試論深基坑邊坡支護工程的特點及其支護結(jié)構(gòu)選擇

尹東柱

（伊犁華鼎建設(shè)有限責任公司 新疆 伊寧 835000）

隨著社會經(jīng)濟和城市化進程的加快， 超大規(guī)模的小高層、高層建筑不斷涌現(xiàn)。 為滿足結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計基本要求，基礎(chǔ)本身應有一定的埋置深度；同時，為滿足充分利用地下空間，建造地下車庫、商場、倉庫和人防設(shè)施等功能的要求，高層、小高層建筑的基礎(chǔ)埋置深度不斷增大。 從發(fā)展趨勢來看，高層建筑越來越高，基礎(chǔ)越埋越深，無疑將會對深基坑安全施工提出越來越嚴峻的挑戰(zhàn)。 基坑邊坡支護不僅要保證在基坑內(nèi)操作的人員能正常、安全地作業(yè)，而且要防止基底及坑外土體移動，保證基坑附近建筑物、管線及道路的正常運行。 因此，施工企業(yè)迫切需要解決的問題是：如何以較低的經(jīng)濟代價，在較短時間內(nèi)實現(xiàn)深基坑土方開挖的安全施工；加快深基坑邊坡支護技術(shù)的開發(fā)和應用，為大規(guī)模地下工程施工提供新的技術(shù)和安全保障。

1）深基坑邊坡支護工程的特點。 基坑工程主要包括基坑邊坡支護系統(tǒng)設(shè)計與施工和土方開挖兩大內(nèi)容，這是一項技術(shù)要求很高的綜合性工程，它既要求巖土工程師全面而準確地提供工程地質(zhì)和水文資料，又要求土建結(jié)構(gòu)工程師與巖土工程師密切配合，嚴格按照結(jié)構(gòu)設(shè)計圖紙和地勘資料的要求安全地完成基坑邊坡支護和土方開挖等操作。 一般來說，深基坑邊坡支護工程有如下幾個特點：

（1）由于主體結(jié)構(gòu)日漸趨向高層化，與之相適應的基坑工程隨之向大深度、大跨度和大面積方向發(fā)展，無疑將會對深基坑邊坡支護工程的施工安全帶來較大的難度。

（2）深基坑工程施工周期相對較長，從土方開挖（有的還需要換土碾壓）到正負零以下的所有分部分項隱蔽工程施工和驗收，通常需經(jīng)歷數(shù)月，在此期間，降雨、基坑周邊堆土堆料、施工機械振動等不利因素侵擾，影響基坑邊坡穩(wěn)定。

（3）深基坑工程大多鄰近重要市政設(shè)施或其他建（構(gòu)）筑物，場地狹窄對基坑本身的邊坡穩(wěn)定和鄰近建（構(gòu)）筑物及地下管線的位移控制要求很嚴；如果相鄰場地也有深基坑工程施工，則兩者之間相互影響與相互制約，更增添了協(xié)調(diào)工作的難度。

（4）深基坑工程具有較強的地域特點，不同的地域有不同的地質(zhì)、水文條件，就是同一城市，區(qū)段不同，水文、地質(zhì)條件也有較大差異。 因此，在作深基坑邊坡支護工程設(shè)計和施工時， 務(wù)必根據(jù)當?shù)氐牡刭|(zhì)、 水文條件和擬建工程周邊建（構(gòu)）筑物及地下管線等具體情況，認真、細致地確定其支護形式，并精心施工之。

（5）由于深基坑工程包括基坑邊坡支護系統(tǒng)的設(shè)計和施工以及土方開挖兩大分項工程，土方開挖的施工組織設(shè)計是否科學、合理，將會對支護系統(tǒng)是否成功產(chǎn)生重要影響。 不少工程案例表明：不合理的土方開挖順序、方法和速度，可能會導致主體結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)位移或支護系統(tǒng)變形過大，最終引起支護系統(tǒng)失穩(wěn)破壞。

2）深基坑邊坡支護工程施工存在問題。 為確保高層、小高層建筑底層結(jié)構(gòu)的堅固和穩(wěn)定，因此，深基坑邊坡支護工程的施工就顯得非常重要了。 盡管深基坑邊坡支護工程在我國已實施許多年了，但在實際工程實踐中仍有以下這些問題尚未得到妥善解決。

（1）嚴格按設(shè)計圖紙施工的問題。 照理說，按圖施工不應成為什么問題，因為設(shè)計圖紙是任何工程項目在施工階段的技術(shù)性指導文件，深基坑邊坡支護工程也不例外，施工人員只有嚴格按照設(shè)計圖紙的技術(shù)要求去施工，才能保證深基坑工程的整體質(zhì)量。 但在深基坑工程施工現(xiàn)場常常發(fā)生由于施工人員對于深基坑邊坡支護設(shè)計方案未作深入了解而草率施工的現(xiàn)象，嚴重影響了基坑工程的施工質(zhì)量和安全。

（2）施工順序問題。 任何一項建設(shè)項目都應通過詳細的施工組織設(shè)計，對每個分部、分項工程，每個環(huán)節(jié)的工藝流程作出詳細安排并遵照執(zhí)行。 有的施工單位在深基坑土方開挖前未按施工組織設(shè)計和深基坑邊坡支護工程設(shè)計要求對基坑進行準確的測量放線，使基坑的邊界線、深度等均未達到設(shè)計圖紙要求就匆忙開始支設(shè)基坑支護構(gòu)架， 導致返工重做，反而影響了深基坑土方開挖計劃時間，耽誤了工期。

