施工條件復(fù)雜的建筑深基坑支護結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工

張春雨

摘要：隨著城市建設(shè)的發(fā)展，高層建筑地下室的建設(shè)和城市地鐵工程的建設(shè)，深基坑工程成為近年來土木工程領(lǐng)域發(fā)展較快的一門綜合性學(xué)科，它不僅涉及工程地質(zhì)、土力學(xué)、基礎(chǔ)工程學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、材料力學(xué)、工程結(jié)構(gòu)、工程施工等學(xué)科，更涵蓋勘測、基坑支護結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工、地下水控制、基坑土方開挖、土體加固、工程監(jiān)測和周圍環(huán)境的保護以及深基礎(chǔ)施工等內(nèi)容。由于它具有實踐性強、不確定性大、周邊環(huán)境復(fù)雜多樣、區(qū)域性地質(zhì)多變、工程量大、工序多等特點，導(dǎo)致其施工風(fēng)險性高、施工技術(shù)復(fù)雜，甚至被住房城鄉(xiāng)建設(shè)部列為危險性較大的分部分項工程之一。也正因如此，深基坑支護的事故往往損失重大，而本文就是以復(fù)雜環(huán)境下建筑深基坑支護結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工為研究基點，通過對以往工作實例的經(jīng)驗總結(jié)、施工剖析淺談相關(guān)情況以便參考。

關(guān)鍵詞：施工復(fù)雜環(huán)境;支護結(jié)構(gòu);設(shè)計;施工;措施

一、前言

放眼我國北上廣深大型城市，高樓大廈節(jié)次鱗比。樹大根深，樓高基深，其不可避免地設(shè)計到深基坑問題。20世紀80年代基坑深度一般在10m左右，而如今20～30m深的基坑已屢見不鮮，地下資源得到了越來越多的重視與開發(fā)。在這些工程建設(shè)過程中，深基坑支護結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工積累了豐富的實踐經(jīng)驗，支護結(jié)構(gòu)的形式有了不少的創(chuàng)造和改進，施工技術(shù)也取得了很大的進步。然而我們也同樣看到，基坑工程認識土木工程仍是土木工程建設(shè)中事故的多發(fā)點，事故率高達基坑數(shù)的20%～30%，造成難以估量的經(jīng)濟、社會損失。而造成基坑事故的額原因很多，可源于巖土性質(zhì)的不易捉摸;可由于無序競爭造成以高風(fēng)險為代價，但究其根本還是對于施工復(fù)雜環(huán)境下建筑深基坑支護的設(shè)計與施工研究的缺位。我認為這塊內(nèi)容是有研究的必要性的，它不僅能夠有效消除施工單位在復(fù)雜環(huán)境下的安全質(zhì)量隱患，還能夠在確保建筑項目順利施工的同時優(yōu)化深基坑支護。所以本文也以此為研究基點，對建筑深基坑支護提出相關(guān)的措施。

二、影響建筑基坑支護結(jié)構(gòu)設(shè)計的因素

1、近似建模計算的誤差

在建設(shè)項目的基坑支護設(shè)計中，相關(guān)的設(shè)計人員會根據(jù)建設(shè)項目工況、周邊環(huán)境、水文地質(zhì)條件等通過建立近似計算模型，推演深基坑支護結(jié)構(gòu)受力情況，根據(jù)計算數(shù)據(jù)中支護體系及周邊環(huán)境的變形量等內(nèi)容，制定安全可靠，施工簡便，經(jīng)濟可行的設(shè)計方案。然而，由于建設(shè)項目周邊環(huán)境條件相對復(fù)雜，基坑坑頂荷載可變性大，水文地質(zhì)條件的不確定性，增加了支護結(jié)構(gòu)設(shè)計近似模型與實際施工過程中工況體現(xiàn)的不一致性。

2、支護體系施工質(zhì)量控制缺位

由于建筑深基坑支護設(shè)計時建立的近似模型與實際工況的出入，以致施工支護結(jié)構(gòu)后其變形控制與設(shè)計要求亦有差異，甚至?xí)绊懙浇ㄖ罨又ёo的安全。在諸多工程實例中，多有因施工單位沒有對支護設(shè)計方案進行圖紙會審及答疑，沒有在各項施工工序開展前進行技術(shù)交底，由于錯誤施工工序、施工工藝造成基坑支護體系的變形，甚至出現(xiàn)安全事故。如圖所示，是基坑支護發(fā)生變形的情況。

