深基坑支护工程的注意事项

中图分类号：td352 一、引言

近几年来，高层建筑的迅速兴起，促进了深基坑支护技术的发展。各地在深基坑开挖和支护技术方面积累了丰富的设计和施工经验，新技术、新结构、新工艺不断涌现。但是，现在的城市建筑间距很小，有的基坑边缘距已有建筑仅十几米、甚至几米，给基础工程施工带来很大的难度，给周围环境带来极大威胁，也相应地增加了施工工期和施工费用。另外，原来的深基坑支护结构的设计理论、设计原则、运算公式、施工工艺等，已不符合深基坑开挖与支护结构的实际情况，导致一些基坑工程出现事故，造成巨大的损失。因此，深基坑支护的安全问题工程技术人员应予以高度重视。 二、深基坑工程存在的问题 （一）设计阶段存在的问题 1.基坑工程结构选型不合理

分析众多深基坑支护工程事故发生的原因，其中最主要的还是基坑工程结构选型不合理，考虑的因素不够全面。总体来说，深基坑工程的支护结构大致可以分为桩式和墙式两种，而桩式的支护结构又可以分为连续的板桩结构和分离的排桩结构，板桩结构因为它的特点目前使用较少，而分离的排桩目前大量地运用在无地下水或者允许坑外降水或者设置止水帷幕的工程。墙式支护结构一般采用钢筋混凝土地下连续墙。同时深基坑支护结构的设计与施工不同于上

部结构，通过对大量深基坑支护工程选型的实例总结。 2.基坑工程结构设计土压力的确定

基坑支护结构设计计算包括外力（土压力及地基超载） 和支护结构内力（弯矩和剪力）、支撑体系的设计计算、基坑整体稳定性和局部稳定性、地基承载力、支护结构顶部位移、结构和地面的变形以及软弱土层的局部加固、对相邻建筑的影响等诸方面的计算。近年来，随着岩土力学理论的发展，提出了多种计算理论和方法，目前的支护结构设计中，一般都以古典的库式或朗肯公式作为计算土压力的基本公式。由于土的物理力学指标的空间各向异性，导致使用这些力学指标时的不确定性。而土压力的计算近年来一直在岩土工程界存在着激烈的争论，争论的焦点有二个：一是古典的库式或朗肯公式计算土压力的适用性问题；二是水土压力的分算与合算问题。

（二）施工阶段存在的问题 1.基坑施工中地下水的处理不当

基坑施工中，地下水的处理是一个难点，因土质与地下水位的差异，基坑开挖施工的方法也随之不同，尤其是在沿海等高水位地区或者表层滞水很丰富的地区，深基坑工程施工中地下水的处理基本是整个工程成败的关键.调查表明，过去几年内我国深基坑挡土支护体系失效或部分失效导致的安全问题和环境问题约占工程总量的10 %～15 %，高地下水位软土地区可达20 % ，个别地区失效率更高。这些事故，有的后果十分严重，不仅给国家造成了很大的经

济损失，而且还造成了不必要的人员伤亡、延误工期以及影响周围居民的正常生活等负面效应损害了施工企业的形象。造成这些事故的一个主要原因是与地下水治理不当有关。

所以，在很多失败的深基坑工程中，有很多是因为基坑施工中地下水的降排水没有处理好，排水主要解决上部土层的滞水和降雨积水的疏排，降水包括采用轻型井点、喷射井点和深井井点降水等。降低地下水位可能引起地面沉降，将对环境造成不良影响，尤以深井降水影响最大。 2.信息化施工的程度不高

