浅谈深基坑工程特征分析与风险控制对策

　　一、分析深基坑变形的特征

　　1、基坑周围地表的沉降分析及地表沉降原因

　　1基坑开挖降水引起周边地下水位下降，形成以抽水井点为中心的降水漏斗，由于基坑周边土层地下水位降低，土体中的孔隙水压力消散，直接导致土体中有效应力增加，土体产生了新的固结沉降。另外，基坑开挖后周边土体处于临空状态，原有的结构平衡遭到破坏，土体开始应力释放容易发生滑动剪切破坏，土体将变得松软压缩性增大，地基土在原有荷载作用下产生新沉降。

　　2地表沉降的分布类型：地表沉降的分布形式可近似归纳为“三角形”和“抛物线”两种，前者最大沉降点位于基坑边，后者最大沉降点离基坑边有一定距离。

　　2、围护结构的水平位移分布规律

　　1在下一工况开始时围护结构的位移曲线紧邻上一工况结束时位移曲线的左侧，反映出在下一工况中由于新增加的支撑和预应轴力的约束，限制了位移的发展，使位移略有减小，但随着时间的延长，位移会逐渐增大，并随即超过上一工况结束时的位移值。

　　2对于设内支撑的基坑，随着基坑的不断施工，围护结构最大位移会向下移动，位移

　　最大值往往会出现在基坑开挖面附近。

　　3在基坑各开挖步内，围护墙体位移随时间的延长而增加，这一点在软土地基中表现更加显著，所以要尽量缩短各分布开挖的时间。

　　3、坑底的回弹、隆起空间分布规律：一般在开挖初期，坑内土体大多处于弹性受力阶段，坑底隆起主要是卸载后的弹性回弹，基坑中部隆起量较大，靠近围护墙的坑底土体一定程度上回弹受到制约;随着开挖深度的增加，隆起量进一步加大。

　　4、围护结构水平位移的空间分布规律经很多工程研究表明，越靠近围护桩墙两端空间作用越明显，相反越靠近跨中空间作用越弱。

　　二、深基坑施工风险控制对策

　　1、深基坑支护存在的风险问题

　　1支护结构设计中土体的物理力学参数选择不当

　　深基坑支护结构所承担的土压力大小直接影响其安全度，但由于地质情况多变且十分复杂，在深基坑支护结构设计中，如果对地基土体的物理力学参数取值不准，将对设计的结果产生很大影响。施工工艺和支护结构形式不同，对土体的物理力学参数的选择也有很大影响。

　　2基坑土体的取样具有不完全性

　　在深基坑支护结构设计之前，必须对地基土层进行取样分析，以取得土体比较合理的物理力学指标，为减少勘探的工作量和降低工程造价，不可能钻孔过多。因此，支护结构的设计也就不一定完全符合实际的地质情况。

　　3基坑开挖存在的空间效应考虑不周

　　深基坑开挖中大量的实测资料表明，基坑周边向基坑内发生的水平位移是中间大两边小。所以，在未进行空间问题处理前而按平面应变假设设计时，支护结构要适当进行调整，以适应开挖空间效应的要求。

　　4支护结构设计计算与实际受力不符

　　目前，深基坑支护结构的设计计算仍基于极限平衡理论，但支护结构的实际受力并不那么简单。有的支护结构安全系数虽然比较小，甚至达不到规范的要求，但在实际工程中却满足要求。

　　2、深基坑施工应选择适宜的支护形式

　　深基坑工程的施工，选择适宜的支护形式十分重要。纵观目前全国各地的基坑支护形式，大致有下面几种，在工程施工中应合理选用以确保施工的质量与安全。

　　1水泥土挡墙+基底加固优点是施工简单方便，造价相对较低，对基坑边坡的深层滑动和抗隆起效果显著，不足之处是环境污染较大，基底加固的质量难以控制，且工期较长，不能满足上部结构的施工要求。

　　2悬臂桩支护结构基坑深度不大(5m～6m)，距离周围建筑物较远(一般大于1倍基坑深度)对变形要求不高时采用。但具有施工工艺相对复杂、工期相对较长、成本相对较高的特点。

　　3复合土钉墙支护结构就是以水泥搅拌桩等超前支护组成防渗帷幕，解决土体的自立性、隔水性及喷射面层与土体的粘结问题。一般基坑深度5m～10m，距离周围建筑物较远(一般大于1倍基坑深度)，对变形要求较高时采用。具有施工工艺相对简单、工期较短、成本相对较低的特点。

