探討巖土工程施工中深基坑支護問題的分析

1、探討巖土工程施工中深基坑支護問題的分析摘要：現(xiàn)在的城市建筑間距很小，有的基坑邊緣距已有建筑僅十幾米、甚至幾米，給基礎(chǔ)工程施工帶來很大的難度，給周圍環(huán)境帶來極大威脅，也相應(yīng)地增加了施工工期和施工費用。另外，原來的深基坑支護結(jié)構(gòu)的設(shè)計理論、設(shè)計原則、運算公式、施工工藝等， 已不符合深基坑開挖與支護結(jié)構(gòu)的實際情況，導(dǎo)致一些基坑工程出現(xiàn)事故，造成巨大的損失。本文具體對巖土工程施工中深基坑支護問題進行了分析。關(guān)鍵詞：巖土工程；施工；深基坑支護基坑支護工程是一項復(fù)雜的工程，既要擋土又要擋水，而且要控制變形，同時又要便于施工。影響基坑穩(wěn)定性的因素很多。深基坑開挖是一個復(fù)雜的與實際聯(lián)系緊密的工程問題，它與場地

2、工程地質(zhì)勘察、支護結(jié)構(gòu)設(shè)計、開挖放坡、基坑降水、施工管理、現(xiàn)場監(jiān)測、相鄰場地施工相互影響等密切相關(guān)。深基坑工程事故給周圍環(huán)境帶來的各種不良效應(yīng)之間常常是相互聯(lián)系的，如基坑開挖措施不當(dāng)，可能引起邊坡變形或失穩(wěn)；基坑降水措施不當(dāng)，導(dǎo)致流砂、管涌，引起周圍地面下沉；支護結(jié)構(gòu)失效將極大地影響和改變地質(zhì)條件，最直接的影響是造成基坑邊坡失穩(wěn)，進而引起地面沉降，房屋開裂，甚至倒塌。 一、巖土工程施工中深基坑支護容易出現(xiàn)的問題 1、支護結(jié)構(gòu)設(shè)計中土體的物理力學(xué)參數(shù)選擇不當(dāng) 深基坑支護結(jié)構(gòu)所承擔(dān)的土壓力大小直接影響其安全度，但由于地質(zhì)情況多變且十分復(fù)雜，要精確地計算土壓力目前還十分困難，至今仍在采用庫倫公式或朗

3、肯公式。關(guān)于土體物理參數(shù)的選擇是一個非常復(fù)雜的問題。尤其是在深基坑開挖后，含水率、內(nèi)摩擦角和粘聚力三個參數(shù)是可變值，準(zhǔn)確計算出支護結(jié)構(gòu)的實際受力比較困難。 在深基坑支護結(jié)構(gòu)設(shè)計中，如果對地基土體的物理力學(xué)參數(shù)取值不準(zhǔn)，將對設(shè)計的結(jié)果產(chǎn)生很大影響。實驗數(shù)據(jù)表明：基坑開挖前、后，土體的內(nèi)摩擦角值一般相差5，而產(chǎn)生的土體的主動土壓力也不相同；而原土體的內(nèi)凝聚力與開挖后土體的內(nèi)凝聚力，則差別也大，一般在6Kpa 以上。施工工藝和支護結(jié)構(gòu)形式不同，對土體的物理力學(xué)參數(shù)的選取也有很大影響。 2、基坑土體的取樣不具有代表性 在深基坑支護結(jié)構(gòu)設(shè)計之前，必須對基坑土層進行取樣分析，以取得土體比較合理的物理力學(xué)指

