建筑基坑支護施工技術研究

裴大楷

（廣東省核工業地質局二九三大隊，廣東 廣州 510800）

近年來，我國的高層建筑呈現出了良好的發展態勢，在這樣的背景下，深基坑支護技術也得到了更進一步的發展。但由于當前階段的城市建筑之間距離普遍較短，一些基坑和建筑之間的距離甚至只有幾米，這便給建筑的基礎施工增添了許多的困難。同時，傳統所應用的深基坑支護的結構、相關理論、原則以及公式早已不能夠有效滿足當前階段的實際需求，加大了基坑工程事故發生的概率，其所造成的損失也是非常嚴重的。基于此，對當前階段常用的建筑基坑支護施工技術進行深入的探索與研究具有非常積極的意義。

1 當前階段深基坑支護存在的不足

1.1 設計階段的土體物理力學參數選擇不合理

針對深基坑支護結構來說，其自身需要承受的土壓力與其安全性之間存在著密不可分的聯系，但因為地質情況具有較強的多變性以及復雜性，要想能夠保障土壓力計算的精準性是存在較大難度的，同時對于土體物理參數的選擇同樣也是一大難題，特別是咋開展深基坑開挖工作的過程中，其的含水率、內摩擦角以及粘聚力是比較容易發生相應的變化的，無法有效保證對支護結構具體受力計算的精準性。在實際開展深基坑支護結構設計工作的過程中，若在地基土體的力學參數方面取值不夠合理，那么其對最終的設計造成的影響將是非常嚴重的。從相關的土力學實驗數據當中能夠了解到，如果實際內摩擦角值差為5°，那么其形成的主動土壓力也會存在相應的差異，同時原土體自身具備的粘聚力和開挖完成之后土體的粘聚力之間存在非常明顯的不同。實際當中如果采用的施工工藝或者支護機構的形式不一樣，那么其在土體力學參數的選擇方面產生的影響也是較為深遠的。

1.2 基坑土體取樣不夠完整

在實際開展深基坑支護結構設計的過程中，需要預先針對地基土層開展相應的取樣分析工作，主要的目的是為了能夠獲取相對合理的物理力學指標，進而有利于一定程度減少工程的投入成本，減少工程整體的工作量，防止出現鉆孔過多的情況。所以，實際當中獲取的土樣無法避免地會具有相應的隨機性以及不完全性。但實際當中的地質構造是具備較強的多變性以及復雜性的，獲取的土樣無法充分將土層真實性展現出來。所以，實際開展的支護結構設計工作并不能夠確定也具體地質情況之間是充分相符的。

1.3 基坑開挖空間效應考慮不全面

從相關的深基坑開挖資料當中能夠了解到，在基坑周圍朝著基坑當中出現的水平位移情況的特點主要為中間大而兩邊小。對于深基坑邊坡經常出現的失穩情況來說，其通常發生的部位為長邊居中，從這當中便能夠了解到深基坑開挖問題為明顯的空間問題。通常開展的深基坑支護結構設計工作主要是針對平面應變方面存在的問題給予處理的。針對細長條類型的基坑而言，此種類型的平面應變假設和實際之間是相對應的，但針對和方形以及長方形比較相似的深基坑來說存在的差別還是較為懸殊的?；诖耍谶€沒有針對空間問題給予解決之前，將平面應變假設作為主要依據開展設計工作的過程中，需要針對支護結構給予相應的調整，保證其能夠有效滿足空間效應開發方面的相關需求。

1.4 支護結構設計計算和具體受力不相符

當前階段在實際開展深基坑支護結構設計的過程中，涉及到的計算工作主要依靠的是極限平衡理論，但對于實際的支護結構來說，其的具體受力是相對復雜的。根據大量的工程實踐表明，對于一些支護結構，如果將極限平衡理論作為主要依據開展相應的安全系數計算工作，那么基于理論方面而言其是非常安全的，但偶爾也有可能出現破壞。對于一些支護結構安全系數其的數值相對較小，有可能無法滿足規范需求，但其在具體工程開展的過程中卻是可以符合要求的。

