时间：2013-11-29 分类：建筑设计
摘要：随着高层及超高层建筑的大量涌现，深基坑工程越来越多。任何建筑工程都必须有一个好的基础，对大型高层、超高层建筑来讲，这点尤为重要。于是深基坑的施工安全技术的重要性日益凸显。深基坑支护所带来的安全问题成为人们关注的重点。文章主要分析了深基坑工程的特点、深基坑支护方案设计、深基坑支护工程的施工以及深基坑支护的信息化管理。
关键词：高层建筑,深基坑,支护,问题
随着社会的快速发展，高层建筑不断增多，高层建筑地下室的设计必不可少有的地下建筑深至有三、四层开挖深度达十多米。深基坑的安全是建立在有高深的设计和施工技术的基础上，其中支护体系的设计方案水平和施工技术能力是影响深基坑的安全性的主要因素。在深基坑的研究这方面，科研人员和施工人员要越来越重视对深基坑支护体系的研究。深基坑支护的施工越来越多，也引起了人们的普遍关注。设计参数众多，地质因素影响巨大，设计工作难度大。再加上为了节省投资、降低成本，许多施工单位忽略了基坑支护施工的重要性、复杂性及风险性，导致了深基坑支护的安全问题。
1深基坑工程的特点
第一，深基坑工程和支护是临时工程，临时结构的安全储备要求可小一些，由于工程技术复杂，涉及范围广，因此，风险性大，事故频繁。因此，应加强对深基坑施工的监测。
第二，有时深基坑的支护结构是地下永久结构的一部分，直接影响到上部结构，因此，必须保证深基坑工程的质量，进而保证整幢建筑物的工程质量。第四，基坑工程不仅需要岩土工程的知识，也需要结构工程的知识，这就对深基坑支护设计师提出了很高的要求。第五，基坑的深度和平面形状对基坑支护体系的稳定和变形有较大影响，在基坑支护体系设计中要注意基坑工程的空间效应。
第三，在工程地质和水文地质条件不同的地基中，基坑工程差异性很大，深基坑工程不仅要考虑当地的工程地质条件和水文地质条件，还要考虑与基坑相邻建筑物、构筑物及市政地下管网的位置、抵御变形的能力、重要性以及周围场地条件。
2 深基坑支护方案设计
设计方案是否合理性是直接影响深基坑支护工程成败的关键因素。在我国，深基坑的出现较晚，但设计参数众多，再加上地质因素影响众多，使设计工作的难度加大。据有关资料统计，由于设计原因造成的事故占总数的43%。深基坑方案设计人员应具有较强力学知识和地基与基础等多学科的知识，在进行施工设计的时候要结合地的水文地质状况和特点，建筑及周围环境特点进行设计。支护方案的选取，需要熟悉各种支护方式的特点及适用范围。
第一，钢板桩的施工可能会引起相邻地基的变形和产生噪声振动，对周围环境影响很大，因此，在人口密集、建筑密度大的地区一般不建议采用此种方法施工。同时，施工结束后，钢板桩拔出时对周围地基土和地表土均有影响，这也是施工必须考虑的重要方面。
第二，土钉墙施工快捷简便，经济可靠，对场地土层的适用性较强，结构轻巧、柔性大，有良好的抗震性能和延性。对基坑周围环境安全等级要求高，土坡变形度高，基坑周围上下水道有漏水可能的，不宜采用土钉墙方法支护。因此，土钉墙只适用于地下水位以上的粉土、黏性土与无黏土，不能用于淤泥质土、饱和软土。同时，土钉墙支护如果作为永久性结构，需要专门考虑锈蚀等耐久性问题。
第三，悬臂桩或连续墙结构支护适用于基坑周围不具备放坡条件及设置水泥土挡墙，周围无重要建筑物及管线、开挖深度不大时。当变形较大可设置双排桩。
第四，当基坑周围场地狭小，基坑开挖深度较大，或基坑紧邻已建成建筑物、交通干道、重要管线，通常均选用支撑或锚杆排桩、连续墙结构支护。在软土地区及基坑四周无地下空间设置锚杆，不宜采用锚杆式排桩或连续墙结构。
第五，放坡开挖是最简单的基坑开挖方法，技术要求不高，施工难度较低，适用于地下水少、基坑土质条件较好的场地。但是此种方法开挖量增大，需要较大的工作空间。第六，水泥土墙支护结构具有施工简单、效果好的特点，兼有止水作用，一般适用于开挖深度小于7m的基坑，对于周围环境保护要求较高的工程尤应谨慎。
3 深基坑支护工程的施工及注意事项
深基坑工程是一项复杂的系统工程，包括挖土、挡土、围护、防水等环节，任何一个环节的失误都有可能导致施工失败。首先施工单位要严格按照施工方案进行施工。对各施工要点要制定具体措施。在施工前应对方案进行认真审核，与设计人员沟通，理解设计意图。第二，施工前先清除基坑边堆土等荷载，防止由于荷载过大引起基坑坍塌等事故的发生。第三，基坑开挖必须分层进行，从上到下逐层进行开挖，开挖过程要与支撑架设同步施工，严禁超挖和掏底开挖。开挖段的长度必须根据基坑深度和坡度合理确定，不宜过长。