4、標(biāo)，為支護結(jié)構(gòu)的設(shè)計提拱可靠的依據(jù)。一般在深基坑開挖區(qū)域2-3 倍范圍內(nèi)，按相關(guān)規(guī)范的要求進行鉆探取樣。由于為了減少勘探的工作量和降低工程造價，不能鉆過多鉆孔；因此，所取得的土樣有時就有一定的隨機性和不完全性。但是，地質(zhì)構(gòu)造是復(fù)雜和多變的，這樣取得的土樣的數(shù)據(jù)不具代表性，因此不可能全面反映土層的真實情況。因此，引致支護結(jié)構(gòu)的設(shè)計也就不完全符合實際的地質(zhì)現(xiàn)狀。 3、基坑開挖存在的空間效應(yīng)考慮不周 深基坑開挖中大量的實測資料表明：基坑周邊向基坑內(nèi)發(fā)生的水平位移是中間大兩頭小。深基坑邊坡的失穩(wěn)，常常以長邊的居中位置發(fā)生。這足以說明深基坑開挖是一個空間問題。傳統(tǒng)的深基坑支護結(jié)構(gòu)的設(shè)計是按平面應(yīng)變問題處

5、理的。對一些細長條基坑來講，這種平面應(yīng)變假設(shè)是比較符合實際的，而對近似方形或長方形深基坑則差別比較大。所以，在未進行空間問題處理前而按平面應(yīng)變假設(shè)設(shè)計時，支護結(jié)構(gòu)要適當(dāng)進行調(diào)整，以適應(yīng)開挖空間效應(yīng)的要求。 4、支護結(jié)構(gòu)設(shè)計計算與實際受力不符 目前，深基坑支護結(jié)構(gòu)的設(shè)計計算仍基于極限平衡理論，但支護結(jié)構(gòu)的實際受力并不那么簡單。工程實踐證明，有的支護結(jié)構(gòu)按極限平衡理論設(shè)計計算的安全系數(shù)，從理論上講是絕對安全的，但有時卻發(fā)生破壞；有的支護結(jié)構(gòu)安全系數(shù)雖然比較小，甚至達不到規(guī)范的要求，但在實際工程中卻滿足要求。極限平衡理論是深基坑支護結(jié)構(gòu)的一種靜態(tài)設(shè)計，而實際上開挖后的土體是一種動態(tài)平衡狀態(tài)，也是一個

6、土體逐漸松弛的過程，隨著時間的增長，土體強度逐漸下降。并產(chǎn)生一定的變形。所以，在設(shè)計中必須充分考慮到這一點。 二、加強土工程施工中深基坑支護的有效策略 1、轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)深基坑支護工程設(shè)計理念 近年來，我國在深基坑支護技術(shù)上已經(jīng)積累很多實踐經(jīng)驗，初步摸索出巖土變化支護結(jié)構(gòu)實際受力的規(guī)律，為建立健全深基坑支護結(jié)構(gòu)設(shè)計的新理論和新方法打下了良好的基礎(chǔ)。但對于巖土深基坑支護結(jié)構(gòu)的實際設(shè)計和施工方法仍處于摸索和探討階段，而且，目前我國還沒有統(tǒng)一的支護結(jié)構(gòu)設(shè)計的相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。土壓力分布還按庫倫或朗肯理論確定，支護樁仍用“等值梁法”進行計算。這些陳舊的計算理論所計算出的結(jié)果與深基坑支護結(jié)構(gòu)的實際受力懸殊較大，

7、既不安全也不經(jīng)濟。因此，深基坑支護結(jié)構(gòu)的施工工程設(shè)計不應(yīng)該再采用以往傳統(tǒng)的“結(jié)構(gòu)荷載法”，而應(yīng)徹底改變傳統(tǒng)的設(shè)計觀念，逐步建立以施工監(jiān)測為主導(dǎo)的信息反饋動態(tài)設(shè)計體系。 2、重視變形觀測，并注意及時補救 巖土工程中深基坑支護結(jié)構(gòu)變形觀測的內(nèi)容包括：基坑邊坡的變形觀測、及周圍建筑物及地下管線變形觀測等。通過對監(jiān)測數(shù)據(jù)可以及時分析并及時了解土方開挖及支護設(shè)計在實際應(yīng)用中的情況，分析其存在的偏差便可以及時的了解基坑土體變形狀況以及土方開挖影響的沉降情況還有地下管線的變形情況等。對設(shè)計中存在的偏差，在下部施工中及時校正設(shè)計參數(shù)，對已施工的部位采取恰當(dāng)?shù)难a救和控制措施，為此，要求現(xiàn)場變形觀測的數(shù)據(jù)必須準(zhǔn)確