2 基坑支護施工技術

為了能夠有效保障基坑支護結構作業的安全性，除了需要保證設計工作開展的合理性，同樣也需要施工全過程中涉及到各個施工環節的緊密配合，嚴格根據相關設計需求開展施工。對于施工過程中存在的任何超挖現象，其都會造成支護結構的超載，進而造成比較嚴重的后果，所以，在實際開展施工之前需要從實際出發，做好嚴密組織，在此基礎上開展施工的設計工作，保證施工設計具有充分的合理性。

實際開展的基坑土方開挖工作需要控制在降水排水方面施工結束之后進行，同時需要保證降水排水工程可以正常投入到運行和使用當中。針對基坑周圍的地面，需要做好相應的排水以及防水工作，主要的目的是為了能夠有效防止地表水發生滲流，進入到基坑周圍的土體當中或者是流入到坑當中。針對坑的內部需要進行排水溝以及集水井的設置，同時對于其中存在的積水需要給予及時抽除。

在具體開展基坑開挖施工的過程中，需要保證施工的連續性，最大程度縮短無支護暴露的時長，開挖環節需要嚴格按照相關原則進行，從上到下進行開挖，首先做好支撐然后進行開挖，按照分層開挖的原則，避免出現任何的超挖情況。通過對錨桿的應用建立支護結構的過程中，需要嚴格根據相關的設計需求，及時開展錨桿施工工作，同時需要保證等到錨桿張拉鎖定之后才能夠開展接下來的開挖工作。

需要保證基坑的周圍不會堆放任何的土方以及和建筑材料，如果實際當中的情況較為特殊，必須堆放，那么通常需要保證和基坑上方的邊緣距離超過2m，棄土堆高的高度不會大于1.5m，同時，保證不會超出相關的設計荷載值。對于垂直的坑壁，其的邊距還要一定程度增大。對于軟土地區開展的基坑開挖工作需要避免在坑周圍進行棄土的堆放。在實際開展坑邊作業的過程中，對于重型結構的應用，需要進行專門平臺以及深基礎的設置。并且在整個作業的過程中，針對坑頂旁存在的振動荷載作用需要采取相應的措施給予隔離以及限制。

在基坑挖土的過程中，對于挖土應用的機械以及車輛，需要專門布置相應的通道，同時制定合理適用的挖土流程，避免在挖土工作開展期間對存在的維護結構造成相應的碰撞。除此之外還需要針對機械以及車輛上下基坑坡道的位置做好相應的支護工作。

應用機械開展開挖工作的過程中，為了避免對基坑土體原本結構造成任何的不利影響，需要預先留出150～300mm厚度的原土層，通過應用人工的方式對其進行挖掘以及修整。在基坑開挖工作結束之后，需要及時開展清底驗槽工作，同時進行墊槽的鋪設，主要的目的是為了避免由于暴曬或者出現雨水浸刷情況對原本的結構造成破壞。如果出現了基層超挖的情況，就需要加強對素混凝土的應用進行回填或者是采用夯實回填的方式，以此來保證基底土自身具備的承載性能可以有效滿足設計的相關需求。

需要在基坑周圍進行相應安全標志以及圍護欄桿的設置，絕對不允許出現從坑頂上進行物體拋扔的現象發生。在坑當中應該進行安全出口的設置有利于出現意外情況時工作人員的撤離。對于施工機械的行駛或者停放需要保證平穩性，同時需要保證坡道的牢固性以及可靠性，如果實際情況比較特殊還需要做好相應的加固工作。

對于和機械共同開展清底、場地的憑證以及修坡等工作的相關人員，需要保證在機械回轉半徑區域外開展作業，如果特殊情況下必須要在回轉半徑當中開展作業，那么需要預先保證機械停止回轉，在完全制動之后才能夠進行作業。

實際當中應用的土方機械需要控制在電纜1m之外的距離開展施工。在機械使用的過程中，避免和機械轉動部位相接觸，在針機械工作裝置開展檢修工作的過程中，需要最大程度降低的位置控制在最低，同時需要針對懸空位置進行墊木的設置。

在應用挖掘機開展正鏟工作的過程中。需要保證其的開挖高度以及開挖深度能夠控制在合理的范圍之內，保證其能夠滿足相關規定。在進行反鏟作業的過程中，履帶和工作面之間的距離需要控制不小于1.5m。

