岩土工程深基坑支护主要问题及防治措施

海丰县工程地质勘察公司

摘要：岩土工程作为建筑设计的重要环节，需要我们进行相关措施的应用，促进基坑支护工程系统的内部各个环节的有效协调，促进其综合效益的提升，以满足实际工作的需要，满足市场经济体制的深入发展的需要。本文主要对当前存在的主要问题进行分析，并提出一些相关的改进措施。

关键词：降水；涌砂；边坡稳定；深基坑支护

一、岩土工程深基坑支护技术

1.1 深基坑深层搅拌桩支护结构

它是利用水泥、石灰等材料作为固化剂通过深层搅拌机械，将固化剂和软土机型呢强制搅拌，由于固化剂和软土之间会产生的一系列物理化学反应，进而使软土固结成一个具有整体性、水稳定性和一定强度的桩体，然后利用搅拌桩作为岩土工程深基坑的支护结构。其施工流程如图 1 所示。水泥搅拌桩结构对各种成因的饱和粘性土都和适宜，包括淤泥质土、淤泥、粉质粘土和粘土等，加固的深度比较深，可达到至 50～60m。由于深层搅拌桩的抗拉强度要比抗压强度小的多。故比较适用于岩土工程不太深的基坑，一般是在 5～7m。

图 1 深层搅拌桩施工流程图

1.2 深基坑地下连续墙支护结构

地下连续墙作基坑的支护结构将用在软土层中深基坑开挖，且开挖的深度大于 10m、地下管线以及周围相邻的建筑的沉降和位移有较高的要求时，其施工方案如图 2 所示。地下连续墙深基坑支护结构具有一下优点：①墙体整体刚度大、整体性能好，没有较大的结构和地基变形，可以在超深的支护结构使用；②对各种地质条件都适用，尤其是碰到砂卵石地层或者或是风化岩层时，如果利用钢板桩的施工难度大时，可采用地下连续墙深基坑支护结构；③连续墙深基坑支护结构对环境的影响很小，缺点是造价高、废浆液不容易处理。

图 2 地下连续墙支护结构施工方案

1.3 深基坑排桩支护结构

排桩主要包括以下几种：钢板桩、钢筋混凝土预制桩桩、人工挖孔桩以及钻孔灌注桩等，其支护形式主要包括以下几种：①柱列式排桩支护：当深基坑的边坡土质比较好、地下水位也不是太高的情况下，可采用土拱作用，支护结构选用稀疏的钻孔灌注桩或挖孔桩；②连续排桩支护：土拱在软土中很难形成，因此支护桩应保证连续密排，在支护桩间进行注浆进行防水；同样也可以利用钢板桩或者钢筋混凝土预制桩桩密排。③组合式排桩支护：在软土地区且地下水位又比较高的情况下，可采用钻孔灌注桩排桩与水泥搅拌桩防渗墙组合的形式。对于开挖深度小于 6m的基坑，当不能够利用重力式深层搅拌桩的情况下，可采用直径为600mm 的密排钻孔桩，然后用树根桩进行防护，还可以打入钢板桩或者预制混凝土预制桩，在预制桩后注浆进行防渗，在顶部设置支撑和圈梁；对于开挖深度在 6～10m 之间的深基坑，常采用直径为 800～1000mm 之间的钻孔桩，后面加注浆或深层搅拌桩进行防水，并设置 2～3 道支撑进行防护；对于开挖深度大于 10m 的深基坑，可利用地下连续墙加支撑的支护方法，也可采用直径在 800～1000mm 之间的大直径钻孔桩加深层搅拌桩防水，并设置多道支撑进行支护，图 3 为连续墙加支撑维护结构。

图 3 连续墙加支撑维护结构

二、岩土工程深基坑支护存在的问题

2.1 深基坑土体的取样缺乏整体性

在进行岩土工程深基坑支护结构设计之前，工程设计人员应先进行地基土层的取样分析，这样在设计前仅能够获得比较合理的地基土体物理力学指标。搜集详细的岩土工程的地质勘察资料，但对获得的分析土样任具有一定的随机性和不完全性。

2.2 没有选择恰当的深基坑地基土体的物理力学参数

岩土工程深基坑支护结构的安全度和其承担的土压力有这紧密的关系，由于岩土工程地质性质复杂多变，在对深基坑支护结构进行设计的过程中，不能够准确的选用地基土体的物理力学参数，造成深基坑结构设计结果不够准确。

