淺析建筑工程基坑支護施工技術

劉海斌

（河南五建建設集團有限公司，河南 鄭州 450000）

1 概述

近幾年隨著高層建筑的不斷興起和發展，建筑工程深基坑技術得到了很大的發展，各個地區在開挖深基坑以及支護技術方面也積累了許多寶貴的施工經驗，促使深基坑領域不斷地涌現出新的施工技術以及施工工藝。然而目前我國城市建筑中間距離比較小，一些基坑和現有的建筑之間距離十幾米，一些更是幾米之間，所以深基坑基礎工程施工的難度很大，而且會給工程的正常施工帶來很大的問題。如果深基坑施工人員未能按照施工規范進行施工，就會極大的威脅到周圍的環境，與此同時也會造成工期延誤和施工費用的增加。除此之外深基坑支護結構的施工理念以及施工原則等多方面的數據和方案都要及時的更新，要符合當前建筑工程的實際需求，以免引發安全事故，給施工單位帶來巨大的損失。也就是說深基坑支護的施工單位和技術人員要高度重視深基坑支護的施工，確保其施工質量。

2 深基坑施工技術

深基坑支護是指為保證地下結構施工及基坑周邊環境的安全，對深基坑側壁及周邊環境采用的支檔、加固與保護的措施。根據目前的形勢，深基坑工程施工事故頻發，而且事故一旦發生，極易造成群死群傷，后果相當嚴重，究其原因，主要是施工方案及施工過程中各種安全預控措施不到位。根據國家有關規定要求，深基坑工程必須按照施工規范進行施工，且要明確深基坑工程的技術要求和施工現場的檢查要點。

（1）深基坑圍護必須根據設計要求、深度及現場環境工程進度來確定施工方案，制定好后報總工程師審批，確定施工方案符合規范及法律法規才能開展施工。（2）深基坑施工必須解決地下水位，一般采用經型井點抽水，使地下水位降到基坑底1.0米以下，須有專人負責24小時，值班抽水，并應做好抽水記錄，當采取明溝排水時，施工期間不得間斷排水，當構筑物未具備抗浮條件時，嚴禁停止排水。（3）深基坑土方開挖時，多臺挖土機之間間距應大于10m，挖土由上而下，逐層進行，不得深挖。（4）深基坑上下應挖好階梯或支撐靠梯，禁止踩踏支撐上下作業，坑四周應設置安全欄桿。（5）人工吊運土方時應檢查起吊工具，工具是否牢靠，吊斗下面不得站人。（6）在深基坑邊上側堆放材料及移動施工機械時，應與挖土邊緣保持一定距離，當質良好時，應離開0.8米以外，高度不得超過1.5米。（7）雨季施工，坑四周地面水必須設排水措施，防止雨水及地面水流入深基坑，雨季開挖土方應在基坑標高以上留15-30cm泥土，待天晴后再開挖。（8）深基坑回填土要四周對稱回填，不能一邊填滿后延伸，并做好分層夯實。（9）深基坑施工中，現場工程技術人員要堅持跟班作業，及時解決施工中出現的安全、質量問題，確保每道工序在安全保證的前提下才能抓質量、進度。（10）對深基坑施工中的關鍵部位，必須嚴格控制，前道工序未驗收簽證，后道工序絕不允許施工。（11）對深基坑施工中的危險源部位要有預見性及防止措施方案。（12）基坑三大要點風險控制要按照施工文件以及法律法規認真執行。

3 深基坑支護施工中存在的問題

3.1 數據選擇不合理

深基坑支護結構施工當中由于土體選擇的物理力學參數不合理會直接影響其施工質量。一般情況下深基坑支護結構能夠承受的土壓力大小不一樣，加之建筑工程項目所處的位置地質比較復雜，若想把土壓力計算到精確數值是很不容易的，施工人員經常會采用兩種方式進行計算：第一，庫倫公式；第二，朗肯公式。土體物理參數的選擇是一個比較繁雜的問題，特別是深基坑開挖完畢后，針對三個可變值（即深基坑支護的含水率、內部摩擦角以及凝聚力）要多測量幾次，以期能夠準確計算真實的支護結構的承受力。

3.2 基坑土體的取樣具有不完全性

一般在深基坑開挖區域內，按國家規范的要求進行鉆探取樣。為減少勘探的工作量和降低工程造價，不可能鉆孔過多。因此，所取得的土樣具有一定的隨機性和不完全性。但是，地質構造是極其復雜、多變的、取得的土樣不可能全面反映土層的真實性。因此，支護結構的設計也就不一定完全符合實際的地質情況。

3.3 基坑開挖存在的空間效應考慮不周

深基坑開挖中大量的實測資料表明：基坑周邊向基坑內發生的水平位移是中間大兩邊小。深基坑邊坡的失穩，常常以長邊的居中位置發生。所以，在未進行空間問題處理前而按平面應變假設設計時，支護結構要適當進行調整，以適應開挖空間效應的要求。

3.4 支護結構設計計算與實際受力不符

目前，深基坑支護結構的設計計算仍基于極限平衡理論，但支護結構的實際受力并不那么簡單。極限平衡理論是深基坑支護結構的一種靜態設計，而實際上開挖后的土體是一種動態平衡狀態，也是一個土體逐漸松弛的過程，隨著時間的增長，土體強度逐漸下降，并產生一定的變形。所以，在設計中必須充分考慮到這一點。

