì)量安全意識(shí)淡薄，導(dǎo)致施工過程中出現(xiàn)質(zhì)量安全事故；另一方面，施工人員對(duì)基坑工程性質(zhì)缺乏足夠認(rèn)識(shí)，在操作中簡(jiǎn)單地將基坑工程與一般巖土工程等同起來，無法達(dá)到基坑支護(hù)設(shè)計(jì)技術(shù)要求。產(chǎn)生這種情況不是偶然的、個(gè)別的，究其原因，主要是因?yàn)椴糠只邮┕すさ毓ぷ魅藛T本身理論知識(shí)儲(chǔ)備匱乏、專業(yè)實(shí)踐訓(xùn)練經(jīng)驗(yàn)不足。具體表現(xiàn)在：有的施工人員缺乏巖土工程基本知識(shí)，有的缺乏結(jié)構(gòu)工程基礎(chǔ)知識(shí)，有的缺乏環(huán)境工程基本知識(shí)，甚至還有一部分人認(rèn)為基坑支護(hù)設(shè)計(jì)只需要計(jì)算機(jī)軟件就可以完成。事實(shí)證明，基坑工程設(shè)計(jì)管理亟待加強(qiáng)。無數(shù)項(xiàng)目工程經(jīng)驗(yàn)都告訴我們，加強(qiáng)基坑工程設(shè)計(jì)管理不僅有助于施工設(shè)計(jì)人員理論認(rèn)識(shí)的提高，還能夠在一定程度上有效降低基坑工程事故發(fā)生率。

基坑工程設(shè)計(jì)管理主要包含兩個(gè)方面的內(nèi)容：一是建立完善審查制度；二是實(shí)行招標(biāo)投標(biāo)制度。其中，審查主要是對(duì)設(shè)計(jì)資格及設(shè)計(jì)圖進(jìn)行審查；實(shí)行招標(biāo)投標(biāo)制度有助于引進(jìn)新的實(shí)力力量，促進(jìn)公平競(jìng)爭(zhēng)，推動(dòng)施工工藝技術(shù)進(jìn)步，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，實(shí)現(xiàn)基坑工程生態(tài)效益、社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益的全面最大化。

2.2 穩(wěn)定與變形控制設(shè)計(jì)

基坑工程作為一種巖土工程，對(duì)社會(huì)環(huán)境產(chǎn)生著重要影響。基坑挖土開方會(huì)降低地下水位，進(jìn)而導(dǎo)致基坑附近區(qū)域低級(jí)土體變形，這樣一來，基坑周圍區(qū)域地下管線、地下建筑、市政道路等都會(huì)受到不良影響，情況較嚴(yán)重的，甚至?xí)苯訉?dǎo)致上述實(shí)物的正常使用，影響人民群眾日常生產(chǎn)生活?；庸こ虒?duì)環(huán)境的影響程度還與基坑主體附近區(qū)域環(huán)境密切相關(guān)。例如在實(shí)際工程項(xiàng)目中，有些基坑工程附近區(qū)域比較空曠，地下管線、地下建筑及市政道路都在可能被影響范圍之外，這種情況下可以允許基坑土體發(fā)生較大變形，基坑工程對(duì)環(huán)境影響較小；還有一些基坑工程緊鄰地下管線、地下建筑及市政道路，客觀條件上不允許基坑土體發(fā)生較大變形，一旦發(fā)生變形，會(huì)對(duì)周圍環(huán)境產(chǎn)生巨大影響。從上述兩種情況分析來看，前者在基坑工程設(shè)計(jì)時(shí)可參照穩(wěn)定控制設(shè)計(jì)；后者則應(yīng)當(dāng)按變形控制設(shè)計(jì)。值得注意的是，在進(jìn)行變形控制設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)基坑支護(hù)變形要求并不是越小越好，也不是對(duì)變形簡(jiǎn)單地設(shè)置限定一個(gè)具體允許值，而應(yīng)當(dāng)從實(shí)際情況出發(fā)，根據(jù)基坑周圍地下管線、地下建筑及市政道路不受土體變形較大影響為研究對(duì)象，因地制宜地規(guī)范變形控制設(shè)計(jì)。

對(duì)比基礎(chǔ)工程，這里我們談及基坑工程穩(wěn)定與變形控制設(shè)計(jì)的土壓力變化較大，而基礎(chǔ)工程中的穩(wěn)定控制設(shè)計(jì)與變形控制設(shè)計(jì)荷載（土壓力）計(jì)算、設(shè)計(jì)方法是不變的。相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)該大力加強(qiáng)基坑支護(hù)變形理論的理解與研究，加強(qiáng)基坑支護(hù)變形計(jì)算方法的研究，加強(qiáng)基坑支護(hù)變形控制設(shè)計(jì)的研究。