2.3 深基坑支护结构的实际受力和设计受力不符

深基坑支护结构的设计采用的是极限平衡理论，因此在实际工程建设中时常会出现土体被破坏的现象，开挖后的实际工程土体并不是处于静力平衡状态而是处在动态平衡状态，在深基坑支护结束设计的过程中时，没有综合考虑考虑施工荷载，或荷载的取值不恰当，造成的结果是开挖后土地变的松弛，和实际地面受力有很大的出入，就使使支护结构很容易出现变形现象。

2.4 深基坑土层的开挖和边坡的支护不协调

岩土工程深基坑在土层开挖的科技含量在岩土工程深基坑支护施工中是相对比较低的一中施工环节，不但施工操作比较简易，而且很容易进行施工管理。然而岩土工程深基坑边坡支护就需要比较严格的施工操工艺，同样这也给施工管理工作带来一定的难度。在岩土工程深基坑支护施工的过程中，很多土方施工企业一味的缩短施工工期，提高其经济效益，而忽略了深基坑支护工程施工的质量。还有一些施工企业为了缩短进度在雨天还进行深基坑的施工，出现这些问题的主要原因在于深基坑的土层开挖和边坡支护不能协调将进行，在进行深基坑施工过程中缺乏两项的综合性，缺乏及时的施工交流。另外，在岩土工程深基坑施工管理方面，缺乏施工的動态化和信息化管理，同样这样是当前岩土工程深基坑支护施工中亟待解决的问题。

三、岩土工程深基坑支护工程的防治措施

3.1 岩土工程深基坑支护的基本要求

（1）提高亚岩土工程深基坑围护体系的安全度以及挡土作用，保持深基坑坑周围边坡的稳定；

（2）无论是在深基坑施工阶段还是竣工后，要确保深基坑附近的建筑物、地下管线的安全，无严重的损坏现象；

（3）在深基坑开挖的过程中，当遇到有地下水的时候，应及时的采取降水、排水措施。保证深基坑边坡的稳定、方便开挖。当承压水的水头压力过大时，很有可能出现涌砂现象，引起深基坑地基土的开裂。

3.2 深基坑支护方案的选择

工程技术人员在对深基坑设计中就应该对各种因此进行充分的考虑，主要包括以下几个方面：水文地质条件、地下线和周边管线、；降排水条件、基坑承担的荷载力、设备技术要求、安全等级、施工时间、支护结构的选择和使用期限、经济合理、技术效果等。作为工程设计人员，要对这些因素进行综合的考虑，合理选择深基坑支护方案。

3.3 深基坑支护的设置原则

（1）根据周边环境条件有针对性的选择支护方案，保护环境，不妨碍施工。

（2）结合工程所在地的实际情况，尽量使用熟练的技术进行设计。

（3）要满足深基坑的稳定、变形情况、荷载的大小。保证深基坑本身及周边建筑物的安全。

3.4 深基坑支护应急现象采取的措施

3.4.1 创新深基坑支护施工设计理念

随着技术的不断改进，岩土工程深基坑的施工技术水平也在不断的完善，然而就当前我国岩土工程深基坑支护而言尚缺乏统一的深基坑支护结构施工设计标准及规范，很大施工企业仍然采用传统的“等值梁法”进行支护桩计算，这些传统的理论方法得出的结论和深基坑支护施工中的实际受力状况有很大的差距，使得深基坑支护存在很大的不安全性，因此必须对我国岩土深基坑支护施工设计理念及方式进行全面的创新，应时俱进、大胆的借鉴国外优秀的深基坑支护结构设计理念和手段进行岩土工程深基坑支护设计，从而对我国深基坑支护设计水平进行不断的不断完善。

3.4.2 在深基坑支护施工过程中实时进行观测和监测

这个过程主要是对地下管道的变形情况、深基坑边坡的变形情况以及周围建筑影响情况进行观测。通过实时观测充分的了解土方的开挖和支护，对实际情况和设计方案之间存在的差异进行仔细的分析，进而可以对设计参数和方案进行及时的调整。另外，加强对深基坑支护工程施工的监测，同时完善深基坑监测的警报系统，防止安全事故或突发事件的发生，保证深基坑施工的安全。此外，为了能够在突发事故后及时进行处理，还应建立岩土工程深基坑支护工程的应急预案，最大化的减少突发事故造成的人员伤亡和经济的损失。因此，施工单位应综合考虑施工环境和施工条件，制定一份科学有效的深基坑开挖支护的应急预案，从根本上控制工程安全事故的发生，尽量减少工程事故造成的危害和损失。

