巖土工程深基坑支護的設(shè)計與施工

樊明皓

（海峽（福建）交通工程設(shè)計有限公司，福建 福州 350000）

0 引言

隨著我國巖土工程的施工范圍越來越廣，對施工的應(yīng)用強度也得到了進一步地提高，施工過程中，深基坑支護這一關(guān)鍵性的技術(shù)直接影響了施工環(huán)節(jié)與工程的質(zhì)量。隨著深基坑支護這一關(guān)鍵性技術(shù)的廣泛應(yīng)用與逐漸發(fā)展，對深基坑支護結(jié)構(gòu)的設(shè)計也需要進一步地改進與完善。

1 深基坑支護的設(shè)計及施工的重要性

近年來我國高層建筑的數(shù)量逐漸增多，飛速的發(fā)展促進了基坑支護技術(shù)的改革與提高，而我國在基坑支護技術(shù)的研究、設(shè)計以及施工方面也積累了較為先進的經(jīng)驗，在基坑支護技術(shù)以及施工工藝方面的應(yīng)用也愈發(fā)成熟。目前我國大部分城市建設(shè)用地較為緊張，而建筑需求卻越來越大，這也導(dǎo)致了建筑之間的距離在逐漸減少，這不僅增加了施工的難度以及對周圍自然環(huán)境的影響，同時也加劇了經(jīng)濟壓力。

2 巖土工程中深基坑支護的特征

2.1 影響因素多

我國地域遼闊，地質(zhì)情況復(fù)雜，巖土工程建筑施工現(xiàn)場的地貌條件與自然環(huán)境往往也比較復(fù)雜，在進行深基坑支護的過程中，巖土工程周圍的水泥滲流量、巖石的強度等都會受到很大的影響，因此我們在進行深基坑支護的設(shè)計和施工過程中必須要充分考慮各個方面的原因。一般來說，深基坑周圍的土壤和巖石極其容易給工程建筑物的結(jié)構(gòu)帶來較大的壓力，從而導(dǎo)致對深基坑支護施工的不良影響。

2.2 施工條件復(fù)雜

與一般建筑工程施工過程中的深基坑支護施工相比，巖土結(jié)構(gòu)工程施工過程之中深基坑支護所遇到的困難和麻煩要更多，施工條件也相對較為惡劣，這就決定了施工單位必須做到對深基坑支護的施工和質(zhì)量實行嚴(yán)格的監(jiān)管。而巖土工程的深基坑支護的設(shè)計人員必須要對其施工現(xiàn)場、地域特征、周圍環(huán)境進行全方位的調(diào)查了解，這樣才能盡量避免各種復(fù)雜的施工環(huán)境和自然條件給深基坑支護的施工質(zhì)量帶來影響。

2.3 施工風(fēng)險大

大多數(shù)情況下，深基坑支護是臨時性的施工工程，其設(shè)計目的主要是為了有效地降低建筑巖土工程的施工難度，從而提高建筑巖土工程的施工質(zhì)量以及速度。巖土工程施工的過程之中本身就會遇到許多的安全問題，這也導(dǎo)致了巖土工程施工中深基坑支護的設(shè)計和施工也同樣會遇到許多安全方面的風(fēng)險。巖土工程施工中的深基坑支撐技術(shù)既存在著安全方面的風(fēng)險，同時在人員安全方面同樣也有著較大的風(fēng)險，因此在施工的過程中必須要重視安全問題，以防安全事故的發(fā)生。

3 巖土工程中深基坑支護施工存在的問題

盡管我國在巖土工程深基坑領(lǐng)域有著較為先進的技術(shù)經(jīng)驗，但是深基坑支護的設(shè)計依舊存在一些問題，例如，深基坑土體取樣沒有代表性、力學(xué)參數(shù)的選擇不合理、施工過程與施工設(shè)計不符、施工人員的專業(yè)素質(zhì)水平較低、施工物料的質(zhì)量不符合國家標(biāo)準(zhǔn)等。以下將主要分析施工物料的質(zhì)量不符合標(biāo)準(zhǔn)、施工人員的專業(yè)素質(zhì)水平過低、力學(xué)參數(shù)的選擇不合理等問題，并提出相應(yīng)的改善對策。

3.1 施工物料的質(zhì)量不符合國家標(biāo)準(zhǔn)

因為大部分的巖土工程的深基坑支護是臨時性的工程，這一特點導(dǎo)致了部分的建筑企業(yè)為了壓縮建筑成本，在建設(shè)支護設(shè)備物料的選擇上，會更加傾向于采購價格更為低廉的施工物料，但是這些價格低廉的物料絕大部分其質(zhì)量無法達到國家規(guī)定的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。這就導(dǎo)致了盡管深基坑支護是一項臨時性的工程，但是在沒有拆除之前，在各種原因的影響之下，會造成嚴(yán)重的安全事故，甚至影響到現(xiàn)場施工人員的生命安全。

