深基坑工程的特點(diǎn)及存在的問題

張光瑞　劉　洋

摘要：指出深基坑工程是施工開挖與結(jié)構(gòu)工程、巖土工程、環(huán)境工程等諸多學(xué)科的交匯，是一項(xiàng)涉及范圍廣且具有時(shí)空效應(yīng)的綜合性工程。通過對(duì)以往經(jīng)驗(yàn)的研究，摸索出深基坑工程的特點(diǎn)及目前存在的主要問題，可供有關(guān)設(shè)計(jì)、施工人員參考。

關(guān)鍵詞：地下；施工；環(huán)境

隨著高層建筑的興起與普及， 深基坑工程越來越多。何謂深基坑工程？苔羅阿尼先生認(rèn)為：在開挖深度不到6ｍ時(shí)，單憑經(jīng)驗(yàn)施工也不會(huì)遭到失敗，即使地基土質(zhì)略差，用一般方法也能安全施工。在設(shè)計(jì)中過分保守是不經(jīng)濟(jì)的。另外，如果深度大于6ｍ，需要涉及到土力學(xué)方面的一些問題。根據(jù)一些專家的建議，處理開挖時(shí)擋土墻周圍地基的穩(wěn)定問題， 一般采用穩(wěn)定系數(shù)Ｎｓ=γｔ。Ｈ/Ｃｕ，對(duì)Ｎｓ≤4為淺開挖，Ｎｓ≥7為深開挖，其中γｔ是濕土單位體積的重量（ｔ/ｍ3），Ｈ為開挖深度（ｍ），Ｃｕ是土的不固結(jié)不排水剪切強(qiáng)度ｔ/ｍ2。目前，我國(guó)深基坑工程具有下述特點(diǎn)：

1 深基坑工程具有很強(qiáng)的區(qū)域性

巖土工程區(qū)域性強(qiáng)，巖土工程中的深基坑工程，區(qū)域性更強(qiáng)。如黃土地基、砂土地基、軟粘土地基等工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件不同的地基中，基坑工程差異性很大。即使是同一城市不同區(qū)域也有差異。正是由于巖土性質(zhì)千變?nèi)f化，地質(zhì)埋藏條件和水文地質(zhì)條件的復(fù)雜性、不均勻性，往往造成勘察所得到的數(shù)據(jù)離散性很大，難以代表土層的總體情況，且精確度很低。因此，深基坑開挖要因地制宜，根據(jù)本地具體情況，具體問題具體分析，而不能簡(jiǎn)單地完全照搬外地的經(jīng)驗(yàn)。

2深基坑工程具有很強(qiáng)的個(gè)性

深基坑工程不僅與當(dāng)?shù)氐墓こ痰刭|(zhì)條件和水文地質(zhì)條件有關(guān)，還與基坑相鄰建筑物、構(gòu)筑物及市政地下管網(wǎng)的位置、抵御變形的能力、重要性以及周圍場(chǎng)地條件有關(guān)。因此，對(duì)深基坑工程進(jìn)行分類，對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)允許變形規(guī)定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)是比較困難的，應(yīng)結(jié)合地區(qū)具體情況具體運(yùn)用。

3基坑工程具有很強(qiáng)的綜合性

深基坑工程涉及土力學(xué)中強(qiáng)度（或稱穩(wěn)定）、變形和滲流3個(gè)基本課題，三者融溶一起需要綜合處理。有的基坑工程土壓力引起支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性問題是主要矛盾，有的土中滲流引起土破壞是主要矛盾，有的基坑周圍地面變形是主要矛盾。深基坑工程的區(qū)域性和個(gè)性強(qiáng)也表現(xiàn)在這一方面。同時(shí)，深基坑工程是巖土工程、結(jié)構(gòu)工程及施工技術(shù)相互交*的學(xué)科，是多種復(fù)雜因素相互影響的系統(tǒng)工程，是理論上尚待發(fā)展的綜合技術(shù)學(xué)科。

4深基坑工程具有較強(qiáng)的時(shí)空效應(yīng)

深基坑的深度和平面形狀，對(duì)深基坑的穩(wěn)定性和變形有較大影響。在深基坑設(shè)計(jì)中，要注意深基坑工程的空間效應(yīng)。土體蠕變體，特別是軟粘土，具有較強(qiáng)的蠕變性。作用在支護(hù)結(jié)構(gòu)上的土壓力隨時(shí)間變化，蠕變將使土體強(qiáng)度降低，使土坡穩(wěn)定性減小，故基坑開挖時(shí)應(yīng)注意其時(shí)空效應(yīng)。

5深基坑工程具有較強(qiáng)的環(huán)境效應(yīng)

深基坑工程的開挖，必將引起周圍地基中地下水位變化和應(yīng)力場(chǎng)的改變，導(dǎo)致周圍地基土體的變形，對(duì)相鄰建筑物、構(gòu)筑物及市政地下管網(wǎng)產(chǎn)生影響。影響嚴(yán)重的將危及相鄰建筑物、構(gòu)筑物及市政地下管網(wǎng)的安全與正常使用。大量土方運(yùn)輸也對(duì)交通產(chǎn)生影響。所以應(yīng)注意其環(huán)境效應(yīng)。

