建筑工程深基坑支护技术 陈文柱
建筑工程深基坑支护技术陈文柱
发表时间：2018-08-28T17:01:34.877Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第9期作者：陈文柱
[导读] 深基坑支护工程的支护方案是依据基坑深度和地层土质的好坏来确定的。
广东盛森建设工程有限公司
摘要：深基坑开挖的过程中会遇到各种各样的环境，若是没有进行正确的处理，直接影响到整个高层建筑的质量与使用。针对建筑工程深基坑支护技术中存在的一些问题进行分析，并尝试做出技术上的分析与探讨，进而最大限度地保障建筑工程的质量与施工安全。
关键词：建筑工程；基坑支护工程；支护技术
一、概述
深基坑支护工程的支护方案是依据基坑深度和地层土质的好坏来确定的。基坑支护工程的成败在于是否要做好包含挡土、支护、防水、降水、挖土等在内的多个环节之间的相互配合。根据今年来对工程事故的统计分析发现，20世纪90年代的事故发生率在相对较高，尤其是在上海软土地区，发生了许多事故，国家经济和人民生命财产造成不同程度的损失。这些事故的主要表现为相邻建筑物的开裂甚至倒塌、基坑坍塌和大面积滑坡、基坑周围道路的开裂和塌陷、基坑支护结构破坏等。这些事故发生的概率超过基坑总数的1/4。特别是珠海祖国广场，基坑支护失稳损失2千多万元，进行深基坑开挖支护作为当今土木工程最为复杂的技术领域之一，为了保证周边环境的安全，城市深基坑的开挖和支护不仅要严格限制周边地层位移，还要保证基坑施工过程中的土体稳定。为了缓解城市空间压力，在现代的建筑工程中，许多大型建筑都开始兴建地下室或者其它地下工程，在这种背景的促使之下，深基坑支护技术得到了广泛的应用并且随之迅速发展。从深基坑支护施工技术的出现到现在，经过施工人员的改进创新，使其在实际的应用过程中能够发挥出更好的功效。本文通过对深基坑支护施工技术的深入探析，并对其施工要点做了如下阐述。
二、基坑支护工程的特点
基坑支护工程是建筑工程中最具有挑战性的技术上的难点，其主要原因是造价高，开工数量多，是各施工单位争夺的重点，又由于技术复杂，涉及范围广，变化因素多，事故频繁，岩土性质千变万化，地质埋藏条件和水文地质条件的复杂性、不均匀性，往往造成勘察所得的数据离散性很大，难以代表土层的总体情况，并且精确度较低，给基坑支护工程的设计和施工增加了难度。随着旧城改造的推进，当前基坑支护工程施工的条件均很差主要原因是各城市的主要高层、超高层建筑大都集中在建筑密度大、人口密集、交通拥挤的狭小场地中，邻近常有必须保护的永久性建筑和市政公用设施，不能放坡开挖，对基坑稳定和位移控制的要求很严，但基坑支护工程同时也是降低工程造价，确保工程质量的重点。基坑支护工程作为理论上尚待发展的综合技术学科又是岩土工程、结构工程以及施工技术互相交叉的学科，是个临时工程也是多种复杂因素交互影响的系统工程，基坑支护工程设计与地区性有关，不同区域地质条件其特点不尽相同，稍有不慎就有可能对周边建筑物、地下构筑物及管线的安全造成很大威胁比如在软土、高地下水位及其他复杂场地条件下开挖基坑，很容易产生支挡结构严重漏水、土体滑移、基坑失稳、桩体变位、坑底隆起、流土以致破损等病害，由于基坑支护工程自身特点，其安全储备相对可以小些。目前有的长度和宽度均超过百余米，深度超过20余米。可以看出基坑支护工程目前的发展趋势是大深度、大面积，而且工程规模日益增大。工程实践证明，为了搞好基坑支护工程，必须做好基坑开挖和支护的全过程，包括勘察、设计、施工和监测，同时每个环节的工作基坑支护工程包含挡土、支护、防水、降水、挖土等许多紧密联系的环节也是决定整个工程成败的主要因素。进行支护工程设计主要内容包括了支护体系选型、围护结构的承载力、变形计算、场地内外土体稳定性、降水要求、挖土要求、监测内容等，在支护工程设计中，应注意避免“工况”和计算内容之间可能出现的“漏项”，从而导致基坑失误。另外必须要注意增加事故诱发因素，相邻场地的基坑施工，如打桩、降水、挖土等各项施工环节很有可能相互制约影响。
三、深基坑支护的变形特征及变形控制
进行深基坑支护工程施工，如何控制支护和周围地层的变形是设计和施工中的难点，由于缺乏系统的研究，目前在基坑开挖引起地层变形的控制标准上，经常是参考地下矿井开采和房屋地基沉降等方面所提供的数据。对不均匀沉降引起的结构内力进行计算分析，所给出的结果往往会不切实际地反映地层变形的作用。如果施工不当可能由于基坑开挖后造成地层的竖向沉降、不均匀沉降差以及因不均匀沉降造成的地表倾斜或相对角变位造成对基坑周围的建筑物或管道设施带来危害。同时也可能由于开挖引起的地表水平位移及土体的水平应变同样对环境安全带来危害。支护和地层的变形问题要比其稳定性更为关键，也更难估算和回答。对一个建筑物来说，由于基坑开挖一般引起较大的地表水平位移，不同于建筑物自重或地下水下降引起的，所以地层变位开挖引起的不均匀沉降要比建筑物自重引起的不均匀的危害更大，撑式支护引起的地表水平应变较小。建筑物承受地层变形的能力与建筑物的类型、构造、平面尺寸、高度以及基础的结构形式等许多因素有关。相对来说，地层变位开挖引起的不均匀沉降在悬臂桩墙支护及土钉支护中，最大水平位移发生在基坑侧墙顶部，可产生很大的地表水平应变，伴随有较大的地表水平应变。如果只考虑竖向位移并以竖向位移造成的地表角变位或用地表倾斜度作为衡量指标来评价基坑开挖的影响有可能低估实际的危害程度。
四、深基坑施工的技术控制要点
深基坑施工的复杂性和多变性，要求从施工实施的每个环节做深做细，防止基坑事故的发生，重点要做好以下四个环节。
4.1 岩土勘察要细要准
当已有勘察资料不能满足基坑工程设计要求时，应进行补充勘察。主体建筑的地基勘察应与基坑工程的岩土勘察同时进行，应结合基坑工程支护设计与施工的要求统一布置勘察工作量以制定勘察方案。当浅层存在不良地质现象，夹砂薄层或地下障碍物时，更应引起足够的重视，进行适当的补钻和加钻。实践证明对浅层地基没有足够重视以及施工措施等方面存在不当疏忽极有可能造成基坑工程发生坍塌和质量事故。根据实践经验，在基坑支护体系施工过程中，必须查明不良地质现象的分布和埋藏情况，如隐堤、地下管线、电缆、地下障碍物等。对于设计要求较高的一级基坑和一些复杂、特殊要求的基坑为了能够综合分析和评价土层的特性和设计参数取得可靠的地质资料和参数应采用多种勘探测试手段。对基坑工程开挖施工有较大的影响的地下水主要是浅部黏性土层中的潜水和粉性土、砂土中的微承压水，最大的是砂土中的微承压水或粉性土。在开挖基坑过程要求钻探过程中必须及时测量地下水的初见水位和静止水位以避免由于水头差引起