建筑工程施工中对于深基坑施工技术

钟胜

【摘要】近年来，随着现代工程设计的不断发展和完善，建筑工程项目的安全系数和管理效率越来越高。深基坑施工技术是针对复杂建筑环境而建立起来的管理机制，这种新型的技术控制方式可以大幅度提高建筑的设计合理性，因此深基坑变形控制研究课题一直是我国建筑工程师探讨的热点内容。基于此，本文将结合建筑工程中的深基坑施工技术相关问题，对其发展内容进行深入分析。

【关键词】建筑工程；深基坑；变形控制；研究进展

前言：现代化建设对建筑工程项目的安全控制要求越来越高，所以因建筑工程变形导致的安全隐患一直是施工单位面临的严峻施工难题。引发深基坑变形的因素非常多，工程结构设计、施工环境、地质条件等问题都会使深基坑出现施工问题。

一、建筑工程中深基坑施工技术影响因素分析

一般来讲，如果建筑工程的基坑超过5米，则其降水、开挖、支护工程对整个工程体系的支撑力度会大大降低[1]。所以深基坑相关设计内容都可引发工程结构变形，其具体内容如下：

1.1设计因素

深基坑结构对建筑墙体刚性、支撑能力、开挖尺寸的影响很大，所以因设计结构不稳定造成的深基坑事故非常多。基坑的内支撑力会引发工程围护结构变形，上下部开挖内容在工程刚性的支撑下并不能起到很好的累加作用，所以如果深基坑围护结构的水平位移过大，则在工程深处围护结构会呈现向内突出的显现，且坑距也会大大偏移预定数值[2]。

1.2环境条件

工程施工气候、水文条件对建筑其他结构的影响非常大，所以环境条件和设计因素一样，工程管理部门应按照地质结构需求适当调整各施工结构的配合方式。降水方法、地基设计、支护模式以及开挖方法等都需要环境条件来控制。

二、建筑工程深基坑施工技术控制研究

在城市建筑密集区，深基坑的施工任务非常繁重，如果其结构变形控制不合理，则建筑工程的安全性能会大幅度下降，所以无论是围护结构还是基坑结构都应符合基坑变形控制标准。

2.1基坑变形控制标准

2012年，我国发布了《建筑基坑工程设计规范》，文献中写到，地方设计建筑基坑结构一定要按照一级、二级基坑标准来设计，边坡土体、围护结构、支护结构、基坑水平位移等值必须符合报警参量，具体内容如表1：

表1 一、二级基坑变形设计和监测控制

基坑等级 地面沉降/mm 墙顶位移/mm 墙体位移/mm

设计值 监控值 设计值 监控值 设计值 监控值

一级 40 45.13 50 53.14 80 78.46

二级 60 62.15 80 72.14 120 118.12

2.2深基坑施工数据分析方法与数值模拟

在工程设计方面，深基坑的理论强度和控制能力非常高，但是在实际施工过程中，深基坑结构的稳定能力则非常弱，结构经常会受到外部环境与设计内容的影响，要想具有针对性的控制深基坑结构变形，需要对深基坑一切工程结构进行系统分析，并进行数值模拟，制定有效控制措施，在修改基坑建设方案的同时，最大限度提高周边环境的影响程度[4]。

2.2.1极限平衡法

支护与基坑的稳定性能需要通过结构强度来控制，极限平衡法可以提高内部结构平衡、曲线弹性程度，保证工程在主动压力和被动压力的双层挤压下依然保持稳定的支撑结构，不出现变形现象[5]。

2.2.2纵向地基梁法

地基梁法是利用連续介质产生纵向动力设定的一种分析方法，这个分析方法的适应能力非常强，能适用于多个工程环境的深基坑结构。纵向地基梁法可以直观反映深基坑在开挖过程中竖向土压力受到的支撑力变化，帮助施工人员找到具有施加因素的结构受力点。

