深基坑工程设计与施工分析

2020-03-01刘小英

绿色环保建材 2020年1期

刘小英

甘肃省平凉市泾川县住房和城乡建设局

1 前言

随着近年来建筑规模的扩大以及楼层的升高，深基坑工程已经成为现代建筑工程中极为常见的基础工程。但是深基坑工程本身有着较强的多变性和不确定性，稍不留意就很容易引发施工安全事故，因此必须在施工前深入勘查地质状况和施工环境，基于受力和变形等合理设计基坑施工方案，并在施工时严格进行监管，务必要保障施工安全及质量。

2 工程概况

某建筑工程包含23 层塔楼与4 层裙楼，并且具有3 层地下室，是典型的深基坑工程。该工程基坑面积高达9523m2，周长为408m，开挖深度达到14.4m，局部电梯井位置更是达到了16.2m。在施工前，该工程施工地点地势较为平坦，基坑北面、南面包含大量地下管线，西面为菜园且和东面区域高差达到2.5m，而且地理位置靠近珠江，地下水丰富并对施工造成了巨大影响。

3 深基坑工程设计方案确定

3.1 工程条件分析

对本工程条件进行综合分析，不难发现其具有三大特征。其一，施工地质条件较为复杂。其二，施工环境较为复杂。其三，本工程规模大，施工规划协调较为困难。不管是从基坑面积还是从开挖深度来看，本工程施工的难度都较大，需要科学进行施工规划，才能做到出土便利、施工方便，在工期内完成施工任务。

3.2 基坑支护方案分析

根据基坑支护方案自身特性及本工程实际情况，可选支护方案主要包括地下连续墙+钢筋混凝土内支撑支护、地下连续墙+预应力锚索支撑、旋挖灌注桩+钢筋混凝土内支撑支护、旋挖灌注桩+预应力锚索支护等4种，实际上就是地下连续墙与旋挖灌注桩、钢筋混凝土内支撑与预应力锚索支撑的选择组合。其中地下连续墙与旋挖灌注桩相比，前者对周边环境的影响较小，而且止水效果及受力情况都较好，安全性较高，不过施工周期较长及造价偏高；后者需要在施工时做止水帷幕，施工难度更大，并且用于淤泥层及砂层较厚的本工程存在一定安全隐患，不过其施工周期更短且造价更低。

3.3 基坑支护方案选定

通过综合分析，本工程最终选定地下连续墙+钢筋混凝土内支撑方式作为基坑支护方案。该方案在实践时具有对周边影响小，安全性高，止水效果及受力情况良好的优点，虽然其工期和造价并非最短最低，但综合来看是最适合本工程施工的支护方案。为了保障工程安全和支护效果，本工程使用了2道钢筋混凝土内支撑，同时采取上部放坡的方式对东西高低差所造成的不对称载荷加以平衡，还能起到防止相邻水体灌入基坑、缩短建设工期和降低造价的作用。

4 深基坑工程施工过程控制

4.1 合理布置支撑体系并明确施工控制目标

本工程施工需要对支撑体系进行合理布置，否则很容易出现支撑失效而对整个工程的安全造成威胁的情况。支撑体系应当被分为3个独立的区域，分别为北面角、中部和南面角，根据实际施工情况可对独立支撑体系进行设置和拆除，务必要保障施工活动的顺利进行。与此同时，施工队伍还应当明确施工控制目标，即在深基坑开挖、地下结构施工及土方回填之前，合理控制施工活动，尽量避免结构变形、基坑隆起、水土流失、水体灌入等问题的发生，从而保障施工安全、高质、高效进行。

4.2 科学选择监测项目

施工活动控制的实现是以监测项目为重要渠道，通过对不同项目的有效监测能够准确把握工程施工情况，从而有效预防施工隐患和风险，及时处理施工问题，全面保障施工安全、质量及效率。对本工程而言，需要监测的项目主要包括支护结构和周围环境要素。其中墙顶水平位移、墙顶沉降、孔隙水压力、土体竖向变形、土体侧向变形、墙体侧向变形、支撑轴力、地下水位、立柱沉降、周围建筑物沉降和倾斜、周围地下管线沉降和水平位移等是必须监测的项目，它们能够客观反映深基坑施工情况，帮助施工队伍了解是否存在施工问题，从而及时有效地加以防范和处理，提高施工安全性和质量。

4.3 确定控制方案

在选择监测项目后，施工队伍应当根据项目针对性地确定控制方案，尤其要落实问题预防及应对处理控制。应当对工程支护结构设计参数进行再次检验，确定支护结构满足不同监测项目的实际要求。其中尤其要关注支护结构的载荷是否达标，如土压力、水压力、施工载荷、地面载荷等均需满足施工要求。而且根据本工程地质情况和开挖深度、平面形状及尺寸、地下管线等因素，还应当进一步检测施工控制方案的合理性，确保工程支护结构施工不会引发安全及质量问题。另外还需要对施工工艺流程进行明确规范，指导施工活动开展，确保施工有序进行，防止施工混乱的情况发生。

4.4 加强施工过程管理

由于本工程采用的是地下连续墙+钢筋混凝土内支撑支护方案，因此在施工时需要先在基坑周围做地下连续墙，并且喷射混凝土固结，待固结并达到开挖条件后再开挖施工。而且值得注意的是，施工队伍还需要在开挖前提前打好钢构柱，确保钢筋混凝土内支撑能够在支座上稳固。在立柱桩施工后便可以进行第一次土方开挖和第一道支撑施工，然后再进行第二次土方开挖和第二道支撑施工，并在上方浇筑基础底板，拆除第四道支撑，并随着施工的进行拆除第二和第三道支撑。在此过程中施工队伍必须严格按照施工规范进行操作，同时对基坑进行严格监测，确保基坑内部没有明显渗漏水现象和变形现象。另外在施工时还应当做好多专业协调，确保各部门和单位能够顺利合作并完成施工。