建筑施工中深基坑支護的施工技術與管理

楊彥生

（中鐵建工集團，北京100071）

1 引言

隨著經濟社會發(fā)展和城市化進程的加快，城市建筑空間不斷向上向下拓展，高層、超高層建筑如雨后春筍，城市建筑密集，地下空間不斷開發(fā)利用，超大超深基坑不斷涌現(xiàn)。在這種建筑結構環(huán)境下，如何提高深基坑支護質量，是現(xiàn)階段建筑單位需要重視的問題。本文對勘察、設計、施工、使用等各階段及其交互過程中存在的關鍵點進行探討，并根據其中存在的技術問題，提出針對性的解決措施，從而有效提高建筑施工中深基坑支護技術的質量，促進建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

2 建筑工程施工中深基坑支護施工技術

基坑工程是一項包括基坑支護體系的設計、施工和土方開挖的綜合性系統(tǒng)工程，其具有臨時性、安全儲備小、風險性較大、技術綜合性強等特點?；又ёo的設計與施工方案的合理性、可行性及可靠性，往往成為制約工程造價、工期和安全的重要因素[1]。

建筑基坑支護多種多樣，如放坡、土釘墻、重力式擋土結構、懸臂式結構、錨拉式結構和內支撐結構等。城市空間相對狹小，土地的綜合利用程度越來越高，建筑基坑的平面布置特點等，對于超大超深基坑，越來越多地應用內支撐結構支護體系。

內支撐式支護體系應用于大型超深基坑施工，其主要由內支撐系統(tǒng)和擋土結構構成。在實際施工過程中，擋土結構能夠有效承擔基坑開挖時產生的土壓力和水壓力，其還能避免將產生的壓力傳遞到支撐結構中，具有良好的防泄漏功能，有效提高大型超深基坑施工質量。支撐系統(tǒng)主要有水平和豎向2 種體系，支撐材料有鋼結構和鋼筋混凝土結構，豎向采用鋼結構，具有便捷性，在安裝后能夠直接具有支撐能力，降低時間效應帶來的施工影響，水平向采用鋼筋混凝土結構，其具有靈活性，能夠適應各種各樣的基坑形狀，且不會因為某些小因素能產生較大的位移，因此，能夠有效保證深基坑施工質量。

3 建筑工程中深基坑施工管理存在的問題

3.1 深基坑支護結構不合理

深基坑工程設計階段需要以勘察和開挖施工時的諸多技術參數(shù)為依據，在開挖施工過程中往往又會引起支護結構內力和位移以及基坑內外土體變形，發(fā)生種種意外情況?？辈鞌?shù)據的失真和施工技術參數(shù)的不確定性，對深基坑支護結構的選型和設計都會產生顯著的影響。

目前，計算土壓力多采用朗肯土壓力理論，屬于平面靜態(tài)設計原理。而實際上，土壓力存在顯著的空間效應，同時開挖后土體蠕變等原因，又使土壓力具有時間效應，因此，支護結構受力狀態(tài)是空間動態(tài)平衡。

在開展深基坑支護施工過程中，其需要提前計算支護結構數(shù)據來制訂合理的深基坑支護方案，但是由于深基坑支護結構復雜，現(xiàn)階段國內外都沒有精準的計算方法，因此，在施工過程中，往往會出現(xiàn)設計計算結果與實際施工數(shù)據不符的情況，降低深基坑支護質量。目前，在計算深基坑支護結構數(shù)值時，主要采用等值梁法，但是其計算結構存在著較大的誤差且需要較多的施工成本，在土層采樣過程中，還存在著土質隨機性和不確定性等問題，進一步降低深基坑支護結構設計計算準確性。

3.2 基坑開挖不合理

深基坑開挖中，出土方案將直接影響深基坑支護結構的穩(wěn)定性和施工工期。因此，深基坑土方開挖順序和參數(shù)，內支撐施工和養(yǎng)護，結構換撐必須與基坑支護結構的整體受力狀況相吻合，綜合考慮施工工期和基坑和周邊環(huán)境安全等各種因素，避免盲目施工，嚴格遵循開槽支撐，先撐后挖，分層開挖，嚴禁超挖的施工規(guī)則。