　　4土钉墙支护结构是在基坑开挖过程中将较密排列的细长杆件土钉置于原位土体中，并在坡面上喷射钢筋网混凝土面层。通过土钉、土体和喷射混凝土面层的共同工作，形成复合土体。一般基坑深度5m～10m，距离周围建筑物较远或周围无建筑物对变形无特殊要求时采用。具有施工工艺简单、工期短、成本低的特点。

　　5喷锚网支护(喷射混凝土、锚杆、钢筋网联合支护的简称)是一种先进的支护(加固)技术，国内外在岩土土质、高边坡和大跨度地下工程中，特别是在不良地质条件下被广泛应用。其施工机具简单，施工灵活，对邻近周围建筑物的影响小，支护工程费用低。

　　6桩锚支护结构就是以桩体作为支护体，必要时设置水泥搅拌桩止水帷幕，然后通过土层锚杆增强围护结构的整体稳定。土层锚杆可以有效地传递和平衡作用在挡墙上的水、土压力，并能减少支护结构的位移。

　　3、注意施工监测和信息化施工

　　应该根据工程的实际情况、周边环境和设计计算书，以及事先确定的相应的监控报警值，用以判断支护结构的受力情况、位移是否超过允许的范围，进而判断基坑的安全性，决定是否对设计方案和施工方法进行调整，并采取有效及时的处理措施。严格控制墙壁变形在允许范围内，如变形超过允许范围，应暂停开挖，并及时果断地采取调整开挖顺序、增设临时支撑、反压坡脚乃至土体压密注浆等措施，迅速控制事态发展，并对引起异常的原因进行分析、确认采取的措施有效的条件下方可继续进行开挖。施工中密切注意地下连续墙单元槽段接缝的密实性，若有渗水情况，要及时封堵，防止基坑外土体塌陷。当发现管线变形值超过报警值，甚至出现由于土体变形造成管线被破坏时，立即停止土方开挖，并用黄砂袋回填被动土区域。

　　4、防止沉降主要技术对策

　　1导墙施工。导墙作用主要为挖槽机具导向，储存泥浆和防止槽口坍塌，同时为施工时水平与垂直测量的基准，并作为钢筋笼安放、混凝土导管安置、挖槽机具标定的平台。它的质量好坏直接影响地下连续墙的垂直度，两幅墙间接缝质量以及是否可以防止塌方造成墙体夹泥。认真进行测量放线，经复核准确无误后才能开始施工。考虑施工误差影响，内外导墙之间中心线在设计地下连续墙纵轴线基础上适当外放5cm~10cm，保证基坑净宽。

　　2泥浆护壁。泥浆既可降低成槽机因连续冲击而上升的温度，又可减轻机具的磨损消耗，有利于提高挖槽效率并延长机具的使用时间。挖槽筑墙所用的泥浆不仅要有良好的固壁性能，而且要便于灌筑混凝土。如果泥浆的粘度过大，也会发生泥浆循环阻力过大、携带在泥浆中的泥砂难以除去、灌筑混凝土的质量难以保证以及泥浆不易从钢筋笼上驱除等弊病。

　　3接头刷壁施工。整个地下连续墙采用跳跃式施工方法，对于后期施工的槽段必须用刷壁器清刷接头，使接头处砼干净，不得夹泥。刷壁是连续墙施工中的一个至关重要的环节，刷壁的好坏将直接影响到地下连续墙接头防水的效果。

　　4钢筋笼制作与吊放。钢筋笼制作与吊放的关键是解决吊装时钢筋笼的变形问题，防止出现槽壁因此出现坍塌。保证钢筋位置和外形尺寸的正确性，钢筋笼制作场地设置钢筋制作台模。台模用钢管加工，通过焊接在钢管框架上的定位槽来保证钢筋笼竖向主筋和水平钢筋的位置正确。插入钢筋笼时，使钢筋笼对准单元槽段的中心，垂直插入槽内。钢筋笼进入槽内时，吊点中心必须对准槽段中心，然后徐徐下降，切忌急速甩放及摆动，防止槽壁坍塌。钢筋笼插入槽内后，检查其顶端高度是否符合设计要求，然后用槽钢将其搁置在导墙上。

　　三、结语

　　本文阐述了深基坑施工中可造成的多种内外在复杂因素交叉的情况下所致的一系列问题及风险，做出了简要的分析，并对控制要点进行了针对性的分析研究，得出了一些有用的论证，可供业内相关人员施工参考。

　　参考文献

　　1、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》

　　2、《基础基坑支护技术规范》

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文章名称： 浅谈深基坑工程特征分析与风险控制对策

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