對建筑工程深基坑支護(hù)問題探討

郭建君 張紅梅

(浙江通達(dá)建設(shè)集團(tuán)有限公司，浙江 諸暨 311800）

1 深基坑支護(hù)概述

基坑支護(hù)是應(yīng)用于房屋建筑、地下工程、橋梁工程等以及其它一些基礎(chǔ)設(shè)施，它的使命是確保主體工程基礎(chǔ)部分的順利實(shí)施，而支護(hù)的成功與否直接影響工程經(jīng)濟(jì)效益、工程進(jìn)度、施工安全。深基坑支護(hù)又不是建筑產(chǎn)品，它是為完成建筑產(chǎn)品而采取的措施之一，一旦完成了基礎(chǔ)工程后，也就是完成了它的使用使命，因而它的施工成本高。支護(hù)工程一般都是按懸臂構(gòu)件來考慮的，隨著深度的增加懸臂的長度也增加或者是在中間部分增加內(nèi)撐。受地質(zhì)條件、地下水的情況、巖土成份的不同也會直接影響支護(hù)工程的造價(jià)。它的施工技術(shù)有：樁基工程、噴射砼技術(shù)、錨桿技術(shù)、鋼筋砼、多層支撐換撐、土方開挖、基坑排水、地基土處理等。

2 目前深基坑支護(hù)存在的問題

2.1 支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中土體的物理力學(xué)參數(shù)選擇不當(dāng)

深基坑支護(hù)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(jì)算土壓力目前還十分困難，至今仍在采用庫倫公式或朗肯公式。關(guān)于土體物理參數(shù)的選擇是一個(gè)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(gè)參數(shù)是可變值，很難準(zhǔn)確計(jì)算出支護(hù)結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力。

在深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jì)的結(jié)果產(chǎn)生很大影響。土力學(xué)試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明：內(nèi)磨擦角值相差5°，其產(chǎn)生的主動土壓力不同；原土體的內(nèi)凝聚力與開挖后土體的內(nèi)凝聚力，則差別更大。施工工藝和支護(hù)結(jié)構(gòu)形式不同，對土體的物理力學(xué)參數(shù)的選擇也有很大影響。

2.2 基坑土體的取樣具有不完全性

在深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之前，必須對地基土層進(jìn)行取樣分析，以取得土體比較合理的物理力學(xué)指標(biāo)，為支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)提拱可靠的依據(jù)。一般在深基坑開挖區(qū)域內(nèi)，按國家規(guī)范的要求進(jìn)行鉆探取樣。為減少勘探的工作量和降低工程造價(jià)，不可能鉆孔過多。因此，所取得的土樣具有一定的隨機(jī)性和不完全性。但是，地質(zhì)構(gòu)造是極其復(fù)雜、多變的、取得的土樣不可能全面反映土層的真實(shí)性。因此，支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)也就不一定完全符合實(shí)際的地質(zhì)情況。

2.3 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(shí)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邊小。深基坑邊坡的失穩(wěn)，常常以長邊的居中位置發(fā)生。這足以說時(shí)深基坑開挖是一個(gè)空間問題。傳統(tǒng)的深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是按平面應(yīng)變問題處理的。對一些細(xì)長條基坑來講，這種平面應(yīng)變假設(shè)是比較符合實(shí)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(jìn)行空間問題處理前而按平面應(yīng)變假設(shè)設(shè)計(jì)時(shí)，支護(hù)結(jié)構(gòu)要適當(dāng)進(jìn)行調(diào)整，以適應(yīng)開挖空間效應(yīng)的要求。

2.4 支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算與實(shí)際受力不符

目前，深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算仍基于極限平衡理論，但支護(hù)結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力并不那么簡單。工程實(shí)踐證明，有的支護(hù)結(jié)構(gòu)按極限平衡理論設(shè)計(jì)計(jì)算的安全系數(shù)，從理論上講是絕對安全的，但有時(shí)卻發(fā)生破壞；有的支護(hù)結(jié)構(gòu)安全系數(shù)雖然比較小，甚至達(dá)不到規(guī)范的要求，但在實(shí)際工程中卻滿足要求。

極限平衡理論是深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的一種靜態(tài)設(shè)計(jì)，而實(shí)際上開挖后的土體是一種動態(tài)平衡狀態(tài)，也是一個(gè)土體逐漸松弛的過程，隨著時(shí)間的增長，土體強(qiáng)度逐漸下降，并產(chǎn)生一定的變形。所以，在設(shè)計(jì)中必須充分考慮到這一點(diǎn)。

