浅述深基坑施工技术的特点及施工策略

　　深基坑支护结构的主要作用是挡土,使基坑在开挖和基础施工的全过程中能安全顺利地进行,并保证对临近建筑和周边环境不产生危害。目前国内深基坑支护技术有:钢板桩支护、排桩支护、深层搅拌水泥桩、地下连续墙、SMW工法、土钉墙及复合土钉墙、喷锚网支护、逆作法与半逆作法施工、环形支护结构等。实践中根据土质条件、基坑深度、地下水情况等,结合不同支护方式的优缺点,选择经济合理的方案。深基坑工程支护技术虽已在全国不同地区、不同的地质条件下取得了不少成功的经验,甚至在某些方面达到国际先进水平,但实际过程中仍存在一些问题需进一步研究或提高以适应现代化经济建设的需要。文章主要探讨了深基坑的几个特点和具体的施工方法。

　　1 深基坑施工的几个特点

　　1.1 深基坑工程具有较强的环境效应

　　在某些沿海经济开发区,建筑工程所处的地质条件差的问题较为突出。城市中,高层和超高层建筑集中在人口稠密、建筑物密集的地方,并紧靠重要市政公路。而一般情况下,这些地方的原有建筑结构陈旧,地上与地下管线密布。因此,基坑开挖不仅要保证基坑本身的稳定,也要保证周围的建筑物和构筑物不受破坏。影响严重的将危及相邻建筑物、构筑物及市政地下管网的安全与正常使用。大量土方运输也对交通产生影响。所以应注意其环境效应。

　　1.2 基坑深度不断增加

　　为了使用方便、节约土地、符合城市管理规定及人防需要等,建筑不断向地下发展。过去建1～2层地下室,在大城市也不普遍,中等城市则更为少见。现在大城市、沿海地区,地下3～4层已经很平常,5～6层也很多见。因此,基坑开挖深度多在10m～16m之间,深度在20m左右的也很多。

　　1.3 基坑支护工程的事故隐患较大

　　深基坑支护工程技术较复杂,而且当基坑支护失效时,会造成邻近房屋、地下管线及道路的开裂,引发工程纠纷,甚至出现严重的破坏,造成重大的经济损失及人员的伤亡。工程深基坑支护结构的作用是在基坑挖土期间挡土又挡水,以保证基坑开挖和基础施工能安全、顺利地进行,并不对周围的建筑物、道路和地下管线等产生危害。支护结构一般是临时性结构,基础施工完毕后,也就失去作用。

　　1.4 深基坑工程具有很高的质量要求

　　由于深基坑开挖的区域也就是将来地下结构施工的区域,甚至有时深基坑的支护结构还是地下永久结构的一部分,而地下结构的好坏又将直接影响到上部结构,所以,必须保证深基坑工程的质量,才能保证地下结构和上部结构的工程质量,创造一个良好的前提条件,进而保证整幢建筑物的工程质量。另一方面,由于深基坑工程中的挖方量大,土体中原有天然应力的释放也大,这就使基坑周围环境的不均匀沉降加大,使基坑周围的建筑物出现不利的拉应力,地下管线的某些部位出现应力集中等,故深基坑工程的质量要求高。

　　一些支护结构可以回收重复利用。更多的支护结构就永久埋在地下,其中有部分(如特殊用途的地下连续墙)在基础施工完毕后也考虑作为永久结构物的一个组成部分。因此,支护结构既要确保基础安全、顺利地施工,又要考虑方便施工、经济合理。

　　2 深基坑施工要点

　　2.1 转变传统深基坑工程设计理念

　　近年来,我国在深基坑支护技术上已经积累很多实践经验,初步摸索出变化支护结构实际受力的规律,为建立健全深基坑支护结构设计的新理论和新方法打下了良好的基础。土压力分布还按库伦或朗肯理论确定,支护桩仍用“等值梁法”进行计算。这些陈旧的计算理论所计算出的结果与深基坑支护结构的实际受力悬殊较大,既不安全也不经济。

