浅析建筑工程基坑支护施工技术

刘海斌

（河南五建建设集团有限公司，河南 郑州 450000）

1 概述

近几年随着高层建筑的不断兴起和发展，建筑工程深基坑技术得到了很大的发展，各个地区在开挖深基坑以及支护技术方面也积累了许多宝贵的施工经验，促使深基坑领域不断地涌现出新的施工技术以及施工工艺。然而目前我国城市建筑中间距离比较小，一些基坑和现有的建筑之间距离十几米，一些更是几米之间，所以深基坑基础工程施工的难度很大，而且会给工程的正常施工带来很大的问题。如果深基坑施工人员未能按照施工规范进行施工，就会极大的威胁到周围的环境，与此同时也会造成工期延误和施工费用的增加。除此之外深基坑支护结构的施工理念以及施工原则等多方面的数据和方案都要及时的更新，要符合当前建筑工程的实际需求，以免引发安全事故，给施工单位带来巨大的损失。也就是说深基坑支护的施工单位和技术人员要高度重视深基坑支护的施工，确保其施工质量。

2 深基坑施工技术

深基坑支护是指为保证地下结构施工及基坑周边环境的安全，对深基坑侧壁及周边环境采用的支档、加固与保护的措施。根据目前的形势，深基坑工程施工事故频发，而且事故一旦发生，极易造成群死群伤，后果相当严重，究其原因，主要是施工方案及施工过程中各种安全预控措施不到位。根据国家有关规定要求，深基坑工程必须按照施工规范进行施工，且要明确深基坑工程的技术要求和施工现场的检查要点。

（1）深基坑围护必须根据设计要求、深度及现场环境工程进度来确定施工方案，制定好后报总工程师审批，确定施工方案符合规范及法律法规才能开展施工。（2）深基坑施工必须解决地下水位，一般采用经型井点抽水，使地下水位降到基坑底1.0米以下，须有专人负责24小时，值班抽水，并应做好抽水记录，当采取明沟排水时，施工期间不得间断排水，当构筑物未具备抗浮条件时，严禁停止排水。（3）深基坑土方开挖时，多台挖土机之间间距应大于10m，挖土由上而下，逐层进行，不得深挖。（4）深基坑上下应挖好阶梯或支撑靠梯，禁止踩踏支撑上下作业，坑四周应设置安全栏杆。（5）人工吊运土方时应检查起吊工具，工具是否牢靠，吊斗下面不得站人。（6）在深基坑边上侧堆放材料及移动施工机械时，应与挖土边缘保持一定距离，当质良好时，应离开0.8米以外，高度不得超过1.5米。（7）雨季施工，坑四周地面水必须设排水措施，防止雨水及地面水流入深基坑，雨季开挖土方应在基坑标高以上留15-30cm泥土，待天晴后再开挖。（8）深基坑回填土要四周对称回填，不能一边填满后延伸，并做好分层夯实。（9）深基坑施工中，现场工程技术人员要坚持跟班作业，及时解决施工中出现的安全、质量问题，确保每道工序在安全保证的前提下才能抓质量、进度。（10）对深基坑施工中的关键部位，必须严格控制，前道工序未验收签证，后道工序绝不允许施工。（11）对深基坑施工中的危险源部位要有预见性及防止措施方案。（12）基坑三大要点风险控制要按照施工文件以及法律法规认真执行。

3 深基坑支护施工中存在的问题

3.1 数据选择不合理

深基坑支护结构施工当中由于土体选择的物理力学参数不合理会直接影响其施工质量。一般情况下深基坑支护结构能够承受的土压力大小不一样，加之建筑工程项目所处的位置地质比较复杂，若想把土压力计算到精确数值是很不容易的，施工人员经常会采用两种方式进行计算：第一，库伦公式；第二，朗肯公式。土体物理参数的选择是一个比较繁杂的问题，特别是深基坑开挖完毕后，针对三个可变值（即深基坑支护的含水率、内部摩擦角以及凝聚力）要多测量几次，以期能够准确计算真实的支护结构的承受力。

3.2 基坑土体的取样具有不完全性

一般在深基坑开挖区域内，按国家规范的要求进行钻探取样。为减少勘探的工作量和降低工程造价，不可能钻孔过多。因此，所取得的土样具有一定的随机性和不完全性。但是，地质构造是极其复杂、多变的、取得的土样不可能全面反映土层的真实性。因此，支护结构的设计也就不一定完全符合实际的地质情况。

3.3 基坑开挖存在的空间效应考虑不周

深基坑开挖中大量的实测资料表明：基坑周边向基坑内发生的水平位移是中间大两边小。深基坑边坡的失稳，常常以长边的居中位置发生。所以，在未进行空间问题处理前而按平面应变假设设计时，支护结构要适当进行调整，以适应开挖空间效应的要求。

3.4 支护结构设计计算与实际受力不符

目前，深基坑支护结构的设计计算仍基于极限平衡理论，但支护结构的实际受力并不那么简单。极限平衡理论是深基坑支护结构的一种静态设计，而实际上开挖后的土体是一种动态平衡状态，也是一个土体逐渐松弛的过程，随着时间的增长，土体强度逐渐下降，并产生一定的变形。所以，在设计中必须充分考虑到这一点。