3.4.3 对深基坑支护的施工质量进行全程的控制

过程控制是岩土深基坑支护施工质量控制的重点所在，一旦在工程施工的过程控制环节中出现问题，事后在进行纠正和补救都是非常困难的。因此施工单位对深基坑的施工过程必须进行严格的控制管理，严格按深基坑的设计方案组织施工，确保深基坑施工的质量。在工程进行施工前，管理人员和施工人员都应熟悉工程所在地的工程地质资料，工程施工设计图纸的意图以及工程施工现场周围的环境，除此之外，还用做好工程降水系统，确保降水系统在施工过程能够正常工作，在施工过程中施工单位不得随意的更该放坡系数、锚杆位置、型号、长度、数量、加强筋范围、钢筋网间距等，必须更改设计方案时应经设计单位认可后经专家评审通过后执行。

四、结束语

在岩土工程深基坑支护设计与施工的过程中，由于深基坑工程的复杂性和很强的风险性，因此，在进行实际施工过程中，施工人员应严格的进行管理和控制，对影响深基坑支护结构的各种因素进行综合考虑，参照成功的经验，严格按照相关的工程要求，从工程的安全性、经济性、可靠性对岩土工程深基坑工程进行控制，保障岩土工程深基坑支护的施工质量和效益。

参考文献：

[1]邵开胜，王广超，陈玉茹.深基坑工程存在的主要问题及对策[J].煤炭科技，2010.

[2]吴颖奕.试论岩土工程基坑支护的重要性.世界华商经济年鉴·城乡建设，2013.

[3]王凯.地质条件下岩土工程中深基坑的施工技术浅谈[J].大科技·科技天地，2011.

[4]王建清.探讨岩土工程施工中深基坑支护问题的分析[J].科技风，2010.

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式中是芯样试件混凝土抗压强度换算值的平均值（MPa），精确至0.1MPa；是混凝土抗压强度推定上限值（MPa），精确至0.1MPa；

是混凝土抗压强度推定下限值（MPa），精确至0.1MPa；

k1，k2 是推定区间上限值系数和下限值系数，可按DG/TJ 08-2020-2007附录E查得。

是芯样试件换算抗压强度样本的标准差（MPa）。

和所构成推定区间的置信度宜为0.85，和之间的差值不宜大于5.0MPa和0.10两者的较大值。

3.3 芯样强度的影响因素

⑴端面平整度对强度的影响：

端面不平，會降低强度，向上凸起比向下凹引起的应力集中更大，影响更大，应控制在第100mm长度内不得大于0.1mm。

⑵端面与轴线之间垂直度偏差对强度的影响偏差过大，降低强度。垂直度偏差应控制在20以内。

⑶芯样含有钢筋的影响原则： 不允许存在垂直于受压面的钢筋，如有钢筋尽可能靠近试件端部。每个试样内最多只允许含有二根直径小于10mm的钢筋，且与轴线基本垂直不外露。

⑷芯样尺寸和高径比的影响：

芯样直径应大于或等于粗骨料最大粒径的三倍，至少不小于二倍，芯样直径小而粗骨料粒径大的芯样强度的离散性大。高度与直径均为100mm的芯样与边长为150mm的立方体试块受压时应力分布 较为一致，强度接近。

4结束语

综上所述，三种混凝土强度检测方法中回弹法和超声回弹综合法检测手段简便，对结构完全没有损伤，适于大面积采用以获得大量信息，钻芯法对结构有局部损伤，却是目前构件内部状况直观检验和强度评定的最好方法。半破损钻芯法不受龄期和碳化深度影响，以直接钻芯进行轴向抗压强度为标准，故直观、可靠，非破损检测方法测试方便、测试数据量多、信息大的特点，充分利用两种方法的各自长处，取长补短。使检测结果更为可靠、费用更低。

参考文献：

[1]中国工程建设标准化协会.钻芯法检测混凝土强度技术规程（CECS 03：2007）.北京：中国建筑工业出版社，2007，4-12

[2]中华人民共和国国家标准.建筑结构检测技术标（GB/T50344-2004）.北京：中国建筑工业出版社，2004，23-28