巖土工程中的基坑支護工程

張旭

摘要：本文闡述了巖土工程施工的特點、深基坑支護的類型和應用范圍、巖土深基坑支護施工存在的問題及巖土工程深基坑支護工程的防治措施。

關鍵詞：巖土工程;深基坑支護;施工技術

隨著城市高層建筑的迅速發展，巖土工程的深基坑支護項目也日益增多，深基坑支護技術也逐步成熟起來。

一、巖土工程施工的特點

由于自然環境不同，不同地區之間巖土工程的差異性很大，巖體和土體在抗剪強度、應力應變關系以及壓縮性方面都有很大差異，巖土工程施工表現出較大的區域性。由于影響因素較多，巖土工程在施工中還會面臨各種不確定的問題，這些不確定性的因素不僅可以導致施工參數的變化，嚴重的還要改變施工的工法。此外，巖土工程施工包括了地基的處理和基坑的維護，很多工作都必須要在地下完成，工程施工具有隱蔽性，需要較高的檢測技術和施工技術，提高工程施工監測的質量。

二、深基坑支護的類型和應用范圍

（一）自立式支護

自立式支護通常用在地質條件相對較好的施工場地，這種支護方式基坑內沒有支撐，有利于機械化挖土與地下工程的施工，但是其支護樁頂的水平位移比較大，如果基坑較深或者地質條件較差，那么工程造價將是相當高的。

（二）樁錨支護

樁錨支護方式主要用于土層性較好的施工場地。對于一些基坑深度較大的建筑工程，巖土錨桿要有固定的參數，比如軸向抗抜力不能大于等于600kN，采用二次高壓注漿等。

（三）排樁內支撐支護

排樁一般都是鉆孔灌注樁，也有的工程用的是地下的連續墻或者是預應力管樁。根據平面的形狀的不同，內支撐系統的布置方式也有所不同，譬如水平拱圈式支撐系統、角撐對稱式支撐系統等。

（四）噴錨支護

噴錨支護是一種聯合支護型式，它將鋼絲網、噴射混凝土和錨桿結合在一起。這樣的支護方式主要用于人工填土和粘性土的施工場地，切不可用在含水豐富的細沙層和卵石層。基坑深度要小于12米。

三、巖土深基坑支護施工存在的問題

隨著科技的發展，深基坑支護結構設計有了很大的變化，但是在實際施工中仍舊有很多不足，主要體現在：

（一）支護結構設計參數不準確

在巖土工程中，深基坑支護結構壓力大小直接關系著巖土工程質量和安全度。因此，在地質情況復雜多變的情況下，我國巖土工程一直采用的是庫倫和朗肯公式。對于復雜的深層坑開挖，含水率、粘聚力、內摩擦角都是變化的，因此，很難準確的得出支護結構的實際受力，造成相應設計結果不精確。根據相關實驗表明：內摩擦角相差5度產生的主動土壓力不同，開挖之后土體凝聚力和原土體凝聚力不同。從而，導致支護結構和施工工藝不同，對相應土體力學參數選擇帶來了很大的影響。

（二）空間效應不完善

根據大量實際資料表明，深基坑坑內位移存在著“兩邊小，中間大”的特點，從而，長邊的深基坑邊坡很容易失穩，導致深基坑空間問題。傳統深基坑支護結構主要是通過設計平面應變的方式進行處理，對于細長的深基坑比較實際，對于長方形或者方形的深基坑差異則比較大。因此，必須按照平面設計應變方案，對支護結構進行合適的調節，從而讓開挖的空間滿足要求。

（三）深基坑取樣不完整

在深基坑結構設計時，必須按照相應地基土層要求進行取樣分析，保證土體符合物理力學指標，從而保障支護結構設計良好。在深基坑開挖區域內部，應該結合國家開挖指標，進行鉆探取樣，從根本上降低勘察工作量，降低造價。由于土樣具有不完全和多變的復雜性，因此，土樣不可能完全反應土層特性，造成支護結構設計不能完全符合實際情況。

（四）支護結構設計和實際受力存在差異

目前，我國深基坑支護結構計算主要通過極限平衡理論，和實際受力存在著很大的差異。根據相關工程實踐證明：深基坑支護結構從理論上講符合極限理論計算的安全系數;但是，由于有的支護機構系數比較小，不能達到相關要求。

四、巖土工程深基坑支護工程的防治措施

（一）重視變形觀測，并注意及時補救

巖土工程中深基坑支護結構變形觀測的內容包括：基坑邊坡的變形觀測、周圍建筑物及地下管線變形觀測等。通過對監測數據及時分析并及時了解土方開挖及支護設計在實際應用中的情況，分析其存在的偏差便可以及時的了解基坑土體變形狀況以及土方開挖影響的沉降情況還有地下管線的變形情況等。對設計中存在的偏差，在下部施工中及時校正設計參數，對已施工的部位采取恰當的補救和控制措施。

（二）轉變傳統深基坑支護工程設計理念

近年來，我國在深基坑支護技術上已經積累很多實踐經驗，初步摸索出巖土變化支護結構實際受力的規律，為建立健全深基坑支護結構設計的新理論和新方法打下了良好的基礎。但對于巖土深基坑支護結構的實際設計和施工方法仍處于摸索和探討階段，而且，目前我國還沒有統一的支護結構設計的相關規范和標準，土壓力分布還按庫倫或朗肯理論確定，支護樁仍用“等值梁法”進行計算。這些陳舊的計算理論所計算出的結果與深基坑支護結構的實際受力懸殊較大，既不安全也不經濟。

（三）全程控制基坑支護的施工質量

巖土深基坑支護施工重在過程控制，一旦施工過程控制環節出現問題，事后糾正和補救都會比較困難。因此我們必須進行嚴格的施工過程控制管理，確保施工質量，嚴格按設計方案組織施工。工程施工前，有關人員需要熟悉當地的地質資料， 本次施工設計圖紙及施工現場周圍的環境，另外，降水系統應確保正常工作，施工單位在施工過程中不得隨意改變錨桿位置、長度、型號、數量、鋼筋網間距、加強筋范圍、放坡系數等，設計方案變更時必須重新經專家評審。基坑支護單位要與挖土單位緊密配合，堅持分層分段開挖和分層分段支護的施工原則進行施工。土方開挖的順序和具體開挖的方法必須與設計的工況相一致，并遵循“開槽支撐，先撐后挖，分層開挖，嚴禁超挖”的原則，減少開挖過程中土體的擾動范圍，縮短基坑開挖卸荷后無支撐的暴露時間，對稱開挖，均衡開挖，合理利用土體自身在開挖過程中控制位移的能力。巖土深基坑開挖的過程中應采取措施以防止碰撞支護結構，工程樁或撓動基底原狀土，當有異常情況發生時，應立即停止挖土，并應立即查清原因和采取措施，巖土深基坑開挖完成后，應提醒建設單位盡快組織勘察，設計，質監，監理，施工等部門進行驗槽，及早開始地下結構工程的施工，嚴禁基坑長時間暴露，基坑回填前，支護層不能破壞，特別是坡腳部分。

五、結語：

總之，加強對深基坑支護技術的研究是非常有必要的。因此對于深基坑支護的設計需要嚴格按照動態設計以及信息施工的原則來進行，及時對方案進行調整來做到理論與實踐結合。

參考文獻：

[1]彭順.段仲源.鄧天旺.緊鄰地鐵的深基坑支護施工技術[J].巖土工程技術.2015.22（01）.

[2]梁多勝.深基坑支護與降水施工技術[J].山西建筑.2016.37（01）.