巖土工程深基坑支護(hù)的影響因素及防治措施研究

梁平

（廣西華業(yè)建筑工程有限公司　廣西防城港　538000）

如今，隨著城市建設(shè)用地的不斷緊張，當(dāng)前的建筑空間正快速向地下方面發(fā)展，使基坑的深度不斷增大，對(duì)深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的要求越來(lái)越高，受到多方面因素的影響，需要制定有效的防治措施。

1　巖體工程勘察方面的影響因素與防治措施

1.1　巖土性質(zhì)

從基坑工程安全事故案例可知，巖土性質(zhì)是支護(hù)設(shè)計(jì)重要影響因素，對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)選型有決定性影響，開(kāi)挖范圍與其下部巖土層的實(shí)際承載力、物理力學(xué)性質(zhì)與固結(jié)程度，以及應(yīng)力歷史與滲流狀況等都是影響因素，在深基坑工程中被稱(chēng)作巖土因素[1]。

分析巖土性質(zhì)對(duì)深基坑安全性與穩(wěn)定性造成的影響應(yīng)先明確開(kāi)挖施工范圍中巖土種類(lèi)。以基礎(chǔ)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范為依據(jù)，可將天然土分成以下四類(lèi)：①碎石土；②砂土；③粉土；④粘土。此外，軟土與濕陷性黃土也會(huì)對(duì)深基坑的安全性造成影響。從現(xiàn)有的研究成果可知，軟土主要具有下列特征：①?gòu)耐庥^上看主要為細(xì)粒土，呈灰色；②天然含水量不小于液限；③天然孔隙比不小于1.01，而對(duì)于濕陷性黃土，其通常將濕陷系數(shù)作為依據(jù)來(lái)確定。

因軟土具有特殊的物理力學(xué)性質(zhì)，在深基坑開(kāi)挖施工中，巖土結(jié)構(gòu)極易破壞，其強(qiáng)度有所降低，容易產(chǎn)生剪切變形或者是側(cè)向位移。對(duì)濕陷性黃土而言，因其具有一定濕陷性，所以如果含水率有所增加，則會(huì)產(chǎn)生濕陷的現(xiàn)象，深基坑范圍中存在這種巖土類(lèi)型時(shí)，需要做好防水和止水。對(duì)其它巖土而言，如粘土、砂石土等，因其具有很大的抗剪強(qiáng)度，所以變形很小，開(kāi)挖時(shí)應(yīng)按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行施工，同時(shí)以監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為依據(jù)進(jìn)行調(diào)整。此外，在砂土地區(qū)進(jìn)行深基坑開(kāi)挖施工時(shí)，應(yīng)注意基坑底部可能產(chǎn)生的管涌現(xiàn)象。對(duì)于雜填土，其強(qiáng)度相對(duì)較小，如果土層厚度較大，則會(huì)產(chǎn)生變形與位移，并且使止水面臨較大的困難。因此，應(yīng)充分考慮巖土性質(zhì)來(lái)選擇適宜的支護(hù)結(jié)構(gòu)，并采用與之相應(yīng)的方法進(jìn)行防水和排水[2]。

1.2　水體影響

水對(duì)深基坑的穩(wěn)定性也有直接影響，很多事故都是因?yàn)樗斐傻?，以賦存條件與水體來(lái)源為依據(jù)，可將水體分成以下兩種：①土體中的水；②地表水。巖土體中含水量如果增加，則會(huì)使支護(hù)結(jié)構(gòu)所受土壓力明顯增加，并使合力作用點(diǎn)大幅上升，未達(dá)飽和狀態(tài)的土體，其基質(zhì)吸力有所減小，導(dǎo)致支護(hù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的剪力與彎矩，最終對(duì)深基坑穩(wěn)定性造成影響。此外，土體含水從整體上可以看成是一個(gè)地下水系統(tǒng)，產(chǎn)生滲流網(wǎng)，影響支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，降低土體抗拔力。如果基坑底部存在承壓水層，則要對(duì)其承壓水位實(shí)際厚度進(jìn)行驗(yàn)算，確認(rèn)能否達(dá)到要求，在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)預(yù)防側(cè)涌及管涌的產(chǎn)生[3]。

