深基坑工程存在的問題及控制要點

金四輩 甘肅第三建設集團有限公司工程師

深基坑支護設計和支護形式密切相關，合理且科學的支護形式需要依據工程地質狀況、地貌地形和周邊環境、工程預算等參數進行制定。若工程地質較佳、周邊環境要求低，應盡量使用柔性支護形式，如土釘墻；若周邊環境要求較高，則改用剛性支護形式，如地下連續墻和排樁等，將深基坑水平位置控制在合理范圍內。因此，深基坑支護對建筑工程有著重要影響，是保證施工管理工作有序開展、工程保質保量的關鍵，也是建筑行業需要重點研究的對象。

1 工程概況

某圖書館建筑用地面積9 218.6 m2，總建筑面積為44 401.6 m2（包含地下室建筑面積12 684.22 m2）；地上11 層、地下2 層，為框架剪力墻結構。該場地原始為沖洪積階地地貌，通過人工堆填等方式改造，場地平坦，基坑坑底標高6.15 m、場地標高為16.2 m，呈東低西高狀態；東側有供水管（直徑200 mm、埋深1.5 m），南側有PVC 通信管和鋼筋混凝土污水管。各土層巖土、土釘參數值見表1、表2。

表1 各土層巖土參數值

表2 各層土釘參數值

2 深基坑支護的形式

2.1 鋼板樁支護

鋼板樁支護是深基坑支護的常見方式，待竣工后拔出，便于重復利用。目前包含有槽鋼板樁、“拉森”鋼板樁兩種，前者接口密封性不良，多面臨滲水問題，且剛度較小，僅用于周長短、深度淺等基坑開挖項目；后者剛度較大，接口處采用鎖口咬合法密封性較佳，可基本滿足不滲水要求。但在土質較硬的工程中，鋼板樁支護會出現擠土作用，導致周邊地面隆起，而拔出后也會攜帶部分土體構成孔洞，應及時做好回填工作，否則會引起土體下陷，不適用于建筑物密集區域[1]。

2.2 重力式擋墻支護

通過水泥漿深層攪拌、高壓噴射注漿等方式，對基坑周邊軟弱土體予以加固使之固化，起到擋土效果，包括水泥深層攪拌樁、高壓旋噴樁兩種。目前，針對其施工管理集中在成樁質量層面。水泥深層攪拌樁是將水泥漿定義為固化劑，以攪拌樁機鉆桿、鉆頭等器械，向地基內軟土、沙等物質中摻入水泥漿，再進行強制攪拌促使其硬化，增強地基強度，多適用于軟土基處理。該技術可以依據工程現狀酌情設計，使用范圍較廣，既可用于普通地質（如砂土、黏土、泥炭土等），又可用于復雜地質（淤泥及淤泥質土），但相對而言，復雜地質下地基處理效果差于普通地質。

2.3 樁錨結構體系支護

樁錨結構體系支護依據灌注樁加錨桿對周邊土地予以處理，繼而起到的擋土效果，適用于土質差、基坑變形控制要求高、周邊環境保護嚴格等區域。同時，錨桿設置情況不會對周圍地下建筑造成影響，還可為周邊土體提供較佳的錨固力。

2.4 地下連續墻支護

地下連續墻支護是以泥漿護壁為前提，對基坑施行分段澆筑鋼筋混凝土墻體的技術。最初起源于歐洲，米蘭于1950 年首次將其運用到實處，且逐步再西方發達國家及地區予以推廣，成為深基礎施工、地下工程建設中的關鍵性技術。國內雖起步較晚，但歷經多年發展和改進已取得優異成效，在諸多工程中得已運用[2]。

3 深基坑工程存在的問題

為保證建筑底層結構的安全性、穩定性，深基坑工程應設計合理的支護體系，保證結構牢固性。盡管該項工程在國內推行良久，但輔助性支撐結構欠缺，導致其在支護作業中仍面臨諸多問題。

3.1 整體問題

3.1.1 邊坡問題

邊坑開挖作業應依據項目規定執行，但在實際中多面臨多挖、少挖等現象，導致土層結構和設計標準間的不符，和管理不到位、操作水平等因素有關。例如，機械開挖時未及時處理邊坡表面順直度、平整度；因條件限制，人工修理期間難以做到深度挖掘，一旦遭遇擋土支護多存在超挖、欠挖等狀況。

