深基坑工程設計與施工分析

沈悅 張濤

摘? ? 要：經濟社會的快速發展，帶動城市化建設進入一個新的發展時期，城市規模不斷擴大，人口不斷增加，各類高層、超高層建筑屢見不鮮。而這些建筑的基坑開挖深度越來越大，為確保建筑基坑支護工程的穩定性，需要做好其設計、施工工作，充分掌握深基坑設計與施工工作要點，確保支護結構穩定、安全，做好土體變形監測。因此，找尋更為安全可行、經濟合理的深基坑支護設計與施工方法是當前非常重要的工作之一。

關鍵詞：基坑工程;設計;施工技術

1? 工程概況

某建筑工程包含23層塔樓與4層裙樓，并且具有3層地下室，是典型的深基坑工程。該工程基坑面積高達9523m2，周長為408m，開挖深度達到14.4m，局部電梯井位置更是達到了16.2m。在施工前，該工程施工地點地勢較為平坦，基坑北面、南面包含大量地下管線，西面為菜園且和東面區域高差達到2.5m，而且地理位置靠近珠江，地下水豐富并對施工造成了巨大影響。

2? 深基坑支護設計的要點

2.1? 支護結構的設計計算

深基坑支護施工作為一個完整的結構體系，應滿足經濟性、安全性、可行性的基本要求。深基坑支護結構設計計算可從以下方面考慮。（1）確定深基坑支護的類型。通過對深基坑所在的水文地質、工程地質、開挖深度、周邊環境等因素的分析，確保所選用的支護類型經濟合理，支護結構安全可靠。（2）水壓力對土體的作用。在支護結構設計過程中，應對超孔隙水壓力對土體的作用有足夠的認識，明確土體的各項物理學性質特征，取值一定要仔細，為使取值更加安全，應在樁基結束后，做好土體的原位測試與試驗，進而獲取更加準確的資料，積累更多經驗，提高工程設計與施工水平，降低事故發生率。（3）深基坑邊坡堆載物荷載計算。基坑支護的穩定性與其邊坡堆載物的荷載有很大關系，深基坑開挖過程中，嚴禁基坑坡邊超堆荷載，應采取措施防止碰撞支護結構、工程樁或擾動基底原狀土。（4）抗隆起穩定計算。深基坑本身的變形控制和穩定性是抗隆起穩定的2個重要指標，不僅關系著基坑的穩定性、安全性，也與深基坑周邊環境的變化息息相關。因此抗隆起穩定計算是基坑支護結構設計工程中必不可少的設計內容。

2.2? 深基坑的時空效應

深基坑開挖后，基坑四周及基底將失去原有的平衡，根據以往施工經驗及實際測量的數據表明：基坑周邊會隨著時間不斷向基坑內側傾斜，其傾斜規律是沿著水平位移方向呈現中間大兩邊小。深基坑長邊方向的中間部位往往是基坑邊坡發生失穩現象的常見位置，這表現了深基坑開挖是空間與時間的問題，與空間和時間的聯系密切相關，這就是深基坑工程的時空效應。通過時空效應理論的分析計算，按照分層、分步、對稱、平衡及限時的原則確定開挖與支撐的施工工序。深基坑開挖工程運用時空效應施工，可提升現場施工生產效率，在一定程度上縮短了施工時間，節省施工成本，提高經濟效益。

3? 深基坑工程施工過程控制

3.1 合理布置支撐體系并明確施工控制目標

工程施工需要對支撐體系進行合理布置，否則很容易出現支撐失效而對整個工程的安全造成威脅的情況。支撐體系應當被分為3個獨立的區域，分別為北面角、中部和南面角，根據實際施工情況可對獨立支撐體系進行設置和拆除，務必要保障施工活動的順利進行。與此同時，施工隊伍還應當明確施工控制目標，即在深基坑開挖、地下結構施工及土方回填之前，合理控制施工活動，盡量避免結構變形、基坑隆起、水土流失、水體灌入等問題的發生，從而保障施工安全、高質、高效進行。

