建筑基坑支護工程安全性影響因素及對策

黃俊鳳

（深圳市超卓工程有限公司，廣東深圳 518172）

建筑基坑支護工程安全性影響因素及對策

黃俊鳳

（深圳市超卓工程有限公司，廣東深圳 518172）

隨著城市建設的快速發展，高層住宅建筑拔地而起，深基坑工程項目也越來越多，本文對基坑支護類型、基坑工程水效應和支護設計計算進行了分析，并對存在的問題提出了建議。建筑基坑支護設計與施工技術是一門從實踐中發展起來的技術，它涉及土力學中典型的強度、穩定及變形問題，還涉及土與支護結構共同作用問題、基坑中的時空效應問題以及結構計算問題等。結合工程實例，對高層建筑深基坑支護技術的應用進行了分析，并提出一些具有工程應用價值的建議措施。

建筑基坑 基坑支護 安全性

1　引言

幾十年來，隨著國內外大量高層建筑的建造，基坑深度不斷加深，規模和復雜程度不斷加大，基坑支護已成為高、大建筑中的一個非常大的課題，建筑基坑支護的安全性也成為施工人員十分關注的熱點問題。

2　深基坑支護設計計算

基坑支護設計必須滿足安全性、經濟性和可行性這三項基本要求。設計的基本原則是在滿足安全與技術可行的前提下，盡量節省工程造價。在基坑支護設計中，首先應滿足支護結構的強度要求，然后，根據基坑周邊環境的復雜程度進行變形控制。基坑各側環境不同，其變形控制值也應相應變化，避免由于支護結構變形過大，造成周邊建（構）筑物、地下管線破壞。

2.1巖土層計算指標的選用

基坑支護設計首先遇到的是巖土層抗剪強度c值的選取。如何根據場地的工程地質資料，以及基坑工程特點和采用的計算理論來選用合適的抗剪強度指標是至關重要的。

不同的試驗方法，得出的抗剪強度指標差別很大。目前，確定抗剪強度指標的方法主要有:①直剪試驗的快剪和固結快剪，②三軸試驗，③原位測試的十字板剪切試驗。

2.2土壓力計算

基坑支護結構土壓力計算大多以朗肯土壓力和庫倫土壓力理論為基礎。用的更多的是朗肯土壓力理論。有的采用土壓力三角形分布簡圖；有的采用梯形簡圖。墻或樁頂發生很小位移時，主動土壓力即可發揮出來，而被動土壓力充分發揮時需有大得多的位移，這往往是實際工程所不允許的；對于懸臂式和單層支撐（或單錨式）支護，開挖過程中一般都能達到主動土壓力極限狀態；而對多層支撐（或多層拉錨）式，其土壓力比較復雜，墻或樁位移產生拱效應，從而在挖方以下的土壓力減小，在支撐附近側壓力增大，此外，側壓力還與支撐是否施加預載及支撐剛度有關，故對于排樁懸臂式支護，一般采用三角形簡圖，但被動土壓力需作一定折減，以減小排樁的水平變位；當用等值梁法計算排樁內支撐支護、排樁錨拉支護時，可選用梯形簡圖。

3　存在問題

盡管深基坑支護工程的設計與施工已積累豐富經驗，但由于在理論和實踐上，都還存在許多不成熟與不完善之處，至今仍存在不少問題。（1）基坑工程勘察問題。基坑工程勘察常常不能滿足設計要求，土層抗剪強度指標試驗方法及取值不統一。基坑工程勘察應滿足規范中規定的要求，包括勘察范圍、勘探點的深度及間距，場地水文地質勘察、巖土工程測試參數、基坑周邊環境的勘查及對基坑工程的建議等，其中尤其重要的是巖土工程測試參數及對基坑周邊環境的勘查。現有巖土工程報告中巖土的取樣數量均偏少，巖土參數測試值變異較大，大部分巖土抗剪強度參數取值均為經驗值，直接導致基坑工程計算結果的不夠準確。對于基坑周邊環境的勘查則很少有勘察報告能達到基坑設計階段的要求，周邊建筑物的結構型式、基礎型式及埋深、與基坑周邊的距離等描述一般均過于粗略，對于地下管線的描述則更不清晰，管線的類型、接頭型式、管徑及埋深等都不詳。（2）施工質量問題。基坑工程特別是土釘墻和噴錨工程專業特殊性強，許多施工單位沒有巖土工程專業工程經驗，甚至對巖土工程專業知識知之甚少，有的甚至完全不懂；但出于利益的驅使，偷工減料的現象時有發生，特別是有的土方開挖單位，為了方便省錢，根本就沒有分層開挖，基坑工程一次開挖到底，直接導致坑頂開裂、坑壁失穩。基坑工程除保護周邊環境外，還要保證坑內工程樁的安全，軟土基坑必須分層均衡開挖，每層高度不宜超過1m。飽和流塑狀態的淤泥層，對樁周的約束效應很低，工程樁（預應力管樁）的橫截面，不論是橫向抗切的配筋，還是截面積都相對比較薄弱。由于土方開挖未嚴格按要求進行，樁體位移、傾斜、斷裂很容易發生，類似的事故不少。

4　深基坑周圍土體止水效果的控制

在地下水位較高的地區，地下水對深基坑工程施工帶來的危險程度是相當高的。地下水的來源一般為上層滯水、潛水、承壓水、雨水及基坑周圍的滲漏管道水，由于水的來源復雜，以及枯水期和豐水期水位變化的影響，在制定止水方案時，應從深基坑工程的防水、降水和排水3個方面考慮，根據地質勘察部門提供的地質資料，深入分析地下水的成因，了解深基坑周圍環境，對周邊有建筑物的基坑，宜采用以堵為主，抽水為輔，否則會導致基坑周圍土體與水體的流失，造成建筑物不均勻沉陷，甚至發生坑底流沙、管涌等現象，增大處理難度，拖延工期；反之，以降水為主。

止水帷幕是高水位地區深基坑支護工程中常用的止水措施，其施工方法主要有高壓噴射注漿法、漿噴深層攪拌法、粉噴深層攪拌法和壓力注漿法等。采用漿噴深層攪拌法進行止水帷幕的止水施工時，如果止水帷幕的攪拌樁成樁質量不好，深基坑開挖后會出現滲水較多的現象。若此時再采用灌漿的方法進行處理，則會延誤工期，增加造價。在該類止水帷幕施工時要注意以下幾點:（1）保證樁體質量。確定合理的水泥漿摻加量，保證樁體攪拌均勻，樁長達到設計深度，避免樁頭出現攪而無漿的情況，特別是在土層變異較大的地區，因攪拌樁的樁徑不易控制，容易導致止水失效。（2）保證樁的搭接長度和密實度，杜絕空洞、蜂窩及樁頭開叉的現象。（3）不得隨意在基坑支護結構上開口，否則會影響支護結構的安全，也破壞了止水帷幕，導致地下水的滲入。

5　結語

綜上所述，深基坑工程項目越來越多，基坑開挖深度也越來越深。由于基坑周邊地面建筑和地下設施密集，且地質條件復雜多變，深基坑支護的難度也越來越大，造成經濟損失和不良社會影響。因此，研究適用地質條件的新深基坑支護技術是必要的。

［1］陳祖煜.土坡穩定分析通用條分法及其改進［J］.巖土工程學報，1983（4）：13-29.

［2］郝文化.ANSYS土木工程應用實例［M］.北京：中國水利水電出版社，2005.

［3］黃繼煥.例述邊坡穩定性評價規范方法［J］.山西建筑，2008，34（15）：88-89.