巖土工程深基坑支護的設計及施工問題研究

文/劉天書 遼寧省建筑設計研究院巖土工程有限責任公司 遼寧沈陽 110005

1、巖石工程深基坑支護設計中存在的問題

1.1 支護結(jié)構(gòu)側(cè)向土壓力的計算問題

擋土與土壓力之間進行相互作用的結(jié)果稱為土壓力，其結(jié)構(gòu)變形情況與土體本身情況關系非常密切，傳統(tǒng)計算中只對極限狀態(tài)進行考慮，無支撐情況下及錨桿情況下支護結(jié)構(gòu)很容易出現(xiàn)變形情況。

1.2 支護結(jié)構(gòu)在設計過程中與實際受力情況不符合

目前深基坑支護結(jié)構(gòu)在設計過程中仍建立在極限平衡理論，實際支護結(jié)構(gòu)與受力情況復雜性較高。工程實踐證明，支護結(jié)構(gòu)基于平衡理論設計計算之上的安全系數(shù)有一定的安全性，但經(jīng)常會出現(xiàn)破壞情況。支護結(jié)構(gòu)安全系數(shù)較小，很可能出現(xiàn)不達標現(xiàn)象，實際施工中很難滿足施工要求。深基坑支護結(jié)構(gòu)在極限平衡技術之上為靜態(tài)設計，土體開挖之后，土體會出現(xiàn)逐漸松弛現(xiàn)象，時間不斷推移，土體強度也會根據(jù)時間逐漸下降。

1.3 地下水控制設計問題分析

深基坑工程施工中的重點問題及難點問題為地下水控制問題，地下水位與土質(zhì)情況不同，實際在基坑開挖過程中所采用的方法會不同?；釉趯嶋H開挖過程中，降水排水工程會對整個工程安全性能及經(jīng)濟性能帶來非常嚴重的影響，基坑工程事故與水有關系也是非常常見的情況。軟土地區(qū)水位一般較高，基坑工程開挖中為了能夠?qū)⑹┕l件改善，將抗剪能力不斷提高，進一步加強土體強度，在實際施工中需要將基坑安全施工性能提高。地面若出現(xiàn)沉降現(xiàn)象會使得建筑物造成嚴重傾斜現(xiàn)象，導致地下管線被進一步破壞；坑內(nèi)降水時，降水深度若比較高，水位差增加則會出現(xiàn)安全事故。所以，施工決策之前，需要對施工中可能出現(xiàn)的各種情況及危害程度進行充分把握，保證能夠提出更加合理的施工解決方案，保證工程施工安全性能，獲得經(jīng)濟效益與社會效益。

2、深基坑安全措施

2.1 設計方案的優(yōu)化

確保深基坑安全的一個重要環(huán)節(jié)是深基坑支護設計方案的比選。影響深基坑支護設計和施工安全的因素有很多，如場地的地質(zhì)水文條件、支護結(jié)構(gòu)的使用壽命、基坑的深度等。通過綜合考慮各個影響因素，在眾多設計方案中選擇科學合理的設計方案，是保證整個基坑穩(wěn)定性和安全性的關鍵。

2.2 加強對基坑變形的觀測

在深基坑工程中，支護結(jié)構(gòu)的變形對施工安全有很大的影響。深基坑支護結(jié)構(gòu)的變形主要包括基坑邊坡的水平與垂直位移，深基坑周圍建筑物的變形以及支撐立柱的垂直變形等。通過對深基坑支護結(jié)構(gòu)變形的觀測，可以隨時掌握基坑隨施工進度的變形情況，及時對深基坑的安全做出評估。一旦發(fā)現(xiàn)變形值超過警戒值必須立即停止施工，查找原因并及時采取有效應對措施，防止變形進一步擴大。

2.3 采用有針對性的設計

改革開放以來，隨著施工機械的不斷更新?lián)Q代，深基坑支護設計也經(jīng)歷了日新月異的變化?；又ёo結(jié)構(gòu)越來越復雜，出現(xiàn)了臨時性支護結(jié)構(gòu)與永久性支護結(jié)構(gòu)結(jié)合，受力結(jié)構(gòu)與止水結(jié)構(gòu)結(jié)合等一些新形式。因此，需要設計人員不斷學習和研究各種新設計方案，熟悉其優(yōu)缺點，在工作中依據(jù)實際地質(zhì)條件和設計要求采用有針對性的設計方案，確保支護設計的安全可靠，經(jīng)濟合理。

2.4 確?？碧劫Y料的準確

地勘報告是深基坑支護設計的一個重要依據(jù)，一份詳細、準確的地勘報告是深基坑工程成功的關鍵。但在實際工作中，由于地質(zhì)勘探受到很多因素的影響，經(jīng)常出現(xiàn)地勘資料不準確甚至出現(xiàn)較大誤差的情況。因此，在建設資金充裕的前提下，地質(zhì)條件復雜的地層以及工程的重要部位和關鍵位置應按照相關規(guī)定進行補充勘探。同時勘探人員在勘探施工時，需要嚴格按照國家相關規(guī)范和標準施工以確?？碧劫Y料的準確性。

2.5 強化對深基坑工程的施工管理

基于深基坑工程安全的重要性，選擇符合國家法律規(guī)定具備相應施工資質(zhì)的企業(yè)進行施工是確保深基坑施工安全的一個基本要求。在此基礎上，應充分發(fā)揮行業(yè)內(nèi)的專家對施工技術的引領作用，深基坑工程的專項施工方案必須經(jīng)過專家評審合格后方可開始施工。在施工過程中，建設方與政府相關監(jiān)管部門應定期對施工單位、監(jiān)理單位以及設計單位的工作進行監(jiān)督和檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時采取強制措施處理，防止問題擴大影響深基坑的安全。與此同時，在深基坑安全管理方面，應引入第三方監(jiān)測機構(gòu)對基坑的變形進行監(jiān)測。最后，施工單位應不斷加強自身的安全管理，針對深基坑工程的特點，編制高墜、坍塌等應急救援方案，并及時進行應急救援演練以驗證方案的可行性和操作性。施工單位還應定期對施工現(xiàn)場進行安全隱患排查，防止安全事故發(fā)生。

結(jié)語：

在巖土工程施工過程中深基坑的支護問題可以說是重難點的部分，深基坑支護問題的合理解決既能保證整個建筑工程的順利開展，最大程度上保證建筑工程的經(jīng)濟性和合理性，最大程度上保證人力與物理資源的節(jié)約式投入；同時另一方面深基坑的支護問題還牽涉到整個項目在保證安全性方面的進程，保證結(jié)構(gòu)作業(yè)部分的合理性，保證整個項目的合理開展，同時需要建立切實可行的監(jiān)管措施，保證整個過程中流程的準確高效的開展過程。