很多事故都是因?yàn)榻邓鸬?。如果降水使基坑中的水量有所增加，則必須及時(shí)排出。當(dāng)設(shè)計(jì)范圍中的補(bǔ)給水源相對(duì)較多時(shí)，必須調(diào)查清除，制定合理可行的防治措施，避免產(chǎn)生意外，對(duì)深基坑安全性及穩(wěn)定性造成影響。

2　深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方面的影響因素與防治措施

2.1　設(shè)計(jì)要求

在深基坑設(shè)計(jì)過(guò)程中，主要包含以下技術(shù)文件：設(shè)計(jì)決算書(shū)、設(shè)計(jì)圖紙與相關(guān)文字資料；需要以基坑的安全等級(jí)為依據(jù)確定結(jié)構(gòu)變形允許值、水平位置允許值、沉降觀測(cè)成果，據(jù)此得出報(bào)警值，同時(shí)對(duì)施組設(shè)計(jì)、開(kāi)挖施工程序、深基坑監(jiān)測(cè)等提出明確的要求；在設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)遵循相應(yīng)的規(guī)范與法規(guī)；以場(chǎng)地范圍內(nèi)的地質(zhì)、場(chǎng)地條件和技術(shù)條件做多方案對(duì)比和論證；對(duì)于最佳的工程方案，應(yīng)盡可能避開(kāi)雨季，保證施工的便利性，并縮短工期、保證施工安全性與可靠性、保證經(jīng)濟(jì)性與和合理性，并兼顧環(huán)境保護(hù)。此外，工程設(shè)計(jì)除了要保證深基坑直接裸露過(guò)程中的安全，還應(yīng)注重深基坑周?chē)渌鼧?gòu)筑物的安全[4]。

2.2　設(shè)計(jì)內(nèi)容與主要要素

為確保施工單位可以充實(shí)落實(shí)設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)單位應(yīng)制定完善的設(shè)計(jì)書(shū)，其內(nèi)容應(yīng)包括以下幾點(diǎn)：工程設(shè)計(jì)總體說(shuō)明、平面布置、結(jié)構(gòu)大樣、深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)、主要節(jié)點(diǎn)、開(kāi)挖剖面、監(jiān)測(cè)元件布置、降水設(shè)計(jì)。

深基坑的平面布置需要準(zhǔn)確表達(dá)出所有相關(guān)設(shè)施和施工作業(yè)范圍，其內(nèi)容包括：①開(kāi)挖施工輪廓線與地下室結(jié)輪廓線；②深基坑止水結(jié)構(gòu)、深基坑支護(hù)體系、抽排水設(shè)施；③深基坑周?chē)扔薪ǎ?gòu)）筑物總體輪廓線。

對(duì)于設(shè)計(jì)的總體說(shuō)明，不僅要有結(jié)構(gòu)計(jì)算說(shuō)明，而且還有包括以下說(shuō)明：①施工的基本要求與基本程序；②與深基坑失穩(wěn)有關(guān)的所有指標(biāo)的預(yù)警值，包括傾斜、沉降、隆起、變位、應(yīng)力和裂縫；③監(jiān)測(cè)要點(diǎn)，包括測(cè)點(diǎn)布置、測(cè)點(diǎn)尺寸、監(jiān)測(cè)設(shè)備、技術(shù)參數(shù)和預(yù)警信號(hào)；④深基坑范圍內(nèi)周?chē)演d情況；⑤對(duì)深基坑周?chē)扔薪ǎ?gòu)）筑物、綜合管線、市政道路等的實(shí)際影響與保護(hù)措施；⑥深基坑暴露時(shí)間限制。

