深基坑工程設(shè)計與施工分析

劉小英

甘肅省平?jīng)鍪袥艽h住房和城鄉(xiāng)建設(shè)局

1 前言

隨著近年來建筑規(guī)模的擴大以及樓層的升高，深基坑工程已經(jīng)成為現(xiàn)代建筑工程中極為常見的基礎(chǔ)工程。但是深基坑工程本身有著較強的多變性和不確定性，稍不留意就很容易引發(fā)施工安全事故，因此必須在施工前深入勘查地質(zhì)狀況和施工環(huán)境，基于受力和變形等合理設(shè)計基坑施工方案，并在施工時嚴格進行監(jiān)管，務(wù)必要保障施工安全及質(zhì)量。

2 工程概況

某建筑工程包含23 層塔樓與4 層裙樓，并且具有3 層地下室，是典型的深基坑工程。該工程基坑面積高達9523m2，周長為408m，開挖深度達到14.4m，局部電梯井位置更是達到了16.2m。在施工前，該工程施工地點地勢較為平坦，基坑北面、南面包含大量地下管線，西面為菜園且和東面區(qū)域高差達到2.5m，而且地理位置靠近珠江，地下水豐富并對施工造成了巨大影響。

3 深基坑工程設(shè)計方案確定

3.1 工程條件分析

對本工程條件進行綜合分析，不難發(fā)現(xiàn)其具有三大特征。其一，施工地質(zhì)條件較為復(fù)雜。其二，施工環(huán)境較為復(fù)雜。其三，本工程規(guī)模大，施工規(guī)劃協(xié)調(diào)較為困難。不管是從基坑面積還是從開挖深度來看，本工程施工的難度都較大，需要科學(xué)進行施工規(guī)劃，才能做到出土便利、施工方便，在工期內(nèi)完成施工任務(wù)。

3.2 基坑支護方案分析

根據(jù)基坑支護方案自身特性及本工程實際情況，可選支護方案主要包括地下連續(xù)墻+鋼筋混凝土內(nèi)支撐支護、地下連續(xù)墻+預(yù)應(yīng)力錨索支撐、旋挖灌注樁+鋼筋混凝土內(nèi)支撐支護、旋挖灌注樁+預(yù)應(yīng)力錨索支護等4種，實際上就是地下連續(xù)墻與旋挖灌注樁、鋼筋混凝土內(nèi)支撐與預(yù)應(yīng)力錨索支撐的選擇組合。其中地下連續(xù)墻與旋挖灌注樁相比，前者對周邊環(huán)境的影響較小，而且止水效果及受力情況都較好，安全性較高，不過施工周期較長及造價偏高；后者需要在施工時做止水帷幕，施工難度更大，并且用于淤泥層及砂層較厚的本工程存在一定安全隱患，不過其施工周期更短且造價更低。

3.3 基坑支護方案選定

通過綜合分析，本工程最終選定地下連續(xù)墻+鋼筋混凝土內(nèi)支撐方式作為基坑支護方案。該方案在實踐時具有對周邊影響小，安全性高，止水效果及受力情況良好的優(yōu)點，雖然其工期和造價并非最短最低，但綜合來看是最適合本工程施工的支護方案。為了保障工程安全和支護效果，本工程使用了2道鋼筋混凝土內(nèi)支撐，同時采取上部放坡的方式對東西高低差所造成的不對稱載荷加以平衡，還能起到防止相鄰水體灌入基坑、縮短建設(shè)工期和降低造價的作用。

4 深基坑工程施工過程控制

4.1 合理布置支撐體系并明確施工控制目標

本工程施工需要對支撐體系進行合理布置，否則很容易出現(xiàn)支撐失效而對整個工程的安全造成威脅的情況。支撐體系應(yīng)當(dāng)被分為3個獨立的區(qū)域，分別為北面角、中部和南面角，根據(jù)實際施工情況可對獨立支撐體系進行設(shè)置和拆除，務(wù)必要保障施工活動的順利進行。與此同時，施工隊伍還應(yīng)當(dāng)明確施工控制目標，即在深基坑開挖、地下結(jié)構(gòu)施工及土方回填之前，合理控制施工活動，盡量避免結(jié)構(gòu)變形、基坑隆起、水土流失、水體灌入等問題的發(fā)生，從而保障施工安全、高質(zhì)、高效進行。

