深基坑支护结构设计的重要性及施工中存在的问题

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【摘 要】近年来，随便我国的快速发展，不少大中城市的建设在向空中发展的同时， 也在向地下扩展， 以满足构造、使用以及充分利用地下空间的需要， 由此衍生出深基坑工程。笔者主要就深基坑支护结构的重要性与施工中存在的问题进行了探讨， 并提出了自己的看法。

【关键词】深基坑；结构设计；施工；问题；

1、深基坑支护结构设计的重要性

在一些业主， 承建单位的意识中， 深基坑支护结构设计的重要性认识不如工程设计， 因而不通过设计人轻率变更深基坑支护结构设计的现象屡屡发生， 这样往往使深基坑支护结构的施工过程中险象环生至出现事故， 不得不采用补救措施， 造成经济浪费。

如某工程槽深8.7m， 采用地连增加一层钢管内支撑的支护结构。在施工时， 施工人员为了增大钢管支撑与负二层楼板之间的距离， 便于操作， 将钢管支撑的标高上移了50cm， 使钢管支撑与槽底间净距增大到7.2m。地连墙的设计是按等值梁法计算的， 抬高了钢管支撑的标高， 就相当于增大了有支撑时地连墙的跨度， 使地连墙内弯矩增大。结果基坑开挖完成后， 在地连墙距槽底1.8m 左右处出现了1-2mm 宽的断断续续的裂缝， 虽未贯通， 但沿槽一周基本都有， 出现险象， 当即贴石膏观察裂缝变化， 并做好增加支撑的准备， 所幸后来裂缝未再发展， 但说明已将安全储备几乎耗尽。

另一槽深11m 的基坑， 采用钢筋砼灌注桩与格构式水泥土深层搅拌帷幕做支护， 并取土退台卸载。业主因造价和场地关系， 将格构式泥土深层搅拌帷的宽度减小， 还减掉了双排水泥土桩之间的格栅布桩， 并把取土退台宽度和深度减小。如第二个问题所述， 取土退台的宽度和深度与土压力的大小及其作用点的高低有直接关系， 这样做的结果是比原设计削弱了支护结构系统， 增大了荷载， 至使挖土后支结构系统位移过大， 不得不采取补救措施， 不但未节省反而增加了造价。

形成深基坑支护结构设计重要性认识不够的原因是多方面的。首先是因为深基坑支护是一门新兴的设计、施工技术， 它是随着我国近几年超高层建筑迅速增多而发展起来的。相当多的业主和施工单位、设计单位是刚刚接触这门技术， 对深基坑支护结构的重要性、安全性认识不足。其次是因为对深坑支护结构设计资质管理的不严格。一个时期以来， 施工单位、设计院、大学、勘察单位及其它人员均可进行该设计， 给业主、施工单位造成了随意性较大的印象， 因而在该设计的实施中也采取比较随意的态度。

2、深基坑支护施工中存在的问题

现今深基坑支护结构的设计理论虽然有了很大发展，但是在实际施工中仍然存在许多不足的地方，主要表现为如下几个方面。

2.1 边坡修理不达标

在深基坑施工中经常存在挖多或挖少的现象，这都是由于施工管理人员管理的不到位以及机械操作手的操作水平等多种因素的影响，使得机械开挖后的边坡表面的平整度和顺直度不规则，而人工修理时又由于条件的限制不可能作深度挖掘，故经常性的会出现挡土支付后出现超挖和欠挖现象。这是深基坑支护工程施工中较为常见的不足之处。

2.2 施工过程与施工设计的差别大

在深基坑中需要支护施工时，会用到深层搅拌桩，但其水泥掺量会不够，这就影响水泥土的支护强度，进而使得水泥土发生裂缝，另外，在实际施工中，偷工减料的现象也时常发生，深基坑挖土设计中常常对挖土程序有所要求来减少支护变形，并进行图纸交底，而实际施工中往往不管这些框框，抢进度，图局部效益，这往往就会造成偷工减料现象的发生。深基坑开挖是一个空间问题。传统的深基坑支护结构的设计是按平面应变问题处理的。在未能进行空间问题处理之前而需按平面应变假设设计时，支护结构的构造要适当调整，以适应开挖空间效应的要求。这点在设计与实际施工相差较大，也需要引起高度的重视。

2.3 土层开挖和边坡支护不配套

当土方开挖技术含量较低时，组织管理也相对容易。而挡土支护的技术含量较高，施工组织和管理都比土方开挖复杂。所以在实际的施工过程中，大型的工程一般都是由专业的施工队伍来完成的，而且绝大部分都是两个平行的合同。这样，在施工过程中协调管理的难度大，土方施工单位抢进度，拖延工期，开挖顺序较乱，特别是雨天期间施工，甚至不顾挡土支护施工所需要工作面，留给支护施工的操作面几乎是无法操作，时间上也无法去完成支护工作，对属于岩土工程的地下施工项目，资质限制不严格，基坑支护工程转手承包较为普遍，一些施工单位不具备技术条件，为了追求利润而随意修改工程设计，降低安全度。现场管理混乱，以致出现险情，未做到信息化施工和动态化管理。这也是深基坑支护施工中常见的问题之一。

3、深基坑支护实施策略

3.1 转变传统深基坑支护工程设计理念

现如今我国在深基坑支护技术上已经积累很多实践经验，初步摸索出岩土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。但对于岩土深基坑支护结构的实际设计和施工方法仍处于摸索和探讨阶段，而且，目前我国还没有统一的支护结构设计的相关规范和标准。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。

3.2 重视变形观测并注意及时补救

岩土工程中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。对设计中存在的偏差，在下部施工中及时校正设计参数，对已施工的部位采取恰当的补救和控制措施，为此，要求现场变形观测的数据必须准确、可靠、及时，要求变形观测人员严格按照预定设计方案精心测量、认真负责，保证观测质量。如果在实际测量中确实发现异常情况，就需要即时研究采取措施以防止其恶化。而一旦出现大的变形或滑动，立即分析主要原因，做出可靠的加固设计和施工方案，使加固工作快速而有效，防止变形或滑动继续发展。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。

3.3 全程控制基坑支护的施工质量

岩土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。严格按设计方案组织施工。工程施工前，有关人员需要熟悉当地的地质资料、本次施工设计图纸及施工现场周围的环境，另外，降水系统应确保正常工作。施工单位在施工过程中不得随意改变锚杆位置、长度、型号、数量，钢筋网间距，加强筋范围，放坡系数等。设计方案变更时必须重新经专家评审。基坑支护施工单位要与挖土施工单位紧密配合，坚持分层分段开挖和分层分段支护的施工原则进行施工。土方开挖的顺序和具体开挖的方法必须与设计的工作情况相一致，并遵循“开槽支撑，先撑后挖，分层开挖，严禁超挖”的原则，减少开挖过程中土体的扰动范围，缩短基坑开挖卸荷后无支撑的暴露时间，对称开挖，均衡开挖，合理利用土体自身在开挖过程中控制位移的能力。岩土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。

4、结束语

总而言之，就我国工程建设亦突飞猛进，一些埋深大、规模大的地下室越来越多，为了保证建筑物的稳定性，对基坑工程的要求越来越高，随之出现的问题也越来越多，这些问题随着国家有关规范的出台设计水平、施工管理水平和人们认识的提高， 将会逐渐解决。

参考文献：

[1]JGJ 120―99，建筑基坑支护技术规程[S].

[2]杨伟量. 地基基础工程临理指南. 上海科学技术出版社