8、、可靠、及時，要求變形觀測人員嚴格按照預(yù)定設(shè)計方案精心測量、認真負責(zé)，保證觀測質(zhì)量。如果在實際測量中確實發(fā)現(xiàn)異常情況，就需要即時研究采取措施以防止其惡化。而一旦出現(xiàn)大的變形或滑動，立即分析主要原因，做出可靠的加固設(shè)計和施工方案，使加固工作快速而有效，防止變形或滑動繼續(xù)發(fā)展。研究和應(yīng)用已有的基坑工程行業(yè)的和地區(qū)性規(guī)范以及當(dāng)?shù)氐墓こ探?jīng)驗。對于重大復(fù)雜的基坑工程目前國內(nèi)采用專家論證的形式，對保證工程安全、降低造價是有效和現(xiàn)實的一種方法。 3、全程控制基坑支護的施工質(zhì)量 巖土深基坑支護施工重在過程控制，一旦施工過程控制環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，事后糾正和補救都會比較困難。因此我們必須進行嚴格的施工過程控制管理，確

9、保施工質(zhì)量。嚴格按設(shè)計方案組織施工。工程施工前，有關(guān)人員需要熟悉當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)資料、本次施工設(shè)計圖紙及施工現(xiàn)場周圍的環(huán)境，另外，降水系統(tǒng)應(yīng)確保正常工作。施工單位在施工過程中不得隨意改變支護樁及錨桿位置、長度、型號、數(shù)量，鋼筋網(wǎng)間距，加強筋范圍，放坡系數(shù)等。設(shè)計方案變更時必須重新經(jīng)專家評審。 基坑支護單位要與挖土單位緊密配合，堅持分層分段開挖和分層分段支護的施工原則進行施工。土方開挖的順序和具體開挖的方法必須與設(shè)計的工況相一致，并遵循“開槽支撐，先撐后挖，分層開挖，嚴禁超挖”的原則，減少開挖過程中土體的擾動范圍，縮短基坑開挖卸荷后無支撐的暴露時間，對稱開挖，均衡開挖，合理利用土體自身在開挖過程中控制

10、位移的能力。巖土深基坑開挖的過程中應(yīng)采取措施以防止碰撞支護結(jié)構(gòu)、工程樁或撓動基底原狀土。當(dāng)有異常情況發(fā)生時，應(yīng)立即停止挖土，并應(yīng)立即查清原因和采取措施，巖土深基坑開挖完成后，應(yīng)提醒建設(shè)單位盡快組織勘察、設(shè)計、質(zhì)監(jiān)、監(jiān)理、施工等部門進行驗槽，及早開始地下結(jié)構(gòu)工程的施工，嚴禁基坑長時間暴露?；踊靥钋?，支護層不能破壞，特別是坡腳部分。 總之，近幾年來，高層建筑的迅速興起，促進了深基坑支護技術(shù)的發(fā)展。各地在深基坑開挖和支護技術(shù)方面積累了豐富的設(shè)計和施工經(jīng)驗，新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)、新工藝不斷涌現(xiàn)。但是，現(xiàn)在的城市建筑間距很小，有的基坑邊緣距已有建筑僅十幾米、甚至幾米，給基礎(chǔ)工程施工帶來很大的難度，給周圍環(huán)境帶來極大威脅，也相應(yīng)地增加了施工工期和施工費用。另外，原來的深基坑支護結(jié)構(gòu)的設(shè)計理論、設(shè)計原則、運算公式、施工工藝等， 已不符合深基坑開挖與支護結(jié)構(gòu)的實際情況，導(dǎo)致一些基坑工程出現(xiàn)事故，造成巨大的損失。因此，對深基坑支護的安全問題，工程技術(shù)人員應(yīng)予以高度重視。 參考文獻： 【1】 李貞龍. 巖土工程中深基坑支護問題研究. 建筑設(shè)計管理, 2010,(04) . 【2】 張宏. 巖土工程施工中深基坑開挖支護分析. 民營科技, 2009,(03) . 【3】 齊術(shù)京,王長龍. 深基坑巖