4 深基坑施工存在問題的解決措施

4.1 創新設計理念

施工人員要徹底轉變傳統落后的設計理念，不斷地創新和引進新的深基坑支護結構理念；與此同時在施工過程中要收集一些有用的施工技術數據，熟悉并掌握巖土變化支護結構所能夠承受的力變化的規律，從而為深基坑支護結構施工新理論以及新技術建立奠定良好的基礎。然而當前建筑市場仍然不存在精確地計算深基坑支護結構數值的辦法，很多設計與工藝仍然在摸索探討的階段，而且我國根本沒有一套科學合理的深基坑支護結構施工設計規范。但是傳統“結構荷載法”已經不能滿足當前深基坑支護結構施工的需要，有關施工涉及部門必須創新設計理念，加大深基坑支護結構研究的投資力度，逐步的完善深基坑施工的各項信息，建立健全以施工監測為主、自動化反饋動態信息為輔的設計體系，這也是深基坑支護人員需著重關注的一個科研攻關方向。

4.2 采用變形控制的新方法

極限平衡原理是目前施工人員比較常用的設計方法，它既簡單又實用，所得的計算結果參考價值很大。然而這種方法僅能滿足深基坑支護結構強度的標準，但剛度很難滿足，如果使用它很容易引發支護結構的變形從而導致工程事故發生。由此可知衡量深基坑支護結構施工方案的好壞與否不單單是要看其強度能否滿足規定標準，是否會帶來環境問題，更重要的是看其變形大小。根據上面陳訴的事實我們可知只有采用新的變形控制深基坑支護結構設計方法，才能避免這些問題的出現。

4.3 加大深基坑支護結構試驗研究方面的投入

我國目前的深基坑支護結構施工技術尚未形成一個合理的試驗研究系統，而若想擁有正確的理論就必須不斷地進行試驗和研究，所以我國必須加大深基坑支護結構試驗研究。雖然一些深基坑支護結構工程也取得了不小的成就，但是很難說出具體成功的因素；而倘若失敗了又很難找出失敗的根源所在。盡管深基坑施工過程已經積累了很多豐富的技術資料，可是很多實踐都沒有科學合理的數據做理論支持，因而無法科學的對其進行分析，加上一些理論成果上升不到一定的高度，所以給深基坑支護的施工埋下了很大的隱患。

盡管深基坑支護的試驗研究將要損耗巨大的資金和人力，但是隨著時間的推移，研究的不斷深入，必然會取得很好的科研成果，這時將其應用到實際施工過程中就會省下一筆很客觀的經費。由此可見，對深基坑支護結構進行試驗是很有必要的。與此同時還能給同類工程的施工奠定基礎，提供第一手科學有利的可靠資料。

4.4 摸索一套新型的計算支護結構的辦法

當前高層建筑的快越發展使得深基坑支護結構迎來了一場技術改革，深基坑支護結構的技術水平不斷地得到提高，施工效率也不短的增進。鋼板樁和地下連續墻等多種支護結構都得到了成功的應用，并且產生了一些新型的支護結構形式。然而該怎樣建立支護結構的新型模型、選取怎樣的計算簡圖以及科學合理的設計方法是目前迫切需要解決好的問題。

總體來看我國的深基坑支護結構現在乃至今后很長的一個時期內都會朝綜合性的方向全面發展，也就是說，會將臨時支護結構與永久支護結構相結合、基坑開挖方式與支護結構型式相結合，這幾種結合必然使支護結構受力復雜。所以，建立新型支護結構的計算方法，已成為深基坑工程技術的當務之急。

結語

建筑工程基坑開挖和支護結構屬于一個完整的系統工程，它涉及到很多方面的因素，例如施工時一定要考慮工程、水文、地質；工程的結構以及使用的材料；工程的施工工藝以及施工管理等等。總體來說這是一個把土力學和水力學以及材料學、結構力學統一結合在一起的綜合性的學科。并且支護結構屬于多個體系構成，并且每個體系的功能都很獨立。所以不僅建筑工程結構的設計要以整體功能的全面發揮為基點，妥善處理好各個組成部分的關系，只有這樣才能保證建筑工程的順利進行施工，使得其安全性有所保障，并且能夠保持合理的施工成本，取得較好的經濟效益。

[1]張志允，王保田，張海霞.深基坑開挖期間監測設計及成果分析[J].大壩觀測與土工測試，2011（6）.

[2]潘泓，葉作楷，曹華先，等.深基坑施工的現場監測[J].四川建筑科學研究，2012（2）.

[3]周瑞忠，邱高翔.基于BP網絡的深基坑支護位移反分析 [J].土木工程學報，2001（6）.

[4]周順華，劉建國，潘若東，等.新型SMW工法基坑圍護結構的現場試驗和分析[J].巖土工程學報，2001（6）.

[5]錢玉林，緒伯通，陳濱，等.SMW支護結構及其工程應用[J].工程勘察，2001（6）.

[6]陳曉平，閆軍.深基坑支護結構的三維桿系有限元分析[J].巖土力學，2001（3）.

[7]仇圣華，楊林德，楊志錫.基坑工程施工監測及其信息分析[J].山東科技大學學報（自然科學版），2001（3）.