軟土地基深基坑支護(hù)技術(shù)探討

黃茂興

（廣東省源天工程公司，廣東 增城 511340）

深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)測(cè)技術(shù)，是近十多年來在我國(guó)逐步涉及的技術(shù)難題。深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的重要性，不僅要保證基坑內(nèi)正常作業(yè)安全，而且要防止基坑底及坑外土體移動(dòng)，保證基坑附近建筑物、道路管線的正常運(yùn)行。這些難題在具體工程實(shí)踐中表現(xiàn)方法有所不同。近年來我國(guó)涌現(xiàn)出大量興建的高層建筑深基坑成功施工實(shí)例，各地區(qū)通過工程實(shí)踐與科研，都有了一些行之有效的技術(shù)和方法，使深基坑支護(hù)工程技術(shù)水平得到了迅速提高，取得了可喜的成績(jī)。

1 深基坑支護(hù)技術(shù)的發(fā)展歷程

深基坑是我國(guó)近20余年來，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)高速增長(zhǎng)，隨著高層建筑的不斷增多，以及對(duì)開發(fā)利用地下空間的需求日益增長(zhǎng)而凸顯的一大技術(shù)難題。由于應(yīng)有的技術(shù)準(zhǔn)備不足，它曾給人們?cè)斐闪藰O度的困惑，特別是在前10年間，不同程度的基坑坍塌事故和險(xiǎn)情在各地頻頻發(fā)生，且有的危及周圍環(huán)境，導(dǎo)致鄰房倒塌、道路和地下管線遭破壞，造成了巨大經(jīng)濟(jì)損失和不良的社會(huì)影響，個(gè)別工程還有人員傷亡。誠(chéng)然，事故發(fā)生有多種原因，但當(dāng)時(shí)最根本的一條是深基坑設(shè)計(jì)無人負(fù)責(zé)。設(shè)計(jì)單位認(rèn)為其屬于設(shè)計(jì)范圍。因此，不論它有多復(fù)雜，都僅把它作為一般的施工措施或臨時(shí)性工程看待，都“照例”由施工單位自己設(shè)計(jì)，當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)單位對(duì)深基坑工程也并不熟悉，也沒有專門從事基坑工程的設(shè)計(jì)人員，這就無怪乎事故頻繁發(fā)生了。

2 基坑支護(hù)工程現(xiàn)狀

隨著我國(guó)改革開放的進(jìn)展，高層建筑不斷增加。隨著建筑高度的增加，根據(jù)構(gòu)造及使用要求，基礎(chǔ)埋深也隨之不斷增加。尤其是進(jìn)入20世紀(jì)90年代后期，我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，大中城市地價(jià)不斷上漲，空間利用率隨之提高，出現(xiàn)了眾多的超高層建筑，使地下室埋深達(dá)20多米，各種深基坑支護(hù)的先進(jìn)設(shè)計(jì)計(jì)算方法，施工工藝不斷產(chǎn)生?；娱_挖是基礎(chǔ)和地下工程施工中的一個(gè)古老的傳統(tǒng)課題，同時(shí)又是一個(gè)綜合性的巖土工程難題，涉及土力學(xué)中典型的強(qiáng)度與穩(wěn)定問題，又包含了變形問題，同時(shí)還涉及到土與支護(hù)結(jié)構(gòu)的共同作用。對(duì)這些問題的認(rèn)識(shí)及其對(duì)策的研究，是隨著土力學(xué)理論、分析技術(shù)、測(cè)試儀器以及施工機(jī)械、施工技術(shù)的進(jìn)步而逐步完善的。我們簡(jiǎn)單的回顧一下便不難看出，無論是從理論還是從實(shí)踐的角度看，基坑開挖技術(shù)都有了很大的進(jìn)步。