通過分析以往大量的深基坑支護開挖情況分析，可知深基坑存在著空間位移問題，在實際施工過程中，深基坑內部存在著中間大兩邊小的問題，這種形狀會降低深基坑邊坡的穩(wěn)定性，進而會影響整體建筑施工質量。出現(xiàn)這類空間效應的問題主要原因為，設計人員在進行制訂深基坑支護方案時，采用平面法來處理問題。例如，在深基坑支護體系中存在著細長條和規(guī)則性2 種結構，對于細長條結構，其采用平面法能夠有效解決實際問題；而具有長方形規(guī)則性結構時，難以解決存在的問題，使其形成空間問題。

3.3 忽略施工交底工作

在開展深基坑支護工作前，需要制定合理的挖土和支護程序，來提高深基坑支護穩(wěn)定性，降低其出現(xiàn)變形的概率。在施工前，還需要進行施工交底工作，來明確施工計劃的合理性，但是在實際施工時，由于施工單位重視自身的經濟效益，為了縮短施工周期，忽略施工交底工作，導致施工過程中出現(xiàn)深基坑支護結構變形，降低建筑施工質量。

4 加強深基坑施工技術管理的措施

4.1 合理選擇支護方法

在施工過程中，主要有重力式擋土墻支護結構、混合式支護結構及懸臂式支護結構，施工單位需要根據施工現(xiàn)場情況來選擇合理的支護方法。對于重力式擋土墻支護結構，其主要是利用自身的重量來實現(xiàn)對深基坑的保護，能夠使其內部形成平衡，提高深基坑的穩(wěn)定性。對于混合式支護結構，其主要利用錨桿來提供支護方式，能夠將其應用到混凝土表面，使其形成支護結構，具有較強的承載能力。而懸臂式支護結構，其能夠滲入施工現(xiàn)場巖層內部中，并且能夠根據巖層等級來為支護結構提供穩(wěn)定的環(huán)境，這種支護方法經常被應用到土質環(huán)境良好的施工現(xiàn)場中，能夠有效提高深基坑支護質量。

4.2 保證基坑開挖合理性

基坑工程時空效應理論是指在基坑工程施工中科學地利用土地自身控制地層位移的潛力，來解決軟土深基坑穩(wěn)定和變形問題的設計方法和施工工藝。時空效應法就是考慮深基坑施工的時間和空間效應的施工步驟，根據基坑規(guī)模、幾何尺寸、圍護墻體及支撐結構體系的布置，基坑地基加固和施工條件，按照“分層、分塊、對稱、均衡、限時”的原則確定施工方案。時空效應理論的應用能有效控制基坑變形，保護周圍建筑物、地下管線、臨近隧道等的安全，同時可以提高施工效率，節(jié)省工期。綜合運用深基坑盆式和島式開發(fā)，合理確定分層分塊施工參數(shù)，減少無支撐暴露時間，是時空效應理論應用的關鍵所在。

4.3 制訂合理的施工和監(jiān)測方案

建筑施工中深基坑支護工程還需要做好使用期內的管理工作，首先，施工應該嚴格按照技術方案確定的順序、步驟和參數(shù)進行，嚴禁出現(xiàn)超挖和支撐系統(tǒng)滯后的現(xiàn)象；其次，應該制訂合理的基坑監(jiān)測方案，并定期對支護結構的應力應變及位移、周邊道路和地下管線的沉降，周圍建筑物的沉降和傾斜，地下水位和壓力變化進行監(jiān)測，并采取有效措施防止超限；最后，應對基坑降水和止水設施的效果引起足夠的重視，避免出現(xiàn)流沙、管涌、地基土上冒等情況。對于由于深基坑支護工程中需要應用較多大型施工設備，不僅要定期檢查和維護設備情況，還需要保證在運輸過程中要制定合理運輸路線。對于易出現(xiàn)問題的施工區(qū)域，要豎立警示牌。施工單位還應當定期組織管理人員進行培訓，以此來提高監(jiān)督管理意識，并做好施工交底工作，以此來提高深基坑的施工質量。

5 結語

綜上所述，建筑施工中深基坑支護工程具有重要的作用，直接影響建筑工程的質量，因此，在實際施工過程中，要合理選擇支護方法、保證基坑開挖的合理性并制訂合理的施工方案，從而有效提高深基坑支護質量，促進我國建筑行業(yè)的長遠發(fā)展。