3.2 施工人員專業(yè)素質(zhì)水平較低

隨著科技的飛速發(fā)展，在實際的施工過程之中，通常會引進一些先進的施工技術(shù)，目前我國的基層施工人員普遍文化水平較低，無法熟練地運用各種先進的施工技術(shù)。這就需要建筑企業(yè)加強對基層施工人員的技術(shù)培訓(xùn)，確保施工現(xiàn)場所引用的各種先進技術(shù)、設(shè)備得到充分的使用，達到提升施工效率的目的。同時還需要對基層的施工人員進行設(shè)計知識方面的培訓(xùn)，有利于在施工過程中發(fā)現(xiàn)施工現(xiàn)場與圖紙之間的差異，及時與現(xiàn)場監(jiān)察人員進行溝通，避免施工過程與施工設(shè)計不符的現(xiàn)象發(fā)生。

3.3 力學(xué)參數(shù)選擇不合理

在進行巖土工程的深基坑支護設(shè)計過程中，想要保證支護結(jié)構(gòu)具備良好的承載力和強度，并符合國家相關(guān)的規(guī)定，就必須做好對其相關(guān)力學(xué)參數(shù)的選取工作。而在實際施工的過程中，經(jīng)常出現(xiàn)因為力學(xué)參數(shù)的不合理選擇，使得支護結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和強度都無法達到預(yù)期的承載力，不僅僅前期的相關(guān)取樣、數(shù)據(jù)資料得不到有效的利用，同時這些數(shù)據(jù)還有可能對后續(xù)的施工造成極為嚴(yán)重的影響。另外，力學(xué)參數(shù)的選取不合理，巖土工程深基坑的支護結(jié)構(gòu)質(zhì)量的穩(wěn)定性等都會因此受到較大的影響，不僅會導(dǎo)致施工周期的延長、施工過程中物料的浪費、施工成本的增加，進而導(dǎo)致影響整個項目的經(jīng)濟效益，同時對于施工的質(zhì)量也有著較為嚴(yán)重的影響。

3.4 不確定性以及多事故性

巖土工程深基坑支護施工的過程之中，受區(qū)域環(huán)境、施工地理位置的不同、氣候的變化等因素而導(dǎo)致深基坑支護工作有著極大的不確定性以及多事故性的特點。主要是施工場地巖石和土壤的結(jié)構(gòu)變化與相互之間的差異、調(diào)查數(shù)據(jù)的差異、巖土性質(zhì)的不同、施工場地的天氣自然條件的不同、檢測方式的不同、設(shè)計方案的變化等。

3.5 實踐性和區(qū)域性

基坑支護工程具有實踐性與區(qū)別性，在基坑支護工程實際施工時需要對各種巖土結(jié)構(gòu)工程作出仔細(xì)的分析和勘測。其中包括地質(zhì)構(gòu)造、基坑水質(zhì)、地下水的含量等。即便是在相鄰的城市，在建設(shè)基坑項目時，也可能會有著區(qū)域差別。因此在進行工程圖紙的設(shè)計過程中，要注意將設(shè)計與施工現(xiàn)場進行緊密的結(jié)合。

4 深基坑支護設(shè)計和施工改善對策

4.1 切實做好土體取樣工作

深基坑支護結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，提前做好土體取樣，能夠為后續(xù)深基坑設(shè)計提供更為可靠的數(shù)據(jù)支持，保證設(shè)計與施工條件更加匹配。同時，在進行深基坑工程支護設(shè)計以及施工以前，相關(guān)單位不僅要提高取樣工作質(zhì)量，還應(yīng)該加大對相關(guān)工作人員的培養(yǎng)力度，展開針對性培養(yǎng)，以此來提高他們的責(zé)任觀念，讓他們充分認(rèn)識到深基坑工程支護設(shè)計主要目標(biāo)除了為工程任務(wù)順利展開夯實根基外，還應(yīng)該切實保護人們的生命財產(chǎn)安全不受侵害，杜絕安全與質(zhì)量問題出現(xiàn)，促進我國的可持續(xù)發(fā)展。除此之外，在對技術(shù)人員進行培訓(xùn)的時候，相關(guān)單位還應(yīng)該制定更為科學(xué)合理的獎懲機制，以此來有效提高技術(shù)人員參與知識學(xué)習(xí)的積極性，幫助他們充分掌握最先進的施工技術(shù)，從而切實杜絕質(zhì)量與安全隱患。

4.2 選擇合理的力學(xué)參數(shù)

