【摘要】在建筑基坑施工時，為確保施工安全，防止塌方事故發(fā)生，必須對開挖的建筑基坑采取支護(hù)措施，分析了當(dāng)前深基坑支護(hù)存在的安全問題，提出了深基坑支護(hù)設(shè)計中的注意事項(xiàng)和預(yù)防措施。
　　【關(guān)鍵詞】建筑；基坑支護(hù)；施工；安全性
　　建筑物基坑支護(hù)與施工技術(shù)是一門從實(shí)踐中發(fā)展的技術(shù)。以前高層建筑物較少，一般建筑基坑大部分可采用放坡開挖或少量的鋼板樁支護(hù)，基坑深度一般在5m以內(nèi)。因此，基坑側(cè)壁放坡或支護(hù)方法較簡單，工程事故較少。90年代以來，隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展和人民生活水平的提高，各類建筑和市政工程得到了飛速的發(fā)展。多層建筑和高層建筑的地下室、地下車庫等工程的興建，都面臨深基坑工程。特別是建筑密度、建筑高度的增加，對基坑施工技術(shù)提出了更高的要求。由于缺乏對基坑支護(hù)技術(shù)的認(rèn)識而釀成了一些事故，從而引起了主管部門及科研、設(shè)計單位的重視，尤其在90年代以后。基坑支護(hù)工程引起了充分的重視，各地都出臺了一些相應(yīng)的規(guī)定，進(jìn)一步規(guī)范建筑基坑工程的市場行為。
　　l．問題的提出
　　在建筑基坑施工時，為確保施工安全，防止塌方事故發(fā)生，必須對開挖的建筑基坑采取支護(hù)措施。建筑基坑支護(hù)設(shè)計與施工應(yīng)綜合考慮工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件、基坑類型、基坑開挖掘深度、降排水條件、周邊環(huán)境對基坑側(cè)壁位移的要求，基坑周邊荷載、施工季節(jié)、支護(hù)結(jié)構(gòu)使用期限等因素，做到合理設(shè)計、精心施工、經(jīng)濟(jì)安全。
　　近幾年來，高層建筑的迅速興起，促進(jìn)了深基坑支護(hù)技術(shù)的發(fā)展。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數(shù)十米、甚至幾米，給基礎(chǔ)工程施工帶來很大的難度。另外，原來的深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計理論、設(shè)計原則、運(yùn)算公式、施工工藝等，已不符合深基坑開挖與支護(hù)結(jié)構(gòu)的實(shí)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，深基坑支護(hù)的安全問題工程技術(shù)人員應(yīng)予以高度重視。
　　2．深基坑支護(hù)存在的問題
　　2．1支護(hù)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(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，很難準(zhǔn)確計算出支護(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。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)，為減少勘探的工作量和降低工程造價，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，這是以深基坑開挖是一個空間問題。傳統(tǒng)的深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計是按平面應(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)計時，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)計汁算與實(shí)際受力不符
　　目前，深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計計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(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，而實(shí)際上開挖后的土體是一種動態(tài)平衡狀態(tài)，也是一個土體逐漸松弛的過程，隨著時間的增長，土體強(qiáng)度逐漸下降，并產(chǎn)生一定的變形。所以，在設(shè)計中必須充分考慮到這一點(diǎn)。
　　3．基坑支護(hù)施工的安全技術(shù)
　　保證基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)安全工作，除必須有合理的設(shè)計外，還需施工的密切配合，嚴(yán)格按設(shè)計要求精心施工。施工全過程實(shí)際上是一個對支護(hù)結(jié)構(gòu)施加荷載的全過程．任何超挖都使得支護(hù)結(jié)構(gòu)超載工作，必然導(dǎo)致嚴(yán)重后果，因此，施工前應(yīng)嚴(yán)密組織，編制施工組織設(shè)計。
　�。�1）基坑土方開挖應(yīng)在降水排水施工完成且運(yùn)轉(zhuǎn)正常達(dá)到預(yù)期要求后方可進(jìn)行�；�坑周圍地面應(yīng)采取防水、排水措施，避免地表水滲入基坑周圍土體和流入坑內(nèi)�？觾�(nèi)應(yīng)設(shè)置排水溝和集水井，及時抽除積水。
　�。�2）基坑開挖應(yīng)連續(xù)施工，盡量減少無支護(hù)暴露時間，開挖必須遵循“自上而下，先撐后挖，分層開挖，嚴(yán)禁超挖”的原則。利用錨桿做支護(hù)結(jié)構(gòu)時，應(yīng)按設(shè)計要求，及時進(jìn)行錨桿施工，而且必須待錨桿張拉鎖定后方可進(jìn)行下一步開挖。
　�。�3）坑邊不宜堆放土方和建筑材料，如不可避免時，一般應(yīng)距基坑上部邊緣不小于2m，棄土堆高不超過1．5m，并且不超設(shè)計荷載值。在垂直的坑壁邊距離還應(yīng)適當(dāng)增大．軟土地區(qū)不宜在坑邊堆置棄土。當(dāng)重型機(jī)構(gòu)在坑邊作業(yè)時，應(yīng)設(shè)置專門的平臺或深基礎(chǔ)等。同時，應(yīng)限制或隔離坑頂周圍振動荷載的作用。
　�。�4）基坑挖土?xí)r，要做好挖土機(jī)械、車輛的通道布置，安排好挖土順序等，不得在挖土過程中碰撞圍護(hù)結(jié)構(gòu)。并做好機(jī)械上下基坑坡道部位的支護(hù)。
　�。�5）采用機(jī)械開挖時，為保證基坑土體的原狀結(jié)構(gòu)，應(yīng)預(yù)留150～300mm原土層，由人工挖掘修整。基坑開挖完畢后，應(yīng)及時清底驗(yàn)槽并鋪設(shè)墊層，以防止暴曬和雨水浸刷破壞原狀結(jié)構(gòu)。如果基底超挖，應(yīng)用素混凝土回填或夯實(shí)回填，使基底土承載性能達(dá)到設(shè)計要求。