由于深基坑工程的地质条件复杂多变，加之特殊的受力特点，使其在工程设计阶段的预估值与其在施工过程中的实际值存在一定的差异。因此，深基坑工程的安全不仅取决于合理的设计、施工，而且取决于贯穿在工程设计、施工全过程的安全监测.安全监测是深基坑工程安全的重要保证条件之一，基坑监测与工程的设计、施工也被称为深基坑工程施工的三大基本要素。基坑工程在发生事故前或多或少都有预兆，因为基坑工程支护结构的破坏要经历一个由量变到质变的过程，通过信息化施工可以不断优化设计方案，确保基坑开挖安全可靠而又经济合理.基坑信息化施工是指将所采集的信息，经过处理后与预测结果比较，通过反分析推求较符合实际的土质参数，并利用所推求的土质参数再次预测下一施工阶段围护结构及土体的性状，又采集下一施工阶段的相应信息。如此反复循环，不断采集信息，不断修改设计并指导施工，将设计置于动态过程中。

通过分析预测指导施工，通过施工信息反馈设计，使设计及施工逐渐逼近实际从而排除险情，实现最佳工程。这是一项很有发展前途的新技术，具有代价小成效大的优点，目前在一些工程中已初步应用。

三、深基坑支护方案设计及施工中的注意事项 1.彻底转变传统的设计理念

近十几年来，我国在深基坑支护技术上已经积累很多实践经验，收集了施工过程中的一些技术数据，已初步摸索出岩土变化支护结构实际受力的规律，为建立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。但是，对于深基坑支护结构的设计，国内外至今尚没有一种精确的计算方法，多数是处于摸索和探讨阶段，我国也没有统一的支护结构设计规范。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。其计算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。由此可见，深基坑支护结构的设计不应再采用传统的“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。这是设计人员需要加强科研攻关的方向。 2.建立变形控制的新的工程设计方法

目前，设计人员用的极限平衡原理是一种简便实用的常用设计方法，其计算结果具重要的参考价值。但是，将这种设计方法用于深基坑支护结构，只能单纯满足支护结构的强度要求，而不能保证支护结构的刚度。众多工程事故就是因为支护结构产生过大的变形而

造成的，由此可见，评价一个支护结构的设计方案优劣，不仅要看其是否满足强度的要求，而且还要看其是否产生环境问题，关键在于其变形大小。鉴于上述实际，在建立新的变形控制设计法时，应着重研究支护结构变形控制的标准、空间效应转化为平面应变和地面超载的确定及其对支护结构的影响等问题。 3.大力开展支护结构的试验研究

正确的理论必须建立在大量试验研究的基础上。但是，在深基坑支护结构方面，我国至今尚未进行科学系统的试验研究。一些支护结构工程成功了，也讲不出具体功之处；一些支护结构工程失败了，也说不清失败的真实原因。在支护工程施工的过程中积累的技术资料很丰富，但缺少科学的测试数据，无法进行科学分析，不能上升到理论的高度，这是一个很大的缺陷。

开展支护结构的试验研究（包括实验室模拟试验和工程现场试验），虽然要耗费部分资金，但由于深基坑支护工程投资巨大，如经过科学试验再进行设计时，肯定会节省可观的经费。因此，工程现场试验是非常必要的。通过工程实践积累大量的测试数据，可对同类工程的成功打好基础，为理论研究和建立新的计算方法提供可靠的第一手资料。

4.探索新型支护结构的计算方法

高层建筑的飞速发展给深基坑支护结构带来一场技术。在钢板桩、钢筋混凝土板桩、钻孔灌注桩挡墙、地下连续墙等支护结构成功应用后，双排桩、土钉、组合拱帷幕、旋喷土锚、预应力钢筋

混凝土多孔板等新的支护结构型式也相继问世。但是，这些支护结构型式的计算模型如何建立、计算简图怎样选取、设计方法如何趋于科学，仍是当前新型支护结构设计中急需解决的问题。 目前，深基坑支护结构正在向着综合性方向发展，即受力结构与水结构相结合、临时支护结构与永久支护结构相结合、基坑开挖方式与支护结构型式相结合。这几种结合必然使支护结构受力复杂。所以，建立新型支护结构的计算方法，已成为深基坑工程技术的当务之急。