3、基坑設(shè)計資料提供不足

在進行基坑支護施工之前，應(yīng)提供具有相關(guān)資質(zhì)單位提供的擬建場地巖土工程基坑專項勘察報告，場地周邊環(huán)境條件、地形、管線圖等，進而保證建設(shè)項目基坑支護設(shè)計的準確性。在實際設(shè)計過程中，由于個別資料的缺失導(dǎo)致設(shè)計分析無法實現(xiàn)精細化，達到準確性，從而造成深基坑支護設(shè)計的缺陷，進而不能使基坑支護體系實現(xiàn)其設(shè)計目的及作用，更甚至出現(xiàn)安全風(fēng)險。

4、設(shè)計人員主觀因素

深基坑支護設(shè)計人員在面對施工條件較復(fù)雜的項目時，由于缺乏相關(guān)經(jīng)驗積累及對其高風(fēng)險的預(yù)判，以致不能制定合理的設(shè)計方案，在施工過程中不能根據(jù)現(xiàn)場信息反饋做到動態(tài)設(shè)計，適時調(diào)整設(shè)計方案、施工工藝等，用有效措施杜絕安全隱患。

三、針對復(fù)雜條件下建筑深基坑支護結(jié)構(gòu)設(shè)計的措施

1、創(chuàng)新設(shè)計理念

就我國目前對于建筑深基坑支護的情況來看，我國建設(shè)項目的基坑支護的計算、相關(guān)規(guī)范還有待完善，須要通過國內(nèi)沿海及高速發(fā)展城市的諸多案例，研究其項目共性、特性，進一步向其他地區(qū)推廣分析傳播其特點，做到行業(yè)設(shè)計師與時俱進的更新其設(shè)計理念，不僅可以制定出合理的復(fù)雜施工條件下深基坑支護方案，并且通過技術(shù)創(chuàng)新以提高基坑支護體系的安全性。

2、保證基坑支護結(jié)構(gòu)的質(zhì)量

在施工的過程中，基坑支護結(jié)構(gòu)的質(zhì)量不滿足要求，最直接的影響就是造成基坑支護在承受荷載的情況下發(fā)生變形或者是坍塌，所以必須要保證基坑支護的質(zhì)量。首先是在設(shè)計方面，設(shè)計人員必須要對建設(shè)項目提資進行分析，驗證相關(guān)數(shù)據(jù)的準確性，最大程度的保證設(shè)計前提的精確度。其次，在施工前，要求施工單位進行圖紙會審及答疑，嚴格按圖施工，遵循設(shè)計要求，保證基坑支護體系施工質(zhì)量，使其發(fā)揮作用。如圖2所示是基坑支護施工的現(xiàn)場情況。

四、復(fù)雜條件下建筑基坑支護的安全施工技術(shù)

對于在復(fù)雜條件下進行基坑支護，除了要有在設(shè)計方面的要求之外，施工技術(shù)也要滿足要求，這樣才能保證設(shè)計、施工都符合基坑建設(shè)要求。如果在施工的過程中，沒有嚴格按照相關(guān)的施工技術(shù)進行施工，就會造成施工過程出現(xiàn)基坑支護結(jié)構(gòu)變形甚至安全威脅等問題，所以相關(guān)的施工單位一定要重視基坑支護的安全施工技術(shù)。在基坑的土方進行開挖之前，相關(guān)的施工單位要根據(jù)施工現(xiàn)場的具體情況進行施工組織方案設(shè)計。在施工過程中嚴格遵循，邊開挖邊支護的施工原則，不能使基坑側(cè)壁在沒有支護的情況下長期暴露，否則會有安全隱患，更可能威脅在基坑底施工人員的生命安全。

五、結(jié)束語

我國建設(shè)項目不斷發(fā)展，同時也面臨著越來越復(fù)雜的情形，給施工情況帶來了很多的不便，其中基坑支護就存在這樣的情況。本文以復(fù)雜條件下建設(shè)項目深基坑支護的設(shè)計及施工為研究基點，粗談了建設(shè)項目深基坑支護的影響因素，也提出了一些相關(guān)的設(shè)計、施工措施僅作參考。

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