3.1.2 圖紙問題

作為深基坑工程的“總指導”，施工人員只有依據圖紙要求，才能保證施工質量。但在實際情況中，因部分設計圖紙和施工過程存在偏差，若施工人員未深入了解支護方案，必將會影響整體質量。例如，施工圖紙詳細設計深層攪拌樁，且詳細標注原材料參數，但施工中存在水泥含量不足、砂石比例不到位等現象，削弱其支護強度[3]。

3.1.3 配合問題

配合問題體現在結構配合層面，若基坑開挖不合理會對結構配合造成影響，降低深基坑強度。例如，大型深基坑開挖時對地下土層結構配合嚴格，若僅依據既往經驗調整開挖路線、開挖量，必將會引起后續泥漿填充難度，影響水泥凝固后的加固效果。同時，各工序施工人員若缺少交流，會影響工序間配合度，增加作業難度。

3.1.4 程序問題

無論是何種工程項目，均應通過密切規劃保證各工藝的合理性，方可滿足工程圖紙的既定要求。若在深基坑支護中存在次序錯亂的問題，往往會影響現場秩序，如施工單位開挖作業期間，基坑深度和面積未符合圖紙要求時，布設相應支護構架不利于深層土質開挖；少部分施工人員工藝不熟練，出現對基坑側壁、四周等區域盲目加固狀況[4]。

3.2 具體問題

3.2.1 邊坡坍塌

邊坡坍塌是深基坑常見事故，好發于基坑施工、支護施工等層面，多是因施工單位未依據圖紙設計要求執行導致。以坍塌坡面為例，雖具備土釘支護等支護結構，但卻因土釘注漿不及時，僅在打孔完畢后置入鋼筋致使部分土釘未全部注漿，影響整體支護質量。

3.2.2 邊坡水平位移大

部分基坑邊坡水平位移＞4 cm，經嚴格監測仍持續增大。基于此，施工單位應立即暫停地下主體結構施工，召集施工單位、設計單位及專家重新評估基坑穩定性，制定處理措施[5]。

3.2.3 周圍建筑物變形

城市建設期間，部分基坑因和建筑物緊鄰，一旦處理不到位會引起建筑物變形。通常情況下，建筑物變形是因地基沉降導致，若遭遇較大變形，既會危害建筑物內居民和施工人員安全，又會阻礙施工項目的施行。

3.2.4 邊坡堆載不明

基坑支護完畢時，無需采取地基處理的情況下會立即轉入主體結構施工，但卻因施工便利和場地限制等原因，致使部分鋼筋堆放在基坑上口＜1 m 區域內，增加其堆載量；混凝土澆筑時，土罐車和基坑上口線距離較近；塔吊安裝期間，大噸位吊車緊鄰邊坡坡頂。正是因為存在上述問題，導致基坑邊坡承受力較差，出現不同程度變形、坍塌等狀況[6]。

4 關于深基坑支護施工管理的控制要點

4.1 準備階段

4.1.1 設計管理

深基坑支護設計方案的合理性是決定其工程成敗的關鍵，成功且合理的深基坑支護方案既要考慮工程地質、水文地質，又要明確最佳施工技術，酌情降低施工難度。根據數據統計，深基坑支護工程事故中，由設計原因導致的事故占43%，如無證掛單設計、盲目取值設計參數等。為避免此狀況，設計人員應熟練掌握各學科知識，不僅應了解工程現場信息，還應具備設計經驗，保證設計方案的合理性；施工人員于作業前應詳細審核施工方案，明確設計者意圖，必要時和設計人員予以交流，保證各工序有序施行[7]。

4.1.2 分包單位管理

施工單位整體素質、技術力量等因素是影響工程質量的關鍵。因深基坑支護項目的特殊性，應盡量選擇有施工資質、信譽良好、技術過硬和施工經驗豐富的分包隊伍，再由建立工程師、業主全方位審核隊伍整體狀況，杜絕層層轉包、層層剝皮等行為帶來的工程質量問題。

4.1.3 施工專項方案

施工專項方案是指導深基坑支護施工作業的具體文件，但部分施工單位存在照搬、未依據工程實際編制、控制要點及針對性不明等狀況，均會使之欠缺指導價值。為杜絕此狀況，監理工程師應準確核查施工單位專項方案，針對其不合理內容予以修改，待其完善后方可按章申報；若為復雜性專項方案，應聯合專家會審制定審核內容，如基坑開挖方式、降水措施、預計工期等[8]。

4.1.4 施工測量方法

首先，組建由工程師和技術人員組成的測量小組，制定預算方案，并確定支護結構類型和定位，使支護施工類型符合設計需求和業主要求。同時，為減少誤差，測量時需要使用先進的測量儀器保證結果準確。

