2018浅谈地下室开挖过程中的基坑支护设计及施工要点
摘要：城市中地下室深基坑工程常处于密集的既有建筑物、道路桥梁、地下管线、地铁隧道或人防工程的近旁，虽属临时性工程，但其技术复杂性却远甚于永久性的基础结构或上部结构，稍有不慎，不仅将危及基坑本身安全，而且会殃及临近的建构筑物、道路桥梁和各种地下设施，造成巨大损失。本文通过对常用地下室基坑支护方法和理论进行分析，探讨城市核心区地下室基坑支护设计与施工的一种有效方法。http://
关键词：地下室；基坑支护；设计分析；施工
Abstract: The city in the basement of deep foundation pit engineering is often in a dense both buildings, roads and Bridges, underground pipelines, the subway tunnel or of civil air defence works nearby, though an temporary engineering, but its technical complexity is the basis of more than a permanent structure or the upper structure, carelessly a bit, not only will endanger the safety of foundation pit itself, and the fallout of the building structures, near road and bridge and all kinds of underground facilities, cause great losses. This article through to the commonly used pit method and theory analysis, this paper discusses the urban core pit design and construction of a kind of effective method.
Key Words: the basement; foundation pit supporting; design analysis; construction
中图分类号：TV551.4文献标识码：A文章编号：
引言
由于城市化的快速发展，城市人口超饱和，地上土地资源已极其有限甚至没有余地，建筑空间拥挤和城市绿地减少，导致我国的高层建筑如雨后春笋，拔地而起。为了节省土地、充分利用地下空间，高层建筑基础本身要求有一定的埋置深度，高层建筑的停车场、设备间、储藏库等也都设在地下，从而使基坑深度增加。从发展趋势看，我国正在建设的高层建筑越来越高，向地下发展越来越深，同时密集的建筑群、大深度的基坑、周围复杂的地下设施都给基坑施工带来一定的难度，这对基坑工程提出了严峻的挑战。
基坑的设计与施工，其影响因素很多，工程地质情况，周边环境，施工技术，施工经验等无一不影响基坑的设计与施工。既要保证支护结构在施工中的安全，又要控制结构及其周边土体的变形，以保证相邻建筑及地下设施的安全。同时，在保证安全的前提下，又要经济合理，方便施工，缩短工期，这些对设计人员提出了很高的要求，为此，世界各国很多学者对基坑支护这一古老课题进行了研究，并不断在这一领域取得了丰硕的成果。
地下室开挖施工中遇到的问题
（1）基坑边坡坍塌
这种情况一般发生在基坑施工阶段和基坑支护施工刚结束不久。在北京朝阳区洼里某一工地,基坑支护刚完工不到两天,边坡从上至下整体坍塌,长度达50余米。究其原因,支护施工单位没有经过合理的设计,也没有严格按设计施工,从坍塌的坡面看,尽管是土钉支护,但是没有按土钉支护规范进行。大多数土钉没有注浆,只是打了一些孔把钢筋插进去;有些土钉虽然注了浆,但是孔内浆体没有注满;有些土钉孔位置根本没有打孔,只是将土钉杆体直接击入土体。
（2）边坡水平位移较大
一些基坑边坡水平位移较大,达到4cm以上,并且经监测,水平位移还在继续加大。面对此种情况,结构主体施工单位停止了地下主体施工,业主不得不立即召集基坑支护设计、施工单位和专家对基坑重新进行稳定性分析,并就出现的问题提出处理措施。
（3）附近建筑物变形
在城市建设中,很多基坑紧邻建筑物,处理稍有不当,附近建筑物就极易变形。一般来说,建筑物变形都是其地基沉降引起的。建筑物出现较大变形后,不仅危及楼上的居民或工作人员的安全,而且也对在施的工程造成威胁,使得工程难以继续进行下去。
基坑支护的设计
基坑支护体设计要根据实际施工需求，结合基坑侧壁安全等级及重要性系数科学严谨的制定设计方案，应充分做到以下几点：
（1）充分利用新技术、新理念，具体事物具体分析，不要生搬硬套传统的设计理念。在现今的深基坑支护结构的设计领域，还没有公认的、权威的的计算公式，基本上都是摸着石头过河。深基坑支护结构的设计要区别其他设计领域，要改变传统观念，利用施工监测反馈动的态信息指引设计体系。
（2）重视支护结构理论和材料的试验研究，实践是检验真理的唯一标准。正确的理论必须建立在大量试验研究的基础之上。在深基坑支护结构的实验方面，我国与发达国家有较大距离，还有大量的路要走。不过，我国由于经济的飞速发展，大量高层超高层建筑拔地而起，所以积累了拥有大量的第一手施工数据，但缺少科学的测试数据，无法形成理论，我们以后一定要重视。