4.2 科學(xué)選擇監(jiān)測項目

施工活動控制的實現(xiàn)是以監(jiān)測項目為重要渠道，通過對不同項目的有效監(jiān)測能夠準確把握工程施工情況，從而有效預(yù)防施工隱患和風(fēng)險，及時處理施工問題，全面保障施工安全、質(zhì)量及效率。對本工程而言，需要監(jiān)測的項目主要包括支護結(jié)構(gòu)和周圍環(huán)境要素。其中墻頂水平位移、墻頂沉降、孔隙水壓力、土體豎向變形、土體側(cè)向變形、墻體側(cè)向變形、支撐軸力、地下水位、立柱沉降、周圍建筑物沉降和傾斜、周圍地下管線沉降和水平位移等是必須監(jiān)測的項目，它們能夠客觀反映深基坑施工情況，幫助施工隊伍了解是否存在施工問題，從而及時有效地加以防范和處理，提高施工安全性和質(zhì)量。

4.3 確定控制方案

在選擇監(jiān)測項目后，施工隊伍應(yīng)當(dāng)根據(jù)項目針對性地確定控制方案，尤其要落實問題預(yù)防及應(yīng)對處理控制。應(yīng)當(dāng)對工程支護結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)進行再次檢驗，確定支護結(jié)構(gòu)滿足不同監(jiān)測項目的實際要求。其中尤其要關(guān)注支護結(jié)構(gòu)的載荷是否達標，如土壓力、水壓力、施工載荷、地面載荷等均需滿足施工要求。而且根據(jù)本工程地質(zhì)情況和開挖深度、平面形狀及尺寸、地下管線等因素，還應(yīng)當(dāng)進一步檢測施工控制方案的合理性，確保工程支護結(jié)構(gòu)施工不會引發(fā)安全及質(zhì)量問題。另外還需要對施工工藝流程進行明確規(guī)范，指導(dǎo)施工活動開展，確保施工有序進行，防止施工混亂的情況發(fā)生。

4.4 加強施工過程管理

由于本工程采用的是地下連續(xù)墻+鋼筋混凝土內(nèi)支撐支護方案，因此在施工時需要先在基坑周圍做地下連續(xù)墻，并且噴射混凝土固結(jié)，待固結(jié)并達到開挖條件后再開挖施工。而且值得注意的是，施工隊伍還需要在開挖前提前打好鋼構(gòu)柱，確保鋼筋混凝土內(nèi)支撐能夠在支座上穩(wěn)固。在立柱樁施工后便可以進行第一次土方開挖和第一道支撐施工，然后再進行第二次土方開挖和第二道支撐施工，并在上方澆筑基礎(chǔ)底板，拆除第四道支撐，并隨著施工的進行拆除第二和第三道支撐。在此過程中施工隊伍必須嚴格按照施工規(guī)范進行操作，同時對基坑進行嚴格監(jiān)測，確保基坑內(nèi)部沒有明顯滲漏水現(xiàn)象和變形現(xiàn)象。另外在施工時還應(yīng)當(dāng)做好多專業(yè)協(xié)調(diào)，確保各部門和單位能夠順利合作并完成施工。

5 結(jié)束語

綜上所述，軟土地基基坑支護結(jié)構(gòu)的構(gòu)建當(dāng)中，技術(shù)方案很多，可以靈活地根據(jù)地質(zhì)情況進行布置，核心是保證安全性，當(dāng)然在保證了安全后，要考慮經(jīng)濟性與施工效率等方面的因素，進而科學(xué)地布置基坑支護。