4 深基坑施工存在问题的解决措施

4.1 创新设计理念

施工人员要彻底转变传统落后的设计理念，不断地创新和引进新的深基坑支护结构理念；与此同时在施工过程中要收集一些有用的施工技术数据，熟悉并掌握岩土变化支护结构所能够承受的力变化的规律，从而为深基坑支护结构施工新理论以及新技术建立奠定良好的基础。然而当前建筑市场仍然不存在精确地计算深基坑支护结构数值的办法，很多设计与工艺仍然在摸索探讨的阶段，而且我国根本没有一套科学合理的深基坑支护结构施工设计规范。但是传统“结构荷载法”已经不能满足当前深基坑支护结构施工的需要，有关施工涉及部门必须创新设计理念，加大深基坑支护结构研究的投资力度，逐步的完善深基坑施工的各项信息，建立健全以施工监测为主、自动化反馈动态信息为辅的设计体系，这也是深基坑支护人员需着重关注的一个科研攻关方向。

4.2 采用变形控制的新方法

极限平衡原理是目前施工人员比较常用的设计方法，它既简单又实用，所得的计算结果参考价值很大。然而这种方法仅能满足深基坑支护结构强度的标准，但刚度很难满足，如果使用它很容易引发支护结构的变形从而导致工程事故发生。由此可知衡量深基坑支护结构施工方案的好坏与否不单单是要看其强度能否满足规定标准，是否会带来环境问题，更重要的是看其变形大小。根据上面陈诉的事实我们可知只有采用新的变形控制深基坑支护结构设计方法，才能避免这些问题的出现。

4.3 加大深基坑支护结构试验研究方面的投入

我国目前的深基坑支护结构施工技术尚未形成一个合理的试验研究系统，而若想拥有正确的理论就必须不断地进行试验和研究，所以我国必须加大深基坑支护结构试验研究。虽然一些深基坑支护结构工程也取得了不小的成就，但是很难说出具体成功的因素；而倘若失败了又很难找出失败的根源所在。尽管深基坑施工过程已经积累了很多丰富的技术资料，可是很多实践都没有科学合理的数据做理论支持，因而无法科学的对其进行分析，加上一些理论成果上升不到一定的高度，所以给深基坑支护的施工埋下了很大的隐患。

尽管深基坑支护的试验研究将要损耗巨大的资金和人力，但是随着时间的推移，研究的不断深入，必然会取得很好的科研成果，这时将其应用到实际施工过程中就会省下一笔很客观的经费。由此可见，对深基坑支护结构进行试验是很有必要的。与此同时还能给同类工程的施工奠定基础，提供第一手科学有利的可靠资料。

4.4 摸索一套新型的计算支护结构的办法

当前高层建筑的快越发展使得深基坑支护结构迎来了一场技术改革，深基坑支护结构的技术水平不断地得到提高，施工效率也不短的增进。钢板桩和地下连续墙等多种支护结构都得到了成功的应用，并且产生了一些新型的支护结构形式。然而该怎样建立支护结构的新型模型、选取怎样的计算简图以及科学合理的设计方法是目前迫切需要解决好的问题。

总体来看我国的深基坑支护结构现在乃至今后很长的一个时期内都会朝综合性的方向全面发展，也就是说，会将临时支护结构与永久支护结构相结合、基坑开挖方式与支护结构型式相结合，这几种结合必然使支护结构受力复杂。所以，建立新型支护结构的计算方法，已成为深基坑工程技术的当务之急。

结语

建筑工程基坑开挖和支护结构属于一个完整的系统工程，它涉及到很多方面的因素，例如施工时一定要考虑工程、水文、地质；工程的结构以及使用的材料；工程的施工工艺以及施工管理等等。总体来说这是一个把土力学和水力学以及材料学、结构力学统一结合在一起的综合性的学科。并且支护结构属于多个体系构成，并且每个体系的功能都很独立。所以不仅建筑工程结构的设计要以整体功能的全面发挥为基点，妥善处理好各个组成部分的关系，只有这样才能保证建筑工程的顺利进行施工，使得其安全性有所保障，并且能够保持合理的施工成本，取得较好的经济效益。

[1]张志允，王保田，张海霞.深基坑开挖期间监测设计及成果分析[J].大坝观测与土工测试，2011（6）.

[2]潘泓，叶作楷，曹华先，等.深基坑施工的现场监测[J].四川建筑科学研究，2012（2）.

[3]周瑞忠，邱高翔.基于BP网络的深基坑支护位移反分析 [J].土木工程学报，2001（6）.

[4]周顺华，刘建国，潘若东，等.新型SMW工法基坑围护结构的现场试验和分析[J].岩土工程学报，2001（6）.

[5]钱玉林，绪伯通，陈滨，等.SMW支护结构及其工程应用[J].工程勘察，2001（6）.

[6]陈晓平，闫军.深基坑支护结构的三维杆系有限元分析[J].岩土力学，2001（3）.

[7]仇圣华，杨林德，杨志锡.基坑工程施工监测及其信息分析[J].山东科技大学学报（自然科学版），2001（3）.