2.3 合理選用支護(hù)形式，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案

從第一部分我們了解到，基坑工程具有極強(qiáng)的綜合性、區(qū)域性、時(shí)空性，因此，在對(duì)基坑支護(hù)形式選用時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)認(rèn)真研究工程地質(zhì)、水文地質(zhì)資料及周邊環(huán)境條件，結(jié)合基坑工程開挖深度要求展開操作。

一般來講，基坑支護(hù)形式樣式很多，如土釘墻、SMW工法樁、地下連續(xù)墻、鉆孔灌注樁、水泥攪拌樁墻等。不同基坑支護(hù)形式的適用范圍不盡相同，其優(yōu)缺點(diǎn)也各有區(qū)別。因此，在選用支護(hù)形式時(shí)，應(yīng)該本著具體情況具體分析的原則，因地制宜地合理選用。那么在實(shí)際操作中，究竟應(yīng)該怎樣合理選用支護(hù)形式呢？筆者認(rèn)為，選用支護(hù)形式的關(guān)鍵在于準(zhǔn)確抓住基坑支護(hù)的主要矛盾及主要矛盾中的主要原因，分析本工程項(xiàng)目基坑支護(hù)主要矛盾是控制穩(wěn)定問題，還是控制變形問題；分析本基坑工程發(fā)生穩(wěn)定、變形問題的主要原因是地下水處理問題，還是土壓力問題。

粉土和沙粉地基支護(hù)需要注意地下水處理問題。在處理地下水問題時(shí)，常見的思路有兩種：①止水；②降水。鑒于止水成本較高，施工操作難度較大，尤其當(dāng)基坑內(nèi)外部水位差較大時(shí)，止水帷幕的止水效果缺乏保證，因此，在處理地下水問題時(shí)，只要條件許可，更多采用降水法。設(shè)計(jì)降水時(shí)要將地下水位沉降對(duì)基坑周圍環(huán)境影響納入考慮，回灌法上升水位能夠有效減少基坑降水對(duì)附近區(qū)域的不良影響。此外，在粉土、粉砂地基地區(qū)，能夠使用土釘支護(hù)時(shí)優(yōu)先考慮使用土釘支護(hù)。例如深基坑工程淺層采用土釘支護(hù)，深層采用內(nèi)支撐支護(hù)、樁錨支護(hù)或聯(lián)合支護(hù)方式。

據(jù)資料顯示，多數(shù)基坑工程事故發(fā)生都與地下水處理不當(dāng)有關(guān)。綜上分析得出，在處理地下水問題時(shí)，條件允許采用降水時(shí)盡量使用降水，而不使用止水，如果受客觀條件限制，只能采用止水，一定要注意盡可能降低基坑內(nèi)外部的水位差。合理選用基坑支護(hù)形式是基坑支護(hù)設(shè)計(jì)優(yōu)化的第一步，在對(duì)支護(hù)形式進(jìn)行選定后，第二步就是對(duì)該選定方案的具體優(yōu)化。在具體設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化上，還有十分廣闊的發(fā)展空間。

2.4 加強(qiáng)施工管理，提高施工質(zhì)量

基坑工程施工也是發(fā)生基坑事故的重要原因之一。在實(shí)際操作中，由于施工不規(guī)范導(dǎo)致施工事故的事件時(shí)有發(fā)生。要減少施工問題導(dǎo)致基坑事故發(fā)生率，關(guān)鍵在于提高施工質(zhì)量，加強(qiáng)施工管理。基坑工程是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，設(shè)計(jì)基坑支護(hù)應(yīng)注重開方挖土對(duì)基坑變形、穩(wěn)定的影響；基坑支護(hù)設(shè)計(jì)應(yīng)對(duì)基坑開方挖土施工做出科學(xué)規(guī)范，施工方應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)方的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行施工，設(shè)計(jì)方與施工方保持聯(lián)絡(luò)和進(jìn)度跟進(jìn)，根據(jù)基坑工程監(jiān)測(cè)變化適時(shí)調(diào)整工程方案，保證工程順利進(jìn)行。

基坑工程性狀受多方面因素影響，不確定因素也很多，因此基坑工程施工一般采用信息化施工。相關(guān)人員應(yīng)高度重視基坑工程監(jiān)測(cè)工作，進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理，有效減少基坑事故發(fā)生。

3 結(jié)束語

基坑工程設(shè)計(jì)是一項(xiàng)集區(qū)域性、時(shí)空性、復(fù)雜性于一體的綜合工程系統(tǒng)，由于受多方面因素影響，基坑事故時(shí)有發(fā)生，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)積極研究分析問題產(chǎn)生的原因，并對(duì)基坑工程設(shè)計(jì)做出改善和優(yōu)化，以促進(jìn)基坑工程技術(shù)深入發(fā)展。