（3）深基坑邊坡問題。 深基坑土方開挖必須按照相關(guān)邊坡放坡規(guī)定，根據(jù)擬建地點的土質(zhì)情況、有無流砂層和地下水等情況確定其放坡的準確坡度；但在實際施工中常會發(fā)生由于施工管理人員監(jiān)管不到位、挖土機手操作不當或單純?yōu)榱藴p少土方工程量而不按規(guī)定放坡、坡度不足或開挖后坡面平整度、垂直度不達標以及超挖、欠挖等現(xiàn)象，嚴重影響到基礎(chǔ)工程的施工質(zhì)量和安全。

（4）制訂應急預案問題。 在正常情況下，現(xiàn)場施工人員只需按設(shè)計圖紙和基坑邊坡支護專項設(shè)計方案認真施工即可順利完成深基坑內(nèi)基礎(chǔ)工程的全部分項工程內(nèi)容；但當在深基坑施工期間遭遇局部土層結(jié)構(gòu)沉降、坍塌，坑壁局部開裂，特別是雨季施工時土層嚴重受損等情況，如果沒有提前制訂好的、針對不同突發(fā)事件的應急預案，現(xiàn)場管理人員在慌亂之后會束手無策，使原本不太嚴重的事故發(fā)展成較大面積塌方，甚至釀成多人傷亡事故。 因此，施工管理人員務(wù)必在深基坑工程施工前，根據(jù)結(jié)構(gòu)類型、基礎(chǔ)埋深、基坑四周及基底土質(zhì)情況以及氣象、水文等因素，對可能會發(fā)生的種種突發(fā)現(xiàn)象給予充分考慮，并制訂出相應的應急預案。

3）深基坑邊坡支護結(jié)構(gòu)的選擇。 怎樣才能做到既安全、經(jīng)濟又按期、保質(zhì)地進行深基坑工程施工，其關(guān)鍵是要選擇好科學、合理的基坑邊坡支護結(jié)構(gòu)形式并制訂和實施好一個最佳基坑邊坡支護方案。

（1）重力式支護結(jié)構(gòu)。 重力式支護結(jié)構(gòu)是指深層攪拌水泥土樁擋墻和旋噴樁帷幕墻，其中深層攪拌水泥土樁擋墻擋水效果良好，但剛度和抗彎能力較小，適用于深度不大的基坑邊坡支護，而旋噴樁帷幕墻的作用與深層攪拌水泥土樁擋墻類似，但工藝有所區(qū)別，均可按重力式擋土墻的設(shè)計方法進行計算和配筋。

（2）非重力式支護結(jié)構(gòu)。 （a）鋼板樁：優(yōu)點是在軟土地基地區(qū)打設(shè)此類樁方便，具有一定的擋水能力，施工快捷，打設(shè)后即可基坑開挖，其缺點是柔性較大，打樁作業(yè)時對相鄰土體擾動較大。 （b）鋼筋混凝土板樁：優(yōu)點是施工方便，企口截面樁有一定擋水作用，缺點是打設(shè)時對地基的振動及噪聲較大，不宜在夜間施工。 （c）鉆孔灌注樁擋墻：優(yōu)點是剛度較大、抗彎能力強，缺點是對以后的地下工程施工造成障礙，而且，樁間縫隙對擋水不利。 （d）H 型鋼支柱（鋼筋混凝土樁支柱）加木擋板支護墻；優(yōu)點是使用后拔出，可重復使用，但一次性投入資金較大。 （e）地下鋼筋混凝土連續(xù)墻支護結(jié)構(gòu)：優(yōu)點是剛度大、抗彎能力強、擋水效果好，缺點是一次性投資大，但可將它設(shè)計成高層建（構(gòu)）筑的地下室承重外墻形式，既是深基坑支護結(jié)構(gòu)，又是主體建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的組成部分。

此外，深基坑邊坡支護最簡單有效的常用做法是樁錨支護系統(tǒng)，就是用灌注樁作為擋土樁，樁間距根據(jù)基坑深度、邊坡土質(zhì)等由計算確定并進行配筋，用土層錨桿為灌注樁提供水平拉力，計算體系可采用等值梁法對灌注樁和土層錨桿進行抗彎和抗拉計算。

4）深基坑邊坡支護工程的安全管理措施。

（1）深基坑某一側(cè)應先挖好供操作人員上下的階梯，或者開挖一條斜坡狀便道， 并采取防滑措施， 基坑四周設(shè)防護欄桿。

（2）如果采用多臺機械同時開挖基坑，挖土機間距應大于10m，在挖土機工作范圍內(nèi)嚴禁進行其他作業(yè)；挖土應自上而下逐層進行，嚴禁先挖坡腳或逆坡挖土。

（3）吊運土方時應先檢查起吊工具、繩索、吊斗等是否牢固、可靠；吊斗下嚴禁站人。

（4）為防坑壁塌方，重物距邊坡的安全距離為：自卸汽車不小于3m，土方堆放不小于1m，且堆土高度不超過1.5m。

（5）挖土前應事先對地下管線、溝道和土質(zhì)情況了解清楚，并標注在基坑平面圖上，及時與相關(guān)部門溝通并征得他們的處理意見。