深基坑工程設(shè)計(jì)與施工分析

沈悅 張濤

摘? ? 要：經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，帶動(dòng)城市化建設(shè)進(jìn)入一個(gè)新的發(fā)展時(shí)期，城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，人口不斷增加，各類高層、超高層建筑屢見不鮮。而這些建筑的基坑開挖深度越來越大，為確保建筑基坑支護(hù)工程的穩(wěn)定性，需要做好其設(shè)計(jì)、施工工作，充分掌握深基坑設(shè)計(jì)與施工工作要點(diǎn)，確保支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、安全，做好土體變形監(jiān)測。因此，找尋更為安全可行、經(jīng)濟(jì)合理的深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)與施工方法是當(dāng)前非常重要的工作之一。

關(guān)鍵詞：基坑工程;設(shè)計(jì);施工技術(shù)

1? 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(dá)9523m2，周長為408m，開挖深度達(dá)到14.4m，局部電梯井位置更是達(dá)到了16.2m。在施工前，該工程施工地點(diǎn)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(dá)到2.5m，而且地理位置靠近珠江，地下水豐富并對(duì)施工造成了巨大影響。

2? 深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)

2.1? 支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算

深基坑支護(hù)施工作為一個(gè)完整的結(jié)構(gòu)體系，應(yīng)滿足經(jīng)濟(jì)性、安全性、可行性的基本要求。深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算可從以下方面考慮。（1）確定深基坑支護(hù)的類型。通過對(duì)深基坑所在的水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、開挖深度、周邊環(huán)境等因素的分析，確保所選用的支護(hù)類型經(jīng)濟(jì)合理，支護(hù)結(jié)構(gòu)安全可靠。（2）水壓力對(duì)土體的作用。在支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)對(duì)超孔隙水壓力對(duì)土體的作用有足夠的認(rèn)識(shí)，明確土體的各項(xiàng)物理學(xué)性質(zhì)特征，取值一定要仔細(xì)，為使取值更加安全，應(yīng)在樁基結(jié)束后，做好土體的原位測試與試驗(yàn)，進(jìn)而獲取更加準(zhǔn)確的資料，積累更多經(jīng)驗(yàn)，提高工程設(shè)計(jì)與施工水平，降低事故發(fā)生率。（3）深基坑邊坡堆載物荷載計(jì)算。基坑支護(hù)的穩(wěn)定性與其邊坡堆載物的荷載有很大關(guān)系，深基坑開挖過程中，嚴(yán)禁基坑坡邊超堆荷載，應(yīng)采取措施防止碰撞支護(hù)結(jié)構(gòu)、工程樁或擾動(dòng)基底原狀土。（4）抗隆起穩(wěn)定計(jì)算。深基坑本身的變形控制和穩(wěn)定性是抗隆起穩(wěn)定的2個(gè)重要指標(biāo)，不僅關(guān)系著基坑的穩(wěn)定性、安全性，也與深基坑周邊環(huán)境的變化息息相關(guān)。因此抗隆起穩(wěn)定計(jì)算是基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程中必不可少的設(shè)計(jì)內(nèi)容。

2.2? 深基坑的時(shí)空效應(yīng)

深基坑開挖后，基坑四周及基底將失去原有的平衡，根據(jù)以往施工經(jīng)驗(yàn)及實(shí)際測量的數(shù)據(jù)表明：基坑周邊會(huì)隨著時(shí)間不斷向基坑內(nèi)側(cè)傾斜，其傾斜規(guī)律是沿著水平位移方向呈現(xiàn)中間大兩邊小。深基坑長邊方向的中間部位往往是基坑邊坡發(fā)生失穩(wěn)現(xiàn)象的常見位置，這表現(xiàn)了深基坑開挖是空間與時(shí)間的問題，與空間和時(shí)間的聯(lián)系密切相關(guān)，這就是深基坑工程的時(shí)空效應(yīng)。通過時(shí)空效應(yīng)理論的分析計(jì)算，按照分層、分步、對(duì)稱、平衡及限時(shí)的原則確定開挖與支撐的施工工序。深基坑開挖工程運(yùn)用時(shí)空效應(yīng)施工，可提升現(xiàn)場施工生產(chǎn)效率，在一定程度上縮短了施工時(shí)間，節(jié)省施工成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。

3? 深基坑工程施工過程控制

3.1 合理布置支撐體系并明確施工控制目標(biāo)

工程施工需要對(duì)支撐體系進(jìn)行合理布置，否則很容易出現(xiàn)支撐失效而對(duì)整個(gè)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(gè)獨(dú)立的區(qū)域，分別為北面角、中部和南面角，根據(jù)實(shí)際施工情況可對(duì)獨(dú)立支撐體系進(jìn)行設(shè)置和拆除，務(wù)必要保障施工活動(dòng)的順利進(jìn)行。與此同時(shí)，施工隊(duì)伍還應(yīng)當(dāng)明確施工控制目標(biāo)，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(dòng)，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(jìn)行。