3.深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量的幾點(diǎn)建議

3.1 轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)深基坑支護(hù)工程設(shè)計(jì)理念

現(xiàn)如今我國在深基坑支護(hù)技術(shù)上已經(jīng)積累很多實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，初步摸索出巖土變化支護(hù)結(jié)構(gòu)實(shí)際受力的規(guī)律，為建立健全深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(hù)結(jié)構(gòu)的實(shí)際設(shè)計(jì)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(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(hù)樁仍用"等值梁法"進(jìn)行計(jì)算。這些陳舊的計(jì)算理論所計(jì)算出的結(jié)果與深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力懸殊較大，既不安全也不經(jīng)濟(jì)。因此，深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工工程設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)體系。

3.2 投標(biāo)和施工時(shí)提交基坑支護(hù)設(shè)計(jì)

基坑支護(hù)施工的主要依據(jù)是深基坑支護(hù)技術(shù)的設(shè)計(jì)，因此要加強(qiáng)深基坑工程設(shè)計(jì)的審核和監(jiān)督是非常重要的。無論是在基坑支護(hù)投標(biāo)的時(shí)侯還是在基坑支護(hù)施工之前，都應(yīng)單獨(dú)提交基坑支護(hù)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)封面和設(shè)計(jì)圖上均應(yīng)有設(shè)計(jì)人、審核人和審批人簽字。這樣，在基坑支護(hù)施工中如出現(xiàn)問題需做設(shè)計(jì)變更時(shí)，才能夠很快找到設(shè)計(jì)人，也便于快速解決問題，同時(shí)也便于追究責(zé)任。

3.3 基坑支護(hù)應(yīng)明確的幾個(gè)問題

基坑支護(hù)不僅需要保證基坑支護(hù)施工階段的安全與穩(wěn)定，同時(shí)還應(yīng)考慮到將來的結(jié)構(gòu)施工是否能夠順利進(jìn)行?；又ёo(hù)設(shè)計(jì)應(yīng)包括如下方面的內(nèi)容需要著重考慮：

3.3.1 基坑坡頂堆載

對于坡頂堆載，應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況，充分考慮結(jié)構(gòu)施工階段現(xiàn)場堆載要求，在進(jìn)行基坑支護(hù)設(shè)計(jì)荷載選擇時(shí)進(jìn)行全面考慮。在設(shè)計(jì)說明中，應(yīng)明確邊坡堆載量與坡頂距離的關(guān)系。這樣在將來的結(jié)構(gòu)施工時(shí)非常明確基坑邊坡堆載要求，有效避免了基坑坡頂過量堆載而導(dǎo)致的基坑邊坡變形或破壞。

3.3.2 臨建的布置

在進(jìn)行基坑設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場情況，主動了解或最大可能地考慮總承包單位臨建的布置位置，以便在設(shè)計(jì)時(shí)考慮坡頂荷載。

3.3.3 塔吊的布置

塔吊的位置選擇應(yīng)根據(jù)總承包單位的要求，但是在基坑支護(hù)及土方開挖時(shí)必須考慮，如果布置在槽內(nèi)，則需進(jìn)行塔吊位置處的土方挖除；如果塔吊布置在基坑邊坡處并與基坑邊坡下口線重合，則需考慮塔吊處的土方開挖和邊坡支護(hù)。在進(jìn)行塔吊安裝時(shí)，基坑支護(hù)應(yīng)給出大噸位吊車離開邊坡上口線的最小距離。

結(jié)語

深基坑支護(hù)施工管理是一項(xiàng)十分重要而又艱難的管理工作，如何做到統(tǒng)一、協(xié)調(diào)、優(yōu)質(zhì)、高速地施工，是各施工單位在施工中必須重點(diǎn)審視的問題。做好深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)和施工管理對減少甚至杜絕基坑工程事故、規(guī)范建筑施工必將起到積極的推動作用。

[1]王曙光.深基坑支護(hù)事故處理經(jīng)驗(yàn)錄[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006,6：136～152.

[2]曹景福，軟土地區(qū)基坑支護(hù)方案[J].山西建筑;2010年21期.

[3]解新路，新型基坑支護(hù)體系施工工藝研究[J];建筑技術(shù)開發(fā);1997年06期.