　　因此,深基坑支护结构的施工工程设计不应该再采用以往传统的“结构荷载法”,而应彻底改变传统的设计观念,逐步建立以施工监测为主导的信息反馈动态设计体系。做到严格管理、文明施工、安全生产,贯彻“动态设计,信息化施工”原则,认真分析施工中的土层特点和现象,及时反馈并能采取有效措施对各种问题进行处理。

　　2.2 重视变形观测,并注意及时补救

　　深基坑支护结构变形观测的内容包括:基坑边坡的变形观测、及周围建筑物及地下管线变形观测等。通过对监测数据可以及时分析并及时了解土方开挖及支护设计在实际应用中的情况,分析其存在的偏差便可以及时的了解基坑土体变形状况以及土方开挖影响的沉降情况还有地下管线的变形情况等。研究和应用已有的基坑工程行业的和地区性规范以及当地的工程经验。对于重大复杂的基坑工程目前国内采用专家论证的形式,对保证工程安全、降低造价是有效和现实的一种方法。

　　基坑开挖前应做出系统的开挖监控方案;监测点的布置应满足监控要求,从基坑边缘以外1-2倍开挖深度范围内的需要保护物体均应作为监控对象;位移观测基准点数量不应少于两点,且应设在影响范围以外;各项监测的时间间隔可根据施工进程确定,当变形超过有关标准或监测结果变化速率较大时,应加密观测次数,当有事故征兆时,应连续监测;监测结果应及时提交。

　　2.3 全程控制基坑的施工质量

　　深基坑支护施工重在过程控制,一旦施工过程控制环节出现问题,事后纠正和补救都会比较困难。因此我们必须进行严格的施工过程控制管理,确保施工质量。施工单位在施工过程中不得随意改变设计方案进行施工等,设计方案变更时必须重新经专家评审。

　　基坑支护单位要与挖土单位紧密配合,坚持分层分段开挖和分层分段支护的施工原则进行施工。深基坑开挖的过程中应采取措施以防止碰撞支护结构、工程桩或挠动基底原状土。当有异常情况发生时,应立即停止挖土,并应立即查清原因和采取措施,深基坑开挖完成后,应提醒建设单位尽快组织勘察、设计、质监、监理、施工等部门进行验槽,及早开始地下结构工程的施工,严禁基坑长时间暴露。基坑回填前,支护层不能破坏,特别是坡脚部分。

　　2.4 工程实例

　　某工程是地上27层,地下2层的超高层建筑,建筑物总体高度97m,钢筋混凝土框架—筒体结构。建筑物地下室埋深8.4m,1层-27层各层高3.4m。建筑物安全等级为一级,岩土工程勘察等级为一级。坑内采用13口大口井疏干地下水,被动区采用双轴深层搅拌桩加固地基,既加固了土体,改善了土体的物理力学性质,又消除了液化。土钉要求设计水平倾角施工,采用干作业成孔或钻机成孔,确保孔径D≥130mm,水平倾角15°。结合了周围不同的环境分别采用了人工挖孔桩、高压旋喷桩、双层内支撑及喷锚的联合支护方式作为深基坑护壁,使原有建筑物位移在控制允许的范围内,既经济,又合理,基坑安全稳定,收到良好的效果。

　　3 结语

　　综上所述，由于地层的非均匀性及非连续性,各地地质条件千差万别,千变万化,设计及施工规范又各有差异,施工人员和设备能力各有自己的特点,近年来，深基坑施工的技术和管理上仍然存在一些重点问题,希望工程技术人员在总结实践的基础上,将能逐步完善深基坑支护的技术理论,不断提高深基坑支护工程质量,减少基坑事故发生,创造出较好的社会效益和经济效益。实际施工管理中要求决策者需要掌握本地区或类似条件下已有的成功的经验和失败的教训,根据特定的工程要求和条件进行综合考虑,作出安全、可靠、经济的包括围护结构、支护体系、土方开挖、降水、地基加固、监测和环保的整体施工方案。

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