3.2? 科學(xué)選擇監(jiān)測項(xiàng)目

施工活動(dòng)控制的實(shí)現(xiàn)是以監(jiān)測項(xiàng)目為重要渠道，通過對(duì)不同項(xiàng)目的有效監(jiān)測能夠準(zhǔn)確把握工程施工情況，從而有效預(yù)防施工隱患和風(fēng)險(xiǎn)，及時(shí)處理施工問題，全面保障施工安全、質(zhì)量及效率。對(duì)本工程而言，需要監(jiān)測的項(xiàng)目主要包括支護(hù)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(xiàng)目，它們能夠客觀反映深基坑施工情況，幫助施工隊(duì)伍了解是否存在施工問題，從而及時(shí)有效地加以防范和處理，提高施工安全性和質(zhì)量。

3.3? 確定控制方案

在選擇監(jiān)測項(xiàng)目后，施工隊(duì)伍應(yīng)當(dāng)根據(jù)項(xiàng)目針對(duì)性地確定控制方案，尤其要落實(shí)問題預(yù)防及應(yīng)對(duì)處理控制。應(yīng)當(dāng)對(duì)工程支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行再次檢驗(yàn)，確定支護(hù)結(jié)構(gòu)滿足不同監(jiān)測項(xiàng)目的實(shí)際要求。其中尤其要關(guān)注支護(hù)結(jié)構(gòu)的載荷是否達(dá)標(biāo)，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(jìn)一步檢測施工控制方案的合理性，確保工程支護(hù)結(jié)構(gòu)施工不會(huì)引發(fā)安全及質(zhì)量問題。另外還需要對(duì)施工工藝流程進(jìn)行明確規(guī)范，指導(dǎo)施工活動(dòng)開展，確保施工有序進(jìn)行，防止施工混亂的情況發(fā)生。

3.4? 加強(qiáng)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(hù)方案，因此在施工時(shí)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(dá)到開挖條件后再開挖施工。而且值得注意的是，施工隊(duì)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(jìn)行第一次土方開挖和第一道支撐施工，然后再進(jìn)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(jìn)行拆除第二和第三道支撐。在此過程中施工隊(duì)伍必須嚴(yán)格按照施工規(guī)范進(jìn)行操作，同時(shí)對(duì)基坑進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)測，確?；觾?nèi)部沒有明顯滲漏水現(xiàn)象和變形現(xiàn)象。另外在施工時(shí)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。

4? 深基坑支護(hù)技術(shù)未來發(fā)展趨勢

深基坑支護(hù)技術(shù)未來發(fā)展是建立在其他技術(shù)手段發(fā)展的基礎(chǔ)上的。簡單來說，其未來發(fā)展趨勢主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：第一，充分發(fā)展運(yùn)用噴射混凝土技術(shù)，這種技術(shù)主要是由于深基坑支護(hù)過程中采用大量土釘墻方案，為減少噴射混凝土的回彈量，并保護(hù)基坑周邊環(huán)境，濕式噴射混凝土的施工方法的應(yīng)用較為廣泛。第二，施加預(yù)應(yīng)力對(duì)基坑形變進(jìn)行控制，在后續(xù)的深基坑支護(hù)工程中，通過對(duì)基坑周圍土體進(jìn)行加固，采用注漿、深層攪拌等技術(shù)手段控制土體形變是非常有效的手段。第三，兩墻合一逆作法作為未來深基坑支護(hù)的主要發(fā)展方向，能夠滿足工程造價(jià)、工期等因素的要求。但是，在選擇這種處理方式時(shí)，需要注意逆作法施工受樁基承載力限制，具體實(shí)施過程中需要采用一柱多樁方式進(jìn)行處理，這種情況造成施工成本、難度的增加，在實(shí)際施工過程中，為提升工程建設(shè)效率，選擇提升單樁承載能力的方式進(jìn)行處理，使得上部結(jié)構(gòu)可以解除之前的限制。

5? 結(jié)束語

隨著我國經(jīng)濟(jì)水平的不斷提升，越來越多的高層建筑及地下建筑得以發(fā)展，對(duì)深基坑工程的施工質(zhì)量和施工安全也提出了更高的要求。而深基坑工程是整個(gè)建筑工程必不可少的環(huán)節(jié)，對(duì)于地產(chǎn)及施工企業(yè)來說，應(yīng)引起足夠的重視。對(duì)于建筑人員來說，合理應(yīng)用深基坑的支護(hù)設(shè)計(jì)與施工技術(shù)，是保證深基坑工程乃至整個(gè)建筑工程順利施工的前提，也是推動(dòng)建筑行業(yè)穩(wěn)定發(fā)展的重要保障。

參考文獻(xiàn)：

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