3 基坑支護(hù)技術(shù)發(fā)展的措施

深基坑支護(hù)工程是基礎(chǔ)施工所必須的臨時(shí)結(jié)構(gòu)，深基坑支護(hù)的施工造價(jià)與設(shè)計(jì)的合理緊密相關(guān)，合理的設(shè)計(jì)是影響整個(gè)工程施工進(jìn)度與造價(jià)的關(guān)鍵所在。由于地基土的不定性，周圍環(huán)境條件不同等，尤其是各個(gè)設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)，往往是影響基坑支護(hù)設(shè)計(jì)合理性的因素，不同的設(shè)計(jì)方案可能會(huì)使同一支護(hù)工程花較少的費(fèi)用而獲得更安全的結(jié)果。如何選擇經(jīng)濟(jì)與安全、進(jìn)度之間的合理平衡，是每個(gè)設(shè)計(jì)者首先必須意識(shí)到的問題。為了保證基坑設(shè)計(jì)的合理性與經(jīng)濟(jì)性，基坑支護(hù)設(shè)計(jì)施工技術(shù)的發(fā)展建議采用以下措施：

3.1 建立設(shè)計(jì)質(zhì)量管理辦法

由于基坑支護(hù)設(shè)計(jì)與地質(zhì)及水文條件密切相關(guān)，地基土參數(shù)的試驗(yàn)方法、取值、地下水的影響等往往是確定支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要因素。同時(shí)如打樁、降水施工過程中也可能改變地基土的性質(zhì)；更應(yīng)引起重視的是大型建筑物場(chǎng)地基坑周邊地質(zhì)條件與環(huán)境條件不盡相同。這些復(fù)雜因素都要求設(shè)計(jì)者，依據(jù)自己的巖土工程經(jīng)驗(yàn)，來決定不同的設(shè)計(jì)方案。因此，要求設(shè)計(jì)人員除具備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)知識(shí)還應(yīng)具有一定的巖土工程經(jīng)驗(yàn)。以廣州為例，根據(jù)這些年高層建筑深基坑設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，有關(guān)管理部門明文規(guī)定，深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)方案，必須通過深基坑審查委員會(huì)專門審查合格后才能出圖施工，完善了深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的管理，使深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平有了明顯的提高。

3.2 加強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的科研工作

深基坑支護(hù)工程投入的建設(shè)資金尤為可觀，但在這方面所進(jìn)行的系統(tǒng)科學(xué)研究工作卻甚少。為了在這方面獲得較大的技術(shù)進(jìn)步，在認(rèn)真總結(jié)經(jīng)驗(yàn)、教訓(xùn)的同時(shí)，除具有信息施工中所得到的一些常規(guī)數(shù)據(jù)外，還必須對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)工程的變形與內(nèi)力包括作用于不同支護(hù)結(jié)構(gòu)上的荷載（主動(dòng)土壓力、被動(dòng)土壓力和水壓力）進(jìn)行系統(tǒng)的實(shí)測(cè)，眾所周知，巖土工程科研成果的優(yōu)劣很大程度上依賴于試驗(yàn)數(shù)據(jù)的數(shù)量與精確度，只有積累了一定的實(shí)測(cè)結(jié)果后，才能使深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)、施工的技術(shù)水平得以提高。

應(yīng)認(rèn)真總結(jié)當(dāng)?shù)氐慕?jīng)驗(yàn)做法，并形成一套自己的設(shè)計(jì)施工技術(shù)，只有這樣，我們才能將目前已有的一些定性經(jīng)驗(yàn)，逐步形成定量的計(jì)算分析方法，使深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)、施工水平獲得真正的提高。目前，我國(guó)的深基坑設(shè)計(jì)、施工還處于邊干、邊學(xué)、邊提高、邊總結(jié)、邊積累資料的過程。今后，對(duì)于所有工程都應(yīng)注意進(jìn)行認(rèn)真總結(jié)，以盡早提高我們的設(shè)計(jì)、施工水平。

3.3 采用動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)信息施工技術(shù)法

巖土工程的設(shè)計(jì)通常情況下是與實(shí)際工程實(shí)踐緊密相連的，尤其是基坑支護(hù)這種臨時(shí)結(jié)構(gòu)其受力的不確定因索很多，為了保證較為經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)安全，有些設(shè)計(jì)意圖將貫徹于具體工程實(shí)際條件的應(yīng)用與處理中。在基坑開挖與支護(hù)的施工過程中，預(yù)知可能引起局部或整體破壞的先兆，并及時(shí)進(jìn)行相應(yīng)的修改設(shè)計(jì)，采用措施往往可以彌補(bǔ)原設(shè)計(jì)的不足，以經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)，附加局部的“亡羊補(bǔ)牢”達(dá)到節(jié)省工程造價(jià)的目的。