6深基坑工程具有較大工程量及較緊工期

由于深基坑開挖深度一般較大，工程量比淺基坑增加很多。抓緊施工工期，不僅是施工管理上的要求，它對(duì)減小基坑變形，減小基坑周圍環(huán)境的變形也具有特別的意義。

7深基坑工程具有很高的質(zhì)量要求

由于深基坑開挖的區(qū)域也就是將來地下結(jié)構(gòu)施工的區(qū)域，甚至有時(shí)深基坑的支護(hù)結(jié)構(gòu)還是地下永久結(jié)構(gòu)的一部分，而地下結(jié)構(gòu)的好壞又將直接影響到上部結(jié)構(gòu)，所以，必須保證深基坑工程的質(zhì)量，才能保證地下結(jié)構(gòu)和上部結(jié)構(gòu)的工程質(zhì)量，創(chuàng)造一個(gè)良好的前提條件，進(jìn)而保證整幢建筑物的工程質(zhì)量。另一方面，由于深基坑工程中的挖方量大，土體中原有天然應(yīng)力的釋放也大，這就使基坑周圍環(huán)境的不均勻沉降加大，使基坑周圍的建筑物出現(xiàn)不利的拉應(yīng)力，地下管線的某些部位出現(xiàn)應(yīng)力集中等，故深基坑工程的質(zhì)量要求高。

8深基坑工程具有較大的風(fēng)險(xiǎn)性

深基坑工程是個(gè)臨時(shí)工程，安全儲(chǔ)備相對(duì)較小，因此風(fēng)險(xiǎn)性較大。由于深基坑工程技術(shù)復(fù)雜，涉及范圍廣，事故頻繁，因此在施工過程中應(yīng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并應(yīng)具備應(yīng)急措施。深基坑工程造價(jià)較高，但有時(shí)臨時(shí)性工程，一般不愿投入較多資金，一旦出現(xiàn)事故，造成的經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)影響往往十分嚴(yán)重。

9深基坑工程具有較高的事故率深基坑工程施工周期長(zhǎng)，從開挖到完成地面以下的全部隱蔽工程，常常經(jīng)歷多次降雨、周邊堆載、振動(dòng)等許多不利條件，安全度的隨機(jī)性較大，事故的發(fā)生往往具有突發(fā)性。

從以上各方面綜合看，我國(guó)目前深基坑工程存在的主要問題有：

①深基坑技術(shù)有待盡快發(fā)展提高當(dāng)前，深基坑工程以深、大、復(fù)雜為特點(diǎn)，特別是沿海地區(qū)，地下水位較高，深基坑工程施工工藝的改進(jìn)等問題，均有待進(jìn)一步的研究與發(fā)展。

②深基坑工程設(shè)計(jì)質(zhì)量較低一些部門認(rèn)為深基坑工程是施工部門的事，無需設(shè)計(jì)資質(zhì)，設(shè)計(jì)院及巖土工程部門介入較少，設(shè)計(jì)大多由施工單位自己完成，但由于設(shè)計(jì)人員技術(shù)水平、參數(shù)取值、計(jì)算方法無章可循，使一些工程隱患較大，導(dǎo)致發(fā)生嚴(yán)重工程事故。

③深基坑工程缺乏理論研究與計(jì)算目前，深基坑工程多是邊開挖邊實(shí)踐邊摸索，往往*經(jīng)驗(yàn)來進(jìn)行，缺乏成熟的技術(shù)規(guī)范的指導(dǎo)，仍然*半經(jīng)驗(yàn)半理論的方法解決問題。

④不必要的浪費(fèi)有的深基坑工程為了避免事故發(fā)生，往往一開始就支護(hù)不考慮墻的受力和變形，全面支護(hù)，盲目增加安全系數(shù)，造成很大浪費(fèi)。

⑤施工混亂管理不嚴(yán)少數(shù)施工單位不具備技術(shù)條件，人力、物力等基本素質(zhì)較差，為了追求利潤(rùn)或遷就業(yè)主，降低安全度。

⑥質(zhì)量檢驗(yàn)不完善深基坑工程的質(zhì)量檢驗(yàn)、驗(yàn)收的方法無章可循，給深基坑工程的質(zhì)量監(jiān)督和質(zhì)量評(píng)價(jià)帶來困難，沒有針對(duì)深基坑工程特點(diǎn)建立竣工驗(yàn)收的質(zhì)量管理體系。

⑦不注重工程勘察深基坑工程的工程勘察工作十分重要，但許多勘察單位常常忽略對(duì)基坑環(huán)境地質(zhì)的勘察，專門針對(duì)深基坑工程的地質(zhì)及水文地質(zhì)的勘察不夠，以至給設(shè)計(jì)和施工帶來隱患。

⑧施工過程中的監(jiān)理不夠，不能做到隨時(shí)監(jiān)測(cè)。

⑨目前，監(jiān)理工作在人力、物力等方面還不適應(yīng)深基坑工程的特殊要求。

⑩缺乏地域性規(guī)范、規(guī)程及標(biāo)準(zhǔn)。