3.2? 科學選擇監測項目

施工活動控制的實現是以監測項目為重要渠道，通過對不同項目的有效監測能夠準確把握工程施工情況，從而有效預防施工隱患和風險，及時處理施工問題，全面保障施工安全、質量及效率。對本工程而言，需要監測的項目主要包括支護結構和周圍環境要素。其中墻頂水平位移、墻頂沉降、孔隙水壓力、土體豎向變形、土體側向變形、墻體側向變形、支撐軸力、地下水位、立柱沉降、周圍建筑物沉降和傾斜、周圍地下管線沉降和水平位移等是必須監測的項目，它們能夠客觀反映深基坑施工情況，幫助施工隊伍了解是否存在施工問題，從而及時有效地加以防范和處理，提高施工安全性和質量。

3.3? 確定控制方案

在選擇監測項目后，施工隊伍應當根據項目針對性地確定控制方案，尤其要落實問題預防及應對處理控制。應當對工程支護結構設計參數進行再次檢驗，確定支護結構滿足不同監測項目的實際要求。其中尤其要關注支護結構的載荷是否達標，如土壓力、水壓力、施工載荷、地面載荷等均需滿足施工要求。而且根據本工程地質情況和開挖深度、平面形狀及尺寸、地下管線等因素，還應當進一步檢測施工控制方案的合理性，確保工程支護結構施工不會引發安全及質量問題。另外還需要對施工工藝流程進行明確規范，指導施工活動開展，確保施工有序進行，防止施工混亂的情況發生。

3.4? 加強施工過程管理

由于本工程采用的是地下連續墻+鋼筋混凝土內支撐支護方案，因此在施工時需要先在基坑周圍做地下連續墻，并且噴射混凝土固結，待固結并達到開挖條件后再開挖施工。而且值得注意的是，施工隊伍還需要在開挖前提前打好鋼構柱，確保鋼筋混凝土內支撐能夠在支座上穩固。在立柱樁施工后便可以進行第一次土方開挖和第一道支撐施工，然后再進行第二次土方開挖和第二道支撐施工，并在上方澆筑基礎底板，拆除第四道支撐，并隨著施工的進行拆除第二和第三道支撐。在此過程中施工隊伍必須嚴格按照施工規范進行操作，同時對基坑進行嚴格監測，確保基坑內部沒有明顯滲漏水現象和變形現象。另外在施工時還應當做好多專業協調，確保各部門和單位能夠順利合作并完成施工。

4? 深基坑支護技術未來發展趨勢

深基坑支護技術未來發展是建立在其他技術手段發展的基礎上的。簡單來說，其未來發展趨勢主要表現在以下幾個方面：第一，充分發展運用噴射混凝土技術，這種技術主要是由于深基坑支護過程中采用大量土釘墻方案，為減少噴射混凝土的回彈量，并保護基坑周邊環境，濕式噴射混凝土的施工方法的應用較為廣泛。第二，施加預應力對基坑形變進行控制，在后續的深基坑支護工程中，通過對基坑周圍土體進行加固，采用注漿、深層攪拌等技術手段控制土體形變是非常有效的手段。第三，兩墻合一逆作法作為未來深基坑支護的主要發展方向，能夠滿足工程造價、工期等因素的要求。但是，在選擇這種處理方式時，需要注意逆作法施工受樁基承載力限制，具體實施過程中需要采用一柱多樁方式進行處理，這種情況造成施工成本、難度的增加，在實際施工過程中，為提升工程建設效率，選擇提升單樁承載能力的方式進行處理，使得上部結構可以解除之前的限制。

5? 結束語

隨著我國經濟水平的不斷提升，越來越多的高層建筑及地下建筑得以發展，對深基坑工程的施工質量和施工安全也提出了更高的要求。而深基坑工程是整個建筑工程必不可少的環節，對于地產及施工企業來說，應引起足夠的重視。對于建筑人員來說，合理應用深基坑的支護設計與施工技術，是保證深基坑工程乃至整個建筑工程順利施工的前提，也是推動建筑行業穩定發展的重要保障。

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