（3）勇于创新，设计支护结构时，开拓思路，多进行新的尝试。在施工中深基坑支护结构各元素往往是相互结合的，各结构相互结合，这就要求我们从全局出发，寻求新的设计思路，探索更好的计算方法。
（4）常用基坑支护结构：
近年来，经过工程实践的筛选，形成了适合于不同地质条件和基坑深度的经济合理的支护结构体系。
水泥土搅拌桩和土钉墙是我国目前的5m以内，后者乃至10m以内首选的支护形式，土层条件好时，15m左右基坑亦经常使用。前者既能挡土又能挡水，后者较多地应用于地下水位较低或者地下水位能够被疏干降低的场区。水泥土搅拌桩有好几种布置型式：实体式、空腹式、格构式、拱型或拱型加钻孔灌注桩，既可以浆喷也可以粉喷。土钉墙可以单独使用，也可以与其它支护型式联合使用。
对于5-10m深软土基坑，常采用钻（冲、挖）孔桩、沉管灌注桩或钢筋砼预制桩等，并可作各种布置，如需防渗止水时，则辅之以水泥土搅拌桩、化学灌浆或高压注浆形成止水帷幕，有时亦用钢板桩或H型钢桩。
当基坑深度大于10m时，可考虑采用地下连续墙，或SMW工法连续墙，并根据需要设置支撑或锚杆。
遇特殊结构物（如地铁盾构的工作井、排水泵站、取水构筑物等）则采用沉井或沉箱。在建筑物基坑中也有用沉箱的。上述基坑支护体系选型完全是在近二十年中在大量的工程实践中逐渐形成的。
基坑支护工程施工要点及安全技术
深基坑支护的施工流程一般包括：施工前准备、支护桩的施工、联系梁等的施工、锚杆的施工、土方开挖。支护桩一般采用人工挖孔桩，然后用钢筋混凝土做护壁。联系梁施工时，先开挖基槽，经验收合格后，进行抗渗墙混凝土的浇筑，最后再对联系梁施工。基坑挖至锚杆标准高度后，开始进行钻孔、制作锚头、穿锚索、注浆，安装连系梁，穿外锚具，然后锚固，最后进行锚杆试验。土方开挖要采用分层开挖，对挖出的土方要随时挖出随时运走，把土清理干净。
在施工整个流程中中，需要对工程进行实时监测，随时掌握工程情况，确保安全并对后来工作提供决策指导。
保证基坑支护结构安全工作，除必须有合理的设计外，还需施工的密切配合，严格按设计要求精心施工。任何超挖都使得支护结构超载工作，必然导致严重后果，因此，施工前应严密组织，编制施工组织设计。
（1）基坑土方开挖应在降水排水施工完成且运转正常达到预期要求后方可进行。基坑周围地面应采取防水、排水措施，避免地表水渗入基坑周围土体和流入坑内。坑内应设置排水沟和集水井，及时抽除积水。
（2）基坑开挖应连续施工，尽量减少无支护暴露时间，开挖必须遵循“自上而下，先撑后挖，分层开挖，严禁超挖”的原则。利用锚杆做支护结构时，应按设计要求，及时进行锚杆施工，而且必须待锚杆张拉锁定后方可进行下一步开挖。
（3）?x边不宜堆放土方和建筑材料，如不可避免时，一般应距基坑上部边缘不小于2m，弃土堆高不超过1.5m，并且不超设计荷载值。在垂直的坑壁边距离还应适当增大。软土地区不宜在坑边堆置弃土。当重型机构在坑边作业时，应设置专门的平台或深基础等。同时，应限制或隔离坑顶周围振动荷载的作用。
（4）基坑挖土时，要做好挖土机械、车辆的通道布置，安排好挖土顺序等，不得在挖土过程中碰撞围护结构。并做好机械上下基坑坡道部位的支护。
（5）采用机械开挖时，为保证基坑土体的原状结构，应预留150～300mm原土层，由人工挖掘修整。基坑开挖完毕后，应及时清底验槽并铺设垫层，以防止暴晒和雨水浸刷破坏原状结构。如果基底超挖，应用素混凝土回填或夯实回填，使基底土承载性能达到设计要求。
（6）基坑周边设围护栏杆和安全标志，严禁从坑顶扔抛物体。坑内应设安全出口便于人员撤离。所有机械行驶、停放要平稳，坡道应牢固可靠，必要时进行加固。
（7）配合机构作业的清底、平整场地、修坡等施工人员，应在机械回转半径以外工作：当必须在回转半径以内工作时，应停止机械回转并制动好后方可作业。
（8）土方机械严禁在离电缆1m距离以内作业。机械运行中，严禁接触转动部位和进行检修：在修理工作装置时，应使其降到最底位置，并应在悬空部位垫上垫土。
（9）挖掘机正铲作业时。其最大开挖高度和深度不超过机械本身性能的规定。反铲作业时，履带距工作面边缘距离应大于1.5m。
结语
基坑支护是一种特殊的结构方式，具有很多的功能。不同的支护结构适应于不同的水文地质条件，因此，要根据具体问题，具体分析，从而选择经济适用的支护结构。基坑工程是建筑工程的一个重要组成部分，特别是深基坑工程施工的成败往往事关工程全局。深基坑施工的安全可靠，直接关系着高层建筑的安全性、稳定性和长久性。深基坑的支护工程要从支护的设计和施工两面着手，确保质量。良好的基坑支护施工技术，是整个工程施工顺利的前提与保证，是整个庞大工程的重要开端。
参考文献：
陶聿君.对深基坑工程支护技术的论述.四川建材，2006(4):148～149.
刘建航,侯学渊.基坑工程手册［M］.北京：中国建筑工业出版社，1997.
JGJ120-99建筑基坑支护技术规程［S］.北京：中国建筑工业出版社，1999.
（吴智 男 大学本科 学士学位 籍贯广东湛江
出生日期1979-10-23 毕业学校：广东省江门市五邑大学 土木工程系 城镇建设专业
研究方向：建筑结构设计）
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