深基坑開(kāi)挖施工剖面圖需要表示出斷面實(shí)際標(biāo)高、管線位置、止水體、支護(hù)結(jié)構(gòu)與和開(kāi)挖邊線相距3倍基坑深度的既有建（構(gòu)）筑物、市政道路與綜合管線。在四位一體思想中，設(shè)計(jì)是第二環(huán)節(jié)，主要起到承上啟下等作用，不僅以勘察為基礎(chǔ)給出總綱領(lǐng)，而且還是深基坑開(kāi)挖指導(dǎo)性文件，具有重要的參考借鑒價(jià)值[5]。

3　深基坑支護(hù)施工方面的影響因素與防治措施

3.1　施工方案主要內(nèi)容

施工單位在進(jìn)行方案編制工作時(shí)，不僅涉及常規(guī)內(nèi)容，而且還要以深基坑特征為依據(jù)，考慮下列幾項(xiàng)內(nèi)容：①深基坑土方開(kāi)挖與土方運(yùn)輸；②深基坑降水措施與對(duì)地表水與地下水進(jìn)行控制的有效措施；③深基坑開(kāi)挖施工中的土體堆載；④對(duì)深基坑周?chē)扔薪ǎ?gòu)）筑物、綜合管線與市政道路的有效保護(hù)，此外，如果深基坑周?chē)嬖诤恿?，則要做好環(huán)境保護(hù)工作；⑤制定必要的應(yīng)急處理措施。

3.2　現(xiàn)場(chǎng)施工

現(xiàn)場(chǎng)布置過(guò)程中，需要注意坑頂周?chē)罨?倍距離范圍內(nèi)，不得設(shè)置大型設(shè)置，禁止搭設(shè)臨時(shí)宿舍。這一范圍中，如果必須進(jìn)行設(shè)施搭設(shè)和材料堆放，應(yīng)經(jīng)設(shè)計(jì)單位的分析和驗(yàn)算確認(rèn)，同時(shí)提出合理的意見(jiàn)；對(duì)于施工單位，應(yīng)對(duì)深基坑實(shí)施有效加固，形成加固方案后，應(yīng)經(jīng)專(zhuān)家組進(jìn)行綜合評(píng)審。在施工中，若發(fā)現(xiàn)異常問(wèn)題，或?qū)嶋H觀測(cè)結(jié)果與預(yù)警值相近，則應(yīng)報(bào)監(jiān)理等相關(guān)單位，進(jìn)行補(bǔ)救措施的制定與執(zhí)行。在四位一體思想中，施工為第三環(huán)節(jié)，是對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行執(zhí)行的主體，并且還和監(jiān)測(cè)有著十分緊密的關(guān)系。保證施工的正確性，能充分體現(xiàn)工程設(shè)計(jì)合理性，使深基坑保持穩(wěn)定和安全；同時(shí)，施工也是監(jiān)測(cè)的重要前提，在施工中保護(hù)測(cè)點(diǎn)對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)果準(zhǔn)確性有直接關(guān)系[6]。

3.3　安全監(jiān)測(cè)

安全監(jiān)測(cè)不僅是對(duì)設(shè)計(jì)和施工的準(zhǔn)確性進(jìn)行驗(yàn)證的重要手段，而且還是為施工提供正確指導(dǎo)的關(guān)鍵所在。在基坑監(jiān)測(cè)過(guò)程中，需要嚴(yán)格按照可靠性基本原則選用合適的監(jiān)測(cè)設(shè)備，并對(duì)測(cè)點(diǎn)予以保護(hù)，確保測(cè)點(diǎn)得以正常使用。安全監(jiān)測(cè)結(jié)果應(yīng)具有良好完整性和連續(xù)性，做好數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，實(shí)現(xiàn)和施工的有效協(xié)調(diào)，防止事故發(fā)生。

4　結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，深基坑支護(hù)具有一定復(fù)雜性與綜合性，除了要做好檔土和擋水，還要進(jìn)行變形控制，深基坑的穩(wěn)定性會(huì)受到很多因素的影響。在實(shí)際工作中，應(yīng)綜合考慮勘察、設(shè)計(jì)、施工與監(jiān)測(cè)四方面的不同影響因素，努力實(shí)現(xiàn)四位一體，以此保證基坑安全性與穩(wěn)定性，從而縮短工期，保證質(zhì)量。