　�。�6）基坑周邊設(shè)圍護(hù)欄桿和安全標(biāo)志，嚴(yán)禁從坑頂扔拋物體�？觾�(nèi)應(yīng)設(shè)安全出口便于人員撤離。所有機(jī)械行駛、停放要平穩(wěn)，坡道應(yīng)牢固可靠，必要時進(jìn)行加固。
　　（7）配合機(jī)構(gòu)作業(yè)的清底、平整場地、修坡等施工人員，應(yīng)在機(jī)械回轉(zhuǎn)半徑以外工作：當(dāng)必須在回轉(zhuǎn)半徑以內(nèi)工作時，應(yīng)停止機(jī)械回轉(zhuǎn)并制動好后方可作業(yè)。
　　（8）土方機(jī)械嚴(yán)禁在離電纜lm距離以內(nèi)作業(yè)。機(jī)械運(yùn)行中，嚴(yán)禁接觸轉(zhuǎn)動部位和進(jìn)行檢修：在修理工作裝置時，應(yīng)使其降到最底位置，并應(yīng)在懸空部位墊上墊土。
　�。�9）挖掘機(jī)正鏟作業(yè)時．其最大開挖高度和深度不超過機(jī)械本身性能的規(guī)定。反鏟作業(yè)時，履帶距工作面邊緣距離應(yīng)大于1．5m。
　　4．深基坑支護(hù)設(shè)計中的注意事項(xiàng)
　　4．1徹底轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的設(shè)計理念
　　對于深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計，國內(nèi)外至今尚沒有一種精確的計算方法，多數(shù)是處于摸索和探討階段，我國也沒有統(tǒng)一的支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范。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)行計算。其計算結(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)。由此可見，深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計不應(yīng)再采用傳統(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)汁體系。這是設(shè)計人員需要加強(qiáng)科研攻關(guān)的方向。
　　4．2建立變形控制的新的工程設(shè)汁方法
　　目前，設(shè)計人員用的極限平衡原理是一種簡便實(shí)用的常用設(shè)汁方法，其計算結(jié)果具重要的參考價值。但是，將這種設(shè)計方法用于深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，只能單純滿足支護(hù)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度要求，而不能保證支護(hù)結(jié)構(gòu)的剛度。眾多工程事故就是因?yàn)橹ёo(hù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生過大的變形而造成的。鑒于上述實(shí)際，在建立新的變形控制設(shè)計法時，應(yīng)著重研究支護(hù)結(jié)構(gòu)變形控制的標(biāo)準(zhǔn)、空間效應(yīng)轉(zhuǎn)化為平面應(yīng)變和地面超載的確定及其對支護(hù)結(jié)構(gòu)的影響等問題。
　　4．3大力開展支護(hù)結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)研究
　　開展支護(hù)結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)研究（包括實(shí)驗(yàn)室模擬試驗(yàn)和工程現(xiàn)場試驗(yàn)），雖然要耗費(fèi)部分資金，但由于深基坑支護(hù)工程投資巨大，如經(jīng)過科學(xué)試驗(yàn)再進(jìn)行設(shè)計時，行定會節(jié)省可觀的經(jīng)費(fèi)。因此，工程現(xiàn)場試驗(yàn)是非常必要的。通過工程實(shí)踐積累大量的測試數(shù)據(jù)，可對同類工程的成功打奸基礎(chǔ)，為理論研究和建立新的計算方法提供可靠的第一手資料。
　　4．4探索新型支護(hù)結(jié)構(gòu)的計算方法
　　高層建筑的飛速發(fā)展給深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)帶來一場技術(shù)革命。在鋼板樁、鋼筋混凝土板樁、鉆孔灌注樁擋墻、地下連續(xù)墻等支護(hù)結(jié)構(gòu)成功應(yīng)用后，雙排樁、土釘、組合拱帷幕、旋噴土錨、預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土多孔板等新的支護(hù)結(jié)構(gòu)型式也相繼問世。但是，這些支護(hù)結(jié)構(gòu)型式的計算模型如何建立、計算簡圖怎樣選取，設(shè)計方法如何趨于科學(xué)，仍是當(dāng)前新型支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計中急需解決的問題。
　　目前，深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)正在向著綜合性方向發(fā)展，即受力結(jié)構(gòu)與水結(jié)構(gòu)相結(jié)合、臨時支護(hù)結(jié)構(gòu)與永久支護(hù)結(jié)構(gòu)相結(jié)合、基坑開挖方式與支護(hù)結(jié)構(gòu)型式相結(jié)合。這幾種結(jié)合必然使支護(hù)結(jié)構(gòu)受力復(fù)雜。所以，建立新型支護(hù)結(jié)構(gòu)的計算方法，已成為深基坑工程技術(shù)的當(dāng)務(wù)之急。
　　5．結(jié)語
　　建筑基坑的開挖與支護(hù)結(jié)構(gòu)是一個系統(tǒng)工程，涉及工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、廠程結(jié)構(gòu)、建筑材料、施工工藝和施工管理等多方面。它是集上力學(xué)、水力學(xué)、材料才學(xué)和結(jié)構(gòu)力學(xué)等于一體的綜合性學(xué)科。支護(hù)結(jié)構(gòu)又是由若干具有獨(dú)立功能的體系組成的整體。正因如此，無論是結(jié)構(gòu)設(shè)計還是施工組織都應(yīng)當(dāng)從整體功能出發(fā)，將各組成部分協(xié)調(diào)好，才能確保它的安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理。
　　
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