深基坑工程施工中技術要點分析

王亞君 周鈺龍

（杭州通原房地產開發有限公司，浙江 杭州 310008）

前言

軟土地區深基坑施工技術是我國近年來發展最快的領域之一，對開挖深度20余米的深基坑工程，完全可控制周邊環境的變形在允許范圍內。在支護結構方面主要以樁(墻)撐支護體系、樁(墻)錨支護體系、全噴錨或土釘墻支護體系、水泥土重力式擋土墻支護體系，近年最大的進展是按工程實際的環境與工程本身的特點，調動一切有利因素，采用綜合集成的優化組合支護體系，從安全出發最大程度地減少人力物力消耗的支護方法，這是經驗積累后理性的升華[1]。在土方開挖方面有墩式、盒式開挖、挖土機下坑分層、分塊、對稱、限時開挖;還有結合工程特點，利用各種材料與形式的支撐、預應力及復加預應力支撐，特別是利用地下室梁板支護的逆作法、半逆作法施工[2]。在地下水控制方面有明溝排水、各類降水技術、封堵技術等[3]，但深基坑工程變化因素多，在目前的設計施工中尚難做到完全準確、合理、必須加強施工過程中的監測、信息分析反饋等。在支護結構與降水技術的時空效應等方面還有待進一步開發。

1 基坑工程施工

基坑工程是指建筑物或構筑物地下部分施工時，需開挖基坑，進行施工降水和周邊的圍擋，同時要對基坑四周的建筑、構筑物、道路和地下管線進行監測和維護，確保正常、安全施工的綜合性工程。其內容包括勘測、設計、施工、環境監測和信息反饋等工程內容。

基坑工程是地下建筑施工中內容豐富而易于變化的領域。工程界越來越認識到建筑基坑工程是一項風險性工程，也是一門綜合性很強的新型學科，它涉及工程地質、土力學、基礎工程、結構力學、原位測試技術、施工技術、土與結構共同作用以及環境、巖土工程等多門學科，是理論上尚待發展的綜合技術學科。基坑工程大多是臨時性的工程，工程經費限制很緊，而影響基坑工程因素很多，例如地質情況、水文條件、具體工程要求、天氣變化的影響、施工順序及管理、場地周圍環境等等。基坑工程的設計與施工，既要保證整個支護結構在施工過程中的安全，又要控制結構及其周邊土體的變形，保證周圍環境(相鄰建筑及地下公共設施等)的安全。在安全前提下，設計要合理，又能節約造價、方便施工、縮短工期。要提高基坑工程的設計與施工水平，必須正確選擇土壓力、計算方法和設計參數，選擇合理的支護結構體系，同時，還要有豐富的設計與施工經驗[3-5]。

2 基坑施工不確定因素

基坑工程面對各種各樣的地基土和復雜的環境條件進行施工作業，存在以下一些不確定的因素：

外力的不確定性。作用在支護結構上的外力不是一成不變的，而是隨著環境條件、施工方法和施工步驟等因素的變化而改變的。

變形的不確定性。變形控制是支護結構設計的關鍵，但影響變形的因素很多，圍護結構剛度，支撐或錨桿體系的布置和構件的截面特性，地基土的性質、地下水的變化，潛蝕能和管涌以及施工質量和現場管理水平等均為產生變形的原因。

土性的不確定性。地基土的非均質性(或層)和地基土的特性不是常量，在基坑的不同部位，不同施工階段土性是變化的，地基土對支護結構的作用或提供的抗力也隨之變化。

一些偶然因素變化所引起的不確定性。施工場地內土壓力的分布的意外變化，事先沒有掌握的地下障礙物或地下管線的發現以及周圍環境的改變等等，這些事前未曾預料的因素均會影響基坑的正常施工和使用。

3 深基坑工程施工要點

深基坑施工包括各種支護結構、隔滲設施、降水井及抽排水井和土方開挖的實施。深基坑工程施工應掌握以下要點:

深基坑工程施工前應了解基坑周邊的地表水以及場地的地下水情況，做好坑周及坑內的明水排放，以及坑周邊地面防水保護措施。對有可能排入或滲入基坑的地面雨水、生活用水、上下水管滲漏應設法堵、截、排，并在土方開挖前結合路面硬化作好排水工作，尤其在老粘土分布區嚴防各種地表水滲入邊坡土體和基坑內。