3 建筑基坑支護施工工藝

實際的工程類型為框架結構住宅樓，包含了一層地下室，工程建筑的總體面積為34648m2，地下室在其中占據面積為6785m2，所應用的樁基礎類型為鉆孔灌注樁，地下室的高度為3.9m，承臺標高以及底板面的高度為-4.7m，基坑的總體面積大約在8000m2左右周長為400m，基坑開挖深度在5.30m左右。該工程在基坑支護方面所設置的安全等級為二級，結合施工現場具體情況，包括建筑情況以及地質情況，應用的方案為應用拉森III型鋼板樁支護，同時加強了錨桿支護形式的設置。在基坑的周圍避免出現超堆荷載情況，在坑周圍的2m之內范圍禁止進行堆載。

3.1 基坑支護結構變形超出允許范圍

如果實際當中的支護結構或者是土體發生了很大程度的變形，同時變形速率在不斷提高，那么在后續就非常有可能發生基坑整體滑移失穩的情況，此時，坑當中需要立即暫停挖土工作，施工現場存在的大型機械設備以及施工材料需要及時運送到施工現場之外，同時及時加強對土方以及沙包等材料的應用開展基坑回填工作，等到基坑具備足夠的穩定性之后，接下來需要對其更進一步進行處理。如果實際針對支護結構樁墻嵌固的深度不夠，導致支護樁墻發生內傾以及出現失穩的情況，那么需要及時中斷土方開挖，對撞墻前方進行回土或者是堆沙包進行反壓，也可以針對擋土樁被動區打入適量的短樁，這同樣也能夠起到加固效果。如果實際情況較為特殊還可以進行預應力錨桿設置，這同樣也能夠提高對支護結構加固的效果。除此之外，采用坡頂卸載方式同樣適用。

3.2 支護結構內傾變位

應用坡頂卸載的方式，在樁的后方位置挖出適量的土，在坑當中的樁前方進行砂石帶的堆筑。為了能夠有效降低樁后方的地面荷載，在基坑的上方禁止進行任何施工材料以及棄土的堆放，同時也要禁止停留大型的施工設備。在應用施工機具的過程中禁止出現反向挖土的現象，平時也需要禁止朝著基坑周圍傾倒廢水。需要做好坑周圍地面的防水方面的工作。

3.3 基坑出現整體或者局部土體滑塌失穩情況

如果條件允許的情況下，可以降低土中水位或者卸載坡頂，針對未滑塌區段需要做好監測以及保護方面的工作，避免事故不斷惡化。如果止水墻出現了相應的流水或者流土情況，就比較容易導致坑周圍的地面出現下降情況，或者是周圍的建筑物發生傾斜以及造成地下管線發生斷裂方面的問題。針對此種情況需要及時暫?？觾冉邓约笆┕ら_挖工作，應用相應的堵水材料針對止水墻出現的滲漏情況給予有效處理。

4 深基坑支護設計的注意事項

改變傳統設計理念。當前階段國內外在深基坑支護設計方面仍然沒有完善的計算方法，我國也處在摸索階段，同時我國當前也沒有專門的支護結構設計規范。仍然應用傳統的庫倫火朗肯理論、等值梁法開展計算工作。最終獲取的計算結果和具體深基坑受力之間存在較大的差異，在安全性以及經濟方面存在明顯的不足?；诖?，需要能夠加強對傳統設計觀念的轉變，逐漸形成將施工檢測作為主導的動態設計體系。創新工程設計方法。當前階段的相關設計人員對于極限平衡原理的應用較為廣泛，最終獲取的結果也有著一定的價值。但此種方式在深基坑支護結構當中的應用僅僅能夠在支護結構強度方面發揮作用，無法為支護結構剛度提供有效的保障?；诖?，需要變形控制設計方法的創新，在支護結構變形控制、地面超載確定方面存在的問題給予不斷深入的探索。

5 結語

總的來說，實際開展的建筑基坑支護工作具有較強的系統性，其涉及到的內容以及學科也較為廣泛，需要當前階段開展的基坑支護工程能夠基于功能的角度出發，不斷促進各部分的協調性，為基坑支護的安全性、經濟性提供有效的保障。