基坑支护设计与施工要综合考虑工程地质与水文条件、基础类型、基坑开挖深度、基坑周边荷载、、支护结构使用期限、周边环境、施工季节等因素。基坑支护施工控制的关键是基坑的稳定性、地面变形及地下水的控制、防止基坑隆起、管涌与流砂等险情，并要根据地质、环境因素的变化适时调整支护方案。在进行深基坑支护的设计和施工时应注意以下几个方面：#p#分页标题#e#
(一)高层建筑一般位于城市中心，建筑场地周围建筑物密集，地下管线较多，限制了基坑的施工，往往需要垂直开挖，而在开挖中应考虑边坡侧移和地面沉降对周围建筑物和地下设施安全构成的潜在威胁。
(二)在城市中，对环保要求较高，选择支护体系时，要考虑到支护工程施工产生的振动，噪音、泥浆等对城市环境的影响。
(三)一般情况下深基坑的施工场地比较狭小。有时工期又比较紧。所以深基坑施工时要注意综合考虑施工场地的局限性，合理安排施工流程，要注意施工过程的环保工程。
(四)注意周边陈旧民居。施工场地周围的老旧建筑物一般存在室内墙面、平面及外立面不同程度的开裂、渗漏等损坏现象，主要考虑深基坑施工对材料收缩变形、房屋沉降变形以及周围环境温度等影响。
在地下水位较高的地区，地下水对深基坑工程施工带来的危险程度是相当高的。在制定止水方案时应从深基坑工程的防水、降水和排水3个方面考虑。地下水的来源一般为上层滞水、潜水、承压水、雨水及基坑周围的渗漏管道水，枯水期和丰水期水位变化也不一样。因此，在制定止水方案时，要根据地质勘察部门提供的地质资料，深入分析地下水的成因，了解水源特点，枯水期和丰水期水位变化，了解深基坑周围环境，综合制定止水方案。对周边有建筑基坑，宜采用以堵为主，抽水为辅，防止建筑物不均匀沉陷;周围没有建筑物的基坑，以降水为主。基坑开挖前通过降水提高坑内土体的水平抗力，减少基坑的变形量。施工降水不宜过快，要随时检测周边建筑物、地下管线和地表沉降，如果出现异常，要立即停止降水。同时在坑外地面设回灌井，必要时应采取回灌措施，确保周边建筑物安全。
止水帷幕是高水位地区深基坑支护工程中常用的止水措施，以保证基坑基本干燥，使基坑开挖和地下构筑物施工得以顺利进行和基坑周边不因土体中地下水渗流而产生过大的位移变形。其施工方法主要有浆喷深层搅拌法、高压喷射注浆法、粉喷深层搅拌法和压力注浆法等。采用止水帷幕通常考虑以下条件：第一，工程地质和水文地质条件。在各类第四纪沉积物地层中，且地下水位高于基坑底，或上层滞水水量较大且有较充足的补给源，或承压水能使基坑发生流砂管涌、突涌现象。第二，基坑周边有高层建筑物或重要市政设施，或相邻建筑物为浅埋基础，对地面的水平位移、垂直沉降需很严格的控制。第三，在同等水文地质条件和同等基坑结构设计条件下，止水帷幕方案的投资一般为降水方案投资的2.5-5倍。般是在水文地质条件不利，环境条件严峻而投资条件允许时，宜采用止水帷幕方案隔水以保护基坑及周边环境的安全。
4 深基坑支护的信息化管理
信息技术的发展给我们的工作、学习和生活带来了很多的便利。信息技术在建筑上的应用提高了建筑质量，减少了事故的发生。在深基坑施工中，可以安排专业施工监测人员对基坑现场及周围建筑物进行监测。监测的主要内容有：支护结构顶部水平位移;支护结构沉降和裂缝;临近建筑物、道路的沉降等。一般每8～10m设一个监测点，关键部位适当加密，开挖后每天监测3次，根据实际情况变化，位移大时应适当加密，同时还要注意对观测点的保护，防止其被破坏。然后要根据基坑开挖期间监测到的基坑支护结构或岩土变位等情况，动态分析监测资料，全面掌握位移变化的大小、方向、变化频率，绘出变化曲线图，找出险情发生的必要条件，结合相关的诱发条件，如气象条件、开挖施工、地下水变化等，预测下一阶段工作的动态，及时对施工中可能出现的险情进行预报。如果位移变化超过设定的预警值时，应及时采取有效的应对措施。另外需要注意的是开挖较深的基坑时，还应测试支撑的内应力，当应力值达到设计值的90%时，要及时采取防范措施。
结束语
近年来，由于土地资源减少造成房产建筑高层化，并由此引发一系列房建问题。文章主要分析了深基坑支护特点、设计、施工以及信息化的管理。希望能通过对此几方面的关注来减少深基坑支护工程的事故发生。
参考文献:
[1]唐广奇,陈文姬.高层建筑深基坑支护控制要点浅析[J]. 科技信息,2010,(11)
[2] 何生权.高层建筑深基坑的支护设计和施工[J]. 商品与质量,2010,(9).
本文选自《建筑与文化》。《建筑与文化》杂志是中国出版集团主管、国家新闻出版署批准的国家级社科类杂志，国内统一刊号:CN11—5058/Z，国际标准刊号：ISSN1672—4909。