基坑工程施工前應了解基坑周邊建 (構)筑物的基礎型式與埋置深度，上部結構情況，基坑周圍地下市政管網的位置與走向，市政道路等周邊環境，明確需要保護的坑內基礎工程，確保基坑施工對建筑物場地及周邊環境的使用安全。

基坑工程施工前必須編制詳盡的、切實可行的施工組織設計，對可能發生的問題要有充分的預見和周密的對策。

在降水施工過程中，必須先施工具有代表性的1-2口井進行抽水試驗，校核水文地質設計參數后，方可進行其它降水井施工。

基坑土方開挖應分段進行，嚴禁超深度開挖，符合基坑工程設計工況的要求。充分考慮時空效應，合理確定土方分層開挖層數、時間限制，盡可能減少基坑臨空邊的長度和高度。分層開挖深度在軟土中一般不宜超過2m，較好土質也不宜超過5m。對設有支護結構和隔滲、降水系統的基坑，必須在支護結構和隔滲結構的強度達到設計要求，降水系統運用正常，滿足施工要求后，方可進行土方開挖。

基坑工程施工過程中應搞好各分項工程的協調管理，注意工序銜接，合理安排工期，使得支護結構能夠按設計要求運行。

采用內支撐的基坑必須按“由上而下，先撐后挖”的原則施工。設置好的內支撐受力狀況必須和設計計算的工況一致。拆除支撐應有安全換撐措施，由下而上逐層進行。注意拆除下層支撐時嚴禁損壞支護結構主體、立柱和上層支撐，吊運拆除的支撐構件時不得碰撞支撐系統和結構工程。

對設計有錨桿的基坑工程，應正確選擇錨桿成孔機械和成孔工藝，嚴格執行CECS22:90《土層錨桿設計與施工規范》的有關規定。必要時，應按設計要求事先進行成錨工藝及極限抗撥力試驗，并根據試驗結果對設計進行必要的調整。

基坑工程實施階段必須采用信息化施工，實時跟蹤監測基坑支護結構和地下水治理系統的工作性狀以及周圍環境的動態變化，并及時采取有效應變應急措施，確保環境安全。

基坑工程施工過程中必須進行監測，制定切實可行的詳細的監測方案，并通過監測數據指導基坑工程的施工全過程。監測方案的主要內容應包括監測目的、監測項目、監測方法及精度要求，監測設備，監測點的布置，監測周期，監測預警值，記錄制度以及信息反饋系統等。

基坑工程應按有關技術標準規范進行，做好施工過程中各工序質量控制及施工記錄。基坑工程驗收按分項工程進行，驗收時應提供以下資料:施工測量放線定位圖；基坑工程竣工圖；各種主要材料的合格證、復驗報告;隱蔽工程驗收記錄；設計變更通知；事故處理記錄；有關試驗及質量檢測報告；基坑工程施工的管理資料以及其它有關資料。

4 結束語

本文對當今建筑施工技術中的三大技術難點與技術熱門點之一的深基坑技術進行了研究。深基坑工程變化因素多，在目前的設計施工中尚難做到完全準確、合理，必須加強施工過程中的監測、信息分析反饋等，在支護結構與降水技術的時空效應等方面還有待進一步開發。在超深超大基坑設計時，必須結合工程周邊環境情況，巖土工程地質條件、施工其它要求等提出一個合理的保護等級，在此基礎上確定所采取的支護方案。結合實際情況的分段分區分時的多種支護形式結合使用的綜合治理方式，在理論上是可行的，實際應用中成效是明顯的。

[1]徐揚青.深基坑支護結構的優化設計計算[J].巖土力學，1997 18(2):23-27.

[2]劉建航，候學淵.基坑工程手冊[S].北京:中國建筑工業出版社.1997.

[3]王雪峰，吳世明.基樁動測技術[M].北京:科學出版社.2001.

[4]Ai-Xun Wang,Wei-Lian Qu;Design and Construction of Shoring of Specially Large and Deep Foundation Pit.Proceedings of the Second China-Japan Geo-technical Symposium,Shanghai,China,Oct.15-16,2005,521-524.

[5]Nakai,T.and Matsuoka,H.A Generalized Elasto-astic Constitute Method for Clay in Three-Dimensional Stresses,Soil and Foundations,Vo1.26,No.3,1986,81-98.