要想保證巖土工程施工中的深基坑支護裝置的設(shè)計與施工效果，在設(shè)計的各個環(huán)節(jié)就必須考慮選取合適的力學(xué)參數(shù)。相關(guān)的研究表明，設(shè)計人員通過選取合適的動力學(xué)參數(shù)，可以在很大程度上保證巖土結(jié)構(gòu)中的深基坑支護結(jié)構(gòu)的總體穩(wěn)定性，從而達到保證支護的效果。

在我國現(xiàn)代建筑技術(shù)的持續(xù)進步和發(fā)展過程中，深基坑的支護結(jié)構(gòu)同樣也處于持續(xù)發(fā)展和變化的過程之中。設(shè)計時可以根據(jù)實際情況有針對性地對支護結(jié)構(gòu)做出必要的改動和調(diào)整，可以通過將多種不同的支護結(jié)構(gòu)進行組合，以此提升深基坑支護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，以及保證在施工過程中的安全性，從而促進我國現(xiàn)代巖土工程領(lǐng)域中深基坑支護結(jié)構(gòu)的設(shè)計和施工管理等方面工作的順利發(fā)展。

4.3 優(yōu)化設(shè)計理念

近年來，我國科研人員在巖土深基坑支護工程技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)進行了長期的努力與深入研究，以及對我國巖土工程地形變化規(guī)律的準(zhǔn)確把握，巖土工程深基坑支護技術(shù)的設(shè)計己經(jīng)逐漸成熟。目前我國在支護結(jié)構(gòu)的設(shè)計中還未完全建立一套統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)技術(shù)設(shè)計規(guī)范和測量標(biāo)準(zhǔn)，因此可以通過對整個支護樁的動力檢驗和測量計算，有效規(guī)避了其在設(shè)計過程中的一些偏差，同時最大程度上減少支護樁在實際施工過程中的一些缺陷。

4.4 在施工過程中實時觀測和監(jiān)測

在施工設(shè)計中，重點主要集中在對基坑的邊坡變形以及對周圍建筑物和地下水管線路的影響等情況，經(jīng)過實時、細(xì)致的觀察，會使相關(guān)的技術(shù)人員對土方的支護和開掘具有更深一步的認(rèn)識，以期能夠更加有效地對工程施工進行對比和分析，判斷實際施工設(shè)計過程中是否對土方的設(shè)計和施工方案之間有所偏差或存在其他異常。同時注意在施工的各個階段對于各步驟要保證施工質(zhì)量，施工步驟如圖1。而且在整個施工過程中，除了上述各種施工階段過程中的具體實施和觀測以外，也必須按照需求進行強化實時監(jiān)測，以便于能夠更加有效地做到預(yù)防或可以及時地處理各類突發(fā)事件的發(fā)生，并且對于提高基坑支護工程相關(guān)各類突發(fā)事件有著極其重要的意義。同時還能夠有效地避免因各種突發(fā)性事件給企業(yè)帶來相關(guān)的損失。

圖1 施工步驟

4.5 提高檢驗的標(biāo)準(zhǔn)和精確性

檢驗的標(biāo)準(zhǔn)主要包括操作規(guī)范、技術(shù)的嚴(yán)格以及對質(zhì)量的監(jiān)督檢驗三項，在相關(guān)人員進行深基坑支護的施工過程中要在安全管理上盡可能地保證其檢驗的制度化、標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化，基于此，就必須要對所使用的深基坑支護結(jié)構(gòu)的整體、成品、材料等各個方面都做好一系列的實驗，把事故的發(fā)生從現(xiàn)場源頭上全部消除。在這一環(huán)節(jié)的過程中，對于施工中可能會涉及的一些較為復(fù)雜的設(shè)備以及施工工藝和其他施工技術(shù)，需要經(jīng)過專門的質(zhì)量檢查人員對其進行嚴(yán)格的檢驗并且確認(rèn)審核合格后方可繼續(xù)進行接下來的施工和操作，運用先進的質(zhì)量檢驗手段和方法，提高其檢驗結(jié)果的準(zhǔn)確性，在其檢驗的地點和時間上一定要把日常的檢驗與重點質(zhì)量檢查有機地結(jié)合，通過開展比賽進行相應(yīng)的互檢與自檢，以期提高各個部位的檢查工作。

5 結(jié)束語

綜上所述，深基坑支護作為現(xiàn)代巖土工程中的重要一環(huán)，在施工開始之前，相關(guān)的施工人員應(yīng)該著重對施工現(xiàn)場進行全面的勘察，并將勘察所得的數(shù)據(jù)進行匯總、分析。在數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)之上再進行深基坑支護的設(shè)計與施工，這對于確保工程質(zhì)量起著十分重要的作用。