基坑支護(hù)工程的技術(shù)水平得到了迅速提高，積累了比較豐富的經(jīng)驗(yàn)，但也有不少教訓(xùn)。當(dāng)前迫切需要解決的問題是：如何以較低的工程造價(jià)，在較短的時(shí)間內(nèi)，確保實(shí)現(xiàn)的深基坑開挖安全，加快深基坑支護(hù)技術(shù)的開發(fā)，為更深的多層地下結(jié)構(gòu)施工，提供新的技術(shù)和安全保證。

3.4 基坑底穩(wěn)定性分析

支護(hù)結(jié)構(gòu)的嵌固（入土）深度，除了需要保證基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)本身的強(qiáng)度及穩(wěn)定性外，還需要保證基坑底部的土體不產(chǎn)生隆起失穩(wěn)和管涌。在靈敏軟土中板樁基坑開挖時(shí)，常會(huì)發(fā)現(xiàn)基底土隆起和板樁向坑內(nèi)傾斜，這主要是由于樁背后的土柱重量超過基底以下的地基承載力，此時(shí)地基土的塑性平接狀態(tài)受到破壞，發(fā)生樁背后土的流動(dòng)，坑頂下陷，基坑底回彈隆起。

無論選擇采用何種支護(hù)體系，減少嵌固（入土）深度總可以達(dá)到降低工程造價(jià)的目的，尤其對(duì)于擋墻不能回收的墻體。但是嵌固（入土）深度過小又會(huì)造成基底土體的不穩(wěn)定，這就需要驗(yàn)算，以找出合理的墻體嵌固（入土）深度，即保證支護(hù)及基底土體的穩(wěn)定性，又達(dá)到經(jīng)濟(jì)合理的目的。基坑開挖與支護(hù)技術(shù)的發(fā)展水平，是從一個(gè)側(cè)面反映和衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)水平和建筑技術(shù)高低的重要標(biāo)志。從國(guó)外的發(fā)展趨勢(shì)來看，為適應(yīng)我國(guó)工程建設(shè)的需要，還必須繼續(xù)深入研究和開發(fā)這方面的技術(shù)。

軟土地基不僅在空間上發(fā)生了變化，而且隨著時(shí)間的變化其性質(zhì)也在發(fā)生變化。眾多不確定因素的影響，造成了理論分析結(jié)果與實(shí)際的差異。因此，在處理軟土地基時(shí)，應(yīng)認(rèn)真進(jìn)行調(diào)查，重視施工過程中的動(dòng)態(tài)觀測(cè)，隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整。軟土地基的處理一定要遵照“因地制宜、綜合考慮”的原則進(jìn)行。在基坑開挖與支護(hù)領(lǐng)域中，人們已應(yīng)用各種手段和技術(shù)措施，集中解決了一個(gè)又一個(gè)工程問題和難題。相信今后在不斷完善、認(rèn)識(shí)和提高深化的過程中，必定會(huì)將這一工程領(lǐng)域的技術(shù)水平推向更新的高度，為巖土工程總體增添更加豐富的內(nèi)容。

1 劉松芳、高 峰、許建章、方慶高.建筑深基坑支護(hù)方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比選［J］.建筑施工，2009.5

2 王新華、徐佩林.杭州錢江國(guó)際時(shí)代廣場(chǎng)深大基坑支護(hù)技術(shù)［J］.施工技術(shù)，2009.5

3 蔡黎明、莫 兵、謝 翔、彭貴祥、呂 建.廣州太古匯深基坑支護(hù)出現(xiàn)問題的分析［J］.四川建筑，2009.2

4 趙繼正.對(duì)多種圍護(hù)方式相結(jié)合的基坑支護(hù)方案評(píng)價(jià)［J］.建筑施工，2009.5

5 鄭 楷、陳 武、王言銅.廣東沿海地區(qū)大直徑樁基工程的施工應(yīng)用［J］.吉林建筑工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2006.2