建筑工程基坑支護的質量控制探討

摘要：近年來，隨著大批的高層和超高層建筑的建設，開發商為提高建筑用地率，加之國家有關規范對基礎埋置深度和人防工程的要求，多層、高層、超高層建筑地下室的設計必不可少，有的地下建筑甚至有三四層，深的達十多米，于是，地下建筑開挖時的深基坑支護成為一個必要的施工過程。目前的建筑工程深基坑支護設計和施工還存在著很多不夠完善的地方。本文針對建筑工程深基坑支護設計和施工現狀，進而提出了加強建筑深基坑支護的質量控制。

關鍵詞：建筑基坑 施工 支護 質量控制

隨著我國高層建筑的不斷增多，傳統的深基坑支護結構所采用的設計理論、運算公式以及施工工藝等，早已無法適應現今深基坑開挖和支護結構在實際情況需求，以致于基坑工程事故屢屢發生，給建筑施工的人身、財產安全都造成了十分嚴重的損失。雖然近些年來，建筑施工行業在深基坑的開挖與支護技術方面不斷深入發展，各種新技術、新工藝等都逐步發展起來。但是由于城市間的建筑距離非常小，基礎工程在施工方面存在著相當大的難度，同時增加了相應的工期與費用。本文筆者針對深基坑支護中存在的安全問題進行分析，并提出相應控制措施。

一、深基坑支護概述

基坑支護是應用于房屋建筑、地下工程、橋梁工程等以及其它一些基礎設施，它的使命是確保主體工程基礎部分的順利實施，而支護的成功與否直接影響工程經濟效益、工程進度、施工安全。深基坑支護又不是建筑產品，它是為完成建筑產品而采取的措施之一，一旦完成了基礎工程后，也就是完成了它的使用使命，因而它的施工成本高。支護工程一般都是按懸臂構件來考慮的，隨著深度的增加懸臂的長度也增加或者是在中間部分增加內撐。受地質條件、地下水的情況、巖土成份的不同也會直接影響支護工程的造價。它的施工技術有：樁基工程、噴射砼技術、錨桿技術、鋼筋砼、多層支撐換撐、土方開挖、基坑排水、地基土處理等。

二、目前深基坑支護存在的問題

1.在支護結構的設計中土體物理力學選擇的參數不適當。在深基坑支護結構的安全問題中，其所需承擔的土壓力的大小是一大影響因素，可是止前想要對土壓力進行精確的計算還十分困難，因為地質情況的復雜性與多變性，到現在為止對土壓力還是使用庫倫公式或者朗肯公式進行計算。在對土體的物理參數的選擇方面是十分復雜的，特別是深基坑進行開挖之后，其中含水率、粘聚力與內摩擦角這三個參數都是可變性數值，因此想要計算出支護結構受力的實際情況是十分困難的。

2.在對基抗土體的取樣不完全。在深基坑開挖的區域內，要按照國家相關規范的要求進行取樣，同時為了減小勘測的工作量并降低工程造價，鉆孔不要太多。這樣所得到的土樣具有隨機性與不完全性的特點，但是也正是因為地質構造的復雜、多變，因此，所取的土樣并不能完全真實的反映土層的情況，所做出的支護結構的設計也不一定會完全符合地質情況。

3.在對基坑的開挖存在空間效應的考慮不周全。在進行深基坑開挖過程中，經大量的實測資料顯示：基坑周邊發生的向基坑內的水平位移通常是中間大兩邊小。居中間位置的長邊深基坑的邊坡常常發和失穩現象，在傳統對深基坑支護結構的設計中，多數是按照平面應變問題進行處理的，對于細長條的部分基坑來說，假設平面應變是很符合實際的，然而方形或者長方形的深基坑與之差別相對較大。因此，沒進行空間問題的處理之前，在按照假設平面應變設計時要適當的調整其支護結構，來滿足開挖空間的效應要求。

4.在設計支護結構的計算中與其實際受力不相符合。對深基坑的支護結構設計計算現在仍然是以極限平衡理論為基礎，然而實際支護結構的受力情況并不簡單。在工程實踐過程中發現，按照極限平衡理論對支護結構計算所做的設計的安全系數，在理論上講是十分安全的，但是在現實中卻時常發生破壞現象；然而一些安全系數較小或者安全系數甚至達不到規范要求的部分支護結構，在實際工程中卻滿足其使用要求。

三、深基坑支護方案設計及施工中的注意事項

1.傳統設計理念的轉變。在深基坑支護結構的設計方面，還沒有精確的計算方法，國內外大多也都還在進行探討中。對于土壓力的分布與支護樁的計算仍然以庫倫或朗肯理論與“等值梁法”為依據，所得到的計算結果和實際深基坑支護結構所受到的力相差較大，所設計出來的支護結構既不經濟又不安全。因此，不能再按照傳統的結構荷載法來設計深基坑的支護結構，而是要轉變傳統的設計理念，建立起可反饋動態設計的以施工監測為主導的體系。

2.工程設計方法的變形控制。現在通常采用極限平衡原理這種既簡單又實用的設計方法，所得出的計算結果具有可參考的價值，但是在深基坑的支護結構中，這種設計方法保證不了支護結構的剛度，僅能滿足其強度要求。發生的大多數工程事故都是由于支護結構部位發生過大的變形而導致的，所以，一個支持結構設計方案的優劣不僅在于強度的要求，最主要還在于其是否會產生環境問題與其產生變形的大小。因此，要加強對支護結構的變形控制的研究，從而建立一套新的控制深基坑的支護結構變形控制的設計方法。

3.大力開展支護結構的試驗研究。正確的理論必須建立在大量試驗研究的基礎上。但是，在深基坑支護結構方面，我國至今尚未進行科學系統的試驗研究。一些支護結構工程成功了，也講不出具體功之處；一些支護結構工程失敗了，也說不清失敗的真實原因。在支護工程施工的過程中積累的技術資料很豐富，但缺少科學的測試數據，無法進行科學分析，不能上升到理論的高度，這是一個很大的缺陷。開展支護結構的試驗研究（包括實驗室模擬試驗和工程現場試驗），雖然要耗費部分資金，但由于深基坑支護工程投資巨大，如經過科學試驗再進行設計時，肯定會節省可觀的經費。因此，工程現場試驗是非常必要的。通過工程實踐積累大量的測試數據，可對同類工程的成功打好基礎，為理論研究和建立新的計算方法提供可靠的第一手資料。

4.探索新型支護結構的計算方法。高層建筑的飛速發展給深基坑支護結構帶來一場技術革命。在鋼板樁、鋼筋混凝土板樁、鉆孔灌注樁擋墻、地下連續墻等支護結構成功應用后，雙排樁、土釘、組合拱帷幕、旋噴土錨、預應力鋼筋混凝土多孔板等新的支護結構型式也相繼問世。但是，這些支護結構型式的計算模型如何建立、計算簡圖怎樣選取、設計方法如何趨于科學，仍是當前新型支護結構設計中急需解決的問題。目前，深基坑支護結構正在向著綜合性方向發展，即受力結構與水結構相結合、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。

總之，建筑基坑的開挖與支護結構是一個系統工程，涉及工程地質、水文地質、工程結構、建筑材料、施工工藝和施工管理等多方面。它是集土力學、水力學、材料才學和結構力學等于一體的綜合性學科。支護結構又是由若干具有獨立功能的體系組成的整體。正因如此，無論是結構設計還是施工組織都應當從整體功能出發，將各組成部分協調好，才能確保它的安全可靠、經濟合理。