其次，布置監測點。施工簡易測量是由護壁施工單位進行自行監測，主要監測深基坑頂部位置裂縫和周邊建筑物，并進行道路巡查。詳細檢測需要由具有相應資質的第三方來實時，布置基坑變形監測點時，間距應盡可能小于20 m，每邊數量最好超過3 個。

最后，測量控制點埋深時，應了解永久監測控制點一般位于不易破壞、移動、變形位置。一般情況下，根據規范要求布置控制點，使用預制樁、十字樁頂鋼筋消除對中誤差。控制點埋設需要超過1 m，素土下部夯實，上部采取水泥砂漿完成現場澆筑。建筑物上的控制點需要先鉆孔灌漿之后打入螺釘，為了消除對中誤差，可以在端部刻畫十字。

此外，監測不僅需要滿足規范要求，還需要在基坑深度較深時，避免平面過于鄰近角點。基坑基準點位置一般在基坑位移影響范圍內進行設置，基坑開完前需要保證初始值出現次數超過2 次，基坑未開挖測試次數不能低于1 次，在鄰近或是超出報警值部位時可以適當增加監測頻次。每次都需要將檢測結果及時匯報給設計單位、建設單位及監理單位，如果發現異常需要及時告知對方。當遇到雨季或者水管出現爆裂現象，需要增加監測次數，以保證基坑支護安全。

4.2 施工階段

4.2.1 深基坑施工

深基坑施工包含挖土、擋土、圍護及防水等諸多環節，是建筑工程中復雜性且系統性工程項目，任何環節疏漏均會影響施工進度，引起安全事故。因此，施工單位應依據施工組織設計和相關規范完成各項施工作業，再聯合施工要點制定管理措施，做好各環節控制。例如，土方開挖前，應預先對周邊建筑物、構筑物予以拍照或錄像，還應綜合整理勘測報告等信息；若土質特殊，應將組織施工落實到位；膨脹土區域杜絕預計開挖，軟土地區杜絕深度過大、高差過大、挖土過快等行為，以免在損傷原有土體平衡狀態的同時影響自身抗剪強度，出現土體滑移和坍塌等狀況。

4.2.2 止水控制

地下水的水位較高會增加深基坑施工危險度。通常情況下，地下水是由承壓水雨水、滲漏管道水等構成，水源復雜，因此，在枯水期、豐水期數位變化的前提下做好止水控制工作是保證工程質量的關鍵。在止水方案制定中，要依據專業部門地質資料，深入探明地下水成因，在準確評估基坑周邊環境和建筑物的前提下，盡量落實“以堵為主、抽水為輔”的止水原則，避免水土流失引起的建筑物沉降和流沙管涌狀況，降低地基處理難度。止水帷幕是高水位地區常見的止水措施，包含高壓噴射注漿法、粉噴深層攪拌法、漿噴深層攪拌法、壓力注漿法等[9]。

4.2.3 信息化管理

基坑整體穩定性、剛度是決定其施工質量的關鍵，若存在結構變形、沉降、水平位移、結構裂縫、坑底隆起過變形等現象，均表明基坑支護失敗。信息化管理作為基坑支護結構管理的核心措施，要求施工人員對現場、周圍建筑物予以全方位監測，依據監測結果預測結構和巖土變位程度，除每日監測外，還應以8 ～10 cm 為間隔設立監測點，特殊部位還應施行加密處理，開挖后將監測時間延長到3 d[10]。

4.2.4 噴射混凝土面層

噴射混凝土面層時不能出現振動，面層中的鋼筋片厚度需要滿足標準，并固定在邊壁上。鋼筋網片和鋼絲網片可以采用焊接方式連接，也可以采用綁扎方式，網格允許有誤差，每邊搭接長度不可少于鋼筋直徑的15 倍。項目施工采用了干法施工，施工前采用的混凝土水灰比要符合設計要求，同時全面仔細檢測機械設備、管路和電路。在邊壁垂直頂入鋼筋段，采用這種標記方式使混凝土厚度符合施工標準，后續工序開展前需要仔細檢查預留縫接合部位是否有碎屑，并噴水確保濕潤。

5 結語

深基坑工程施工是循序漸進的過程，施工單位應依據設計方案調整自身組織程序，盡量落實“邊施工邊監測”“分層開挖”“先撐后挖隨挖隨撐”的原則，避免盲目施工或野蠻施工，還應做好深基坑整體施工過程控制，保證工程項目的穩步施行。