2.2.3连续介质分析法

建筑工程开挖施工阶段是一个动态施工过程，所以在施工途中各土体结构、基坑结构以及围护结构会产生相互影响的作用力，这些力对基坑的变形预测会产生一定的干扰作用。采用连续介质分析法可以精准的利用三维数值分析，估算基坑工程的变形因素、变化参量等，在有限元分析法的帮助下，工程人员可以采用结构预测理论测算出周围地面因结构变形而出现的沉降深度数值[6]。

2.3深基坑施工技术的应用重点

2.3.1确定初始应力条件

确定应力条件对创建开挖应力场具有深远影响，与其他保护对象相同，初始应力在非水平土层的干扰下会形成多个施工形态。如果开挖部分所表现出来的卸载效应不够强的话，其位移水平距离会回到基坑分析的初始状态。

2.3.2本构模型选用

建筑工程中大多数土体为天然材料，在多相土体的影响下，土体结构的力学性质也会受到干扰内容的影响，在非线性、非弹性围护结构的影响下，塑性体的应变能力会干扰到工程各控制结构的关联性[7]。

2.3.3土体强度指标

对于建筑工程深基坑设计，勘察工作对深基坑结构变形的监管能力最强，如果基坑周边环境复杂，则勘察部门必须利用工程施工经验改变设计参量。如土体抗剪能力、总应力强度、变形应力等，这些参量是深基坑各保护结构设计的重要参数，所以应采取不同种类的实验方法，提高土体强度指标的实践应用价值。

三、深基坑施工技术特殊控制项目

为提高工程施工效率，工程负责人经常会在深基坑建设过程中就采取相应的变形控制措施，控制开挖进度、结构设计内容以及材料质量等方面内容。由此可见，在整个基坑变形控制流程中，深基坑施工技术也是一个项整体性、技术综合性很强的管理内容，具体如下：

3.1工程勘察

勘察部门应对建筑工程的气候环境、地质环境、材料环境等内容进行系统勘察，在了解整个基坑工程的情况下，完善结构设计思路，让每个施工环境在功能上都起到一定的衔接作用。

3.2深基坑设计与施工方面

无论是数值模拟还是变形控制管理，信息搜集、处理、统计工作是必不可少的。工程设计内容以及监测信息可以直观反映出工程围护结构、基坑结构、土体结构的安全性和稳定程度。在设计与操作的基础上，提高基坑施工的可靠性。

3.3监督管理

工程监督管理部门应按照国家规范要求，实时对建筑工程内各深基坑的影响结构数据进行分析和研究。计算深基坑围护结构、土体结构变形的预测数据，按照变形程度进行分类，并制定相应的修复计划。由于施工操作的复杂性，基坑施工中往往存在许多不可预料因素，基坑施工过程中的信息化监测反馈也成为基坑设计施工方案调整或优化的依据。工程实践证明，要顺利完成深基坑的施工，必须把握好基坑工程的各个环节，将勘察、设计、施工和监测等各阶段工作有机结合[8]。

结 论：通过上文对建筑工程深基坑变形控制内容进行系统分析和研究可知，深基坑可以使建筑工程周边设施出现变形、开裂现象，但是由多环境结构因素构成的系统工程，在深基坑结构维护上并不具有优势地位。

参考文献：

[1]刘艳军，孙敦本.深基坑变形控制研究进展[J].四川建筑科学研究，2013，12（09）：118-123.

[2]丁永春.软土地区深基坑施工引起的变形及控制研究[J].上海交通大学学报（社会科学版），2013，12（09）：110-120.

[3]郑荣跃，曹茜茜，刘倩斌.深基坑变形控制研究进展及在宁波地区的实践[J].工程力学，2011，13（08）：119-123.

[4]李爱国.基于监测信息的深基坑支护动态变形控制研究[J].河海大学学报（社会科学版），2011，13（09）：118-123.

[5]李振，王胜，刘杰.深基坑开挖优化设计与下穿地铁隧道变形控制研究[J].合肥工业大学学报（社会科学版），2010，12（09）：109-112.

[6]徐中华，吴晓江.上海地区支护结构与主体地下结构相结合的深基坑变形性状研究[J].上海交通大学学报，2013，12（08）：110-123.