高层建筑深基坑工程中的常见问题分析及质量控制措施

洪 琪 （安徽省建筑科学研究设计院，安徽 合肥 230001）

0 前 言

随着城市建设的发展，人们对城市空间的利用要求越来越高，我国城市建设的高层建筑越来越多，向地下的发展也越来越深，出现了大批的深基坑工程。深基坑工程具有施工规模大、建设周期长、施工环境复杂等特点，同时面临施工场地小、上部荷载离得近以及降雨等场地影响和自然影响，加上在建设过程中其周边建筑物及地下管道设施的影响，深基坑的建设施工一直面临严峻挑战。

由于设计不尽合理、施工不能达标、管理不够完善，深基坑工程的各种问题时有发生，如基坑位移、支护结构变形、地面沉降、渗水漏水等，问题处理不仅会延长工期，增加工程成本，而且对周边建筑物及地下管道设施的安全构成很大的威胁，严重情况可能还会造成安全事故的发生。

本文通过对深基坑工程中出现的常见问题进行分析与总结，提出有效的质量控制措施，针对基础复杂、技术要求高、影响因素多变的情况，认为在工程建设中推动管理信息化工作已经势在必行，是提高深基坑工程的质量和安全保证的科学管理手段。

1 深基坑工程中存在的问题分析

1.1 勘察和设计方面分析

1.1.1 勘察取样误差与土体参数多变性

为了确保深基坑支护结构设计的科学性与规范性，依据相关规范的规定，在深基坑开挖区域内必须进行钻探取样，通过取样分析而得出比较合理的物理力学指标，为基坑支护设计提供依据。从经济成本上考虑，钻孔数目一般以数据基本满足而不多取，而相对于地质构造本身的复杂多变性，实际取得的土样很难全面反映整个区域土层的真实情况，将会产生一定的土样误差。

通过对土样的土工试验，最后得出的土体物理力学参数，是一个十分复杂的问题。对于设计中所需要的含水率、内摩擦角和粘聚力三个参数都具有较大的可变性，其产生的主动土压力以及开挖前土体的内聚力与开挖后土体的内聚力差别也会较大。从而在深基坑支护结构的设计中，要得出支护结构的实际受力就会存在一定偏差，也是深基坑支护施工过程中容易出现问题的原因之一。

1.1.2 设计理论与实际情况存在差别

根据现场实测与分析，深基坑开挖其实是一个空间模型问题，而为了设计的简化，往往都按平面应变的假设来考虑，对于一些细长的基坑设计比较符合实际，但对于基坑平面近似方形的则差别较大。

目前，深基坑支护结构的设计计算理论仍是按极限平衡理论来考虑的。极限平衡理论是一个静态设计，而基坑开挖实际上是一个动态平衡状态，是一个土体逐渐松弛的过程。再加上深基坑施工现场的相关复杂的因素影响，支护结构的实际受力与设计得出的支护方案会存在差异。

1.2 施工技术方面分析

1.2.1 基坑隆起和整体失稳

软弱的粘土层中开挖基坑，如果作为支护结构的桩墙深度不够，或者支撑位置不当、支撑体系不牢等原因，在外界不利因素影响下，致使支护结构体系产生较大的前倾或后仰，导致基坑壁土体大滑坡，支护结构体系整体失稳破坏。在坑内的土体不断挖去的过程中，桩墙支护结构内外土面产生高差，就相当于墙外基坑水平面上作用一附加荷载。随着挖深增大，附加荷载相应增加。当开挖到一定深度的时候，若墙体入土深度不足，则会使基坑内土体大量隆起，基坑外土体过量下沉，也将导致支护结构整体失稳破坏。

1.2.2 围护结构位移过大和支撑体系的破坏

基坑的围护结构大多是以悬臂类型为主，是以基坑底下土的被动土压力来平衡主动土压力和水压力的作用，而要产生被动土压力需较大的位移。当边坡位移过大时，将会导致基坑周围地面、建筑物、道路和管线的开裂和破坏，所以应特别注意基坑支护的位移量。

支撑体系是土体、围护结构以及其本身相互作用的整体，它们的相互影响和相互制约的每一个组成部分都应满足一定的强度、刚度及稳定性的要求。否则，如果某一个局部的失稳或破坏，就有可能导致整体的破坏。当挡土构件采用钢板桩时，本身刚度较小，当支撑间距过大时，钢板桩柔性大易变形的缺点将暴露，受力到一定程度后容易发生弯曲，从而产生较大位移。所以，作为基坑围护工程中的支撑以及支撑之间的连接必须慎重综合考虑，以保护基坑围护工程的安全。

1.2.3 土方开挖和边坡支护不配套

在施工过程中，大型工程均是由专业施工队伍来分别完成土方和挡土支护工作，而基本上两个分包合同是平行的，在实际施工中将增加协调管理的难度。当土方施工单位抢进度或拖工期，开挖顺序较乱，特别在雨期施工，甚至不顾挡土支护施工所需的工作面，操作面过窄造成支护施工的困难，导致支护施工滞后于土方施工。因支护施工无操作平台来完成钻孔、注浆、布网和喷射混凝土等工程，而不得不用于土方回填或搭设架子来设置操作平台完成施工。这样一来，不但延迟进度，也会留下质量和安全隐患。

1.2.4 地下水造成管涌及流砂

含水砂层中的基坑支护结构容易受到管涌和流砂的破坏。在基坑开挖过程中，支护桩墙内外会逐渐形成水头差，当动水压力的渗流速度超过临界流速或水力梯度超过临界梯度时，就会引起管涌及流砂现象。此时，基坑底部和墙体外面大量的泥沙会随着地下水而涌入基坑，因而会导致地面塌陷，同时会使墙体产生较大位移，严重的情况下会引起整个支护体系的崩塌。管涌可以发生于局部范围，也可以逐步扩大，会使土层变松，孔隙增大、土体强度降低，从而导致坑壁失稳。

1.3 工程监管方面分析

1.3.1 监理制度不完善

工程监理不到位也是造成深基坑事故的原因之一。依据规定，高层建筑、重大市政等深基坑工程是必须实行工程监理的，但一些发生工程问题的项目都没有按规定实施监理，或者虽有监理但工作不到位。另外，深基坑工程监理要求人员具有较高业务水平。在我国现阶段质量控制主要是监控工程质量、工期、进度，而对于设计监理以及周边环境的安全监控尚有一定的差距，有待完善与提高。

1.3.2 施工监测不重视

主要是建设单位为省钱不要求施工监测，或者是虽设置一些测点，简单、数据不足，忽视坑边住宅的检测，或者不重视监测数据，对于所测数据不能及时的进行分析，导致不能及时发现情况、发出警报，不利于事故的早期处理。

2 深基坑工程中的质量控制措施

2.1 勘察设计应全面合理

深基坑工程勘察应与主体建筑的地基勘察同时进行，结合支护设计与施工要求统一布置测点，特别要注意对不良地质和地下水的勘察，需要及时补充勘察数据。在进行了全面而又系统的分析勘察成果的基础上，综合考虑各种因素，进行基坑支护结构的优化，从而制定出合理可行的支护方案。深基坑工程设计方案必须经过专家组论证，最大限度地减少设计缺陷而带来的深基坑事故。

2.2 加强深基坑施工过程控制

首先是土方开挖期间的降排水。在进行施工降水的时候，必须要采用均衡降水，在降水的同时要对基坑附近地下管线、建筑物以及地表沉降密切监测，防止意外出现。其次是土方开挖环节的控制，必须严格遵循“开槽支撑、先撑后挖、分层开挖、严禁超挖”的原则，结合现场实际设置编制有针对性的施工方案。其三是基坑支护结构体系的施工控制，支护结构钢筋混凝土强度未达到设计要求，绝不能进入下道工序。深基坑施工需要自始至终关注安全，一定要提防出现边坡失稳等安全隐患。开挖期间严禁重型车辆、特种机械在基坑边缘行驶，及时清除基坑边缘的堆土等荷载，防止失稳坍塌。

2.3 深基坑防水控制

在深基坑工程中，地下水对其施工的影响举足轻重。在地下水丰富、水位较高的地区，应从防、降、排三个方面综合考虑，并根据勘探部门得出的地质资料，认真分析地下水成因，制定出详细的止水方案；同时还应对基坑周围的环境进行深入了解，防止因地下水位的降低，致使周边建筑物产生不均匀沉降。止水帷幕是深基坑支护中常用有效的止水措施，在止水帷幕的施工中应确保桩体质量合格，确保桩的密实度和搭接长度符合要求，防止桩头开叉、蜂窝、空洞等现象的发生，严禁在支护结构上随意开口，破坏止水帷幕的效果。

3 重视管理信息化工作

建筑工程形式的多样化使得深基坑工程更是变化多样，集基坑开挖、支护、防水及环境于一体的复杂工程，其理论计算难以对工程多变性做出准确的判断，凭借施工经验也有一定的局限性，需要工程技术人员具有丰富的专业知识和经验。管理信息化可以弥补现场人员技术和经验不足的短板，实施集约化管理，实现技术资源充分共享及建设、运营、维护成本的最低化。因此，施工监理过程管理信息化的运用已经势在必行。

随着管理信息化的发展，运用网络和计算机技术等现代化办公手段，将监理工作质量管理体系要求变成具体的检测目标，在工程施工过程中对基础资料收集、整理，利用数据库及时、迅速分析和判断现场检测工作，会诊解决施工难题；利用现场监测信息，预测工程的变化趋势，当施工现场出现险情预兆时可及时采取相应措施，为设计、施工方案的修改提供准确依据，做到理论和实际紧密结合，实现高度符合施工现场实际状况的动态管理，做到有记录、可追溯。同时，管理信息化可提高监管工作及时性、准确性，提高管理效能，提高工程建设管理科学化水平，使工程建设工作更加科学化。

4 结 语

深基坑工程是一项具有很大发展潜力的工程，不断增加的工程数量，促进深基坑工程的发展。当然，机遇与挑战并存。深基坑工程也是一项十分复杂的工程，所涉及的技术要求和管理要求水平很高，任一个细小的失误都将会造成严重的工程事故。因而，在深基坑工程中，应注意总结分析出现的常见问题，应用科学的管理措施，加强质量控制，保证工程的顺利施工与安全。

[1] 黄鹤轩.浅析房屋建筑深基坑支护技术及质量控制[J].工程技术，2012(5).

[2] 吴伟明.对综合楼深基坑支护工程质量事故的分析[J].中国新技术新产品,2012(8).

[3] 董明钢,杨峰.我国深基坑工程的现状和亟待解决的问题[J].建筑技术,2004(5).

[4] 郝埃俊.浅谈深基坑监测存在的若干问题[J].测绘与空间地理信息,2012(5).