深基坑工程設(shè)計施工中技術(shù)難點分析與工程實踐研究

陳瑞亮

（湖北武漢長江工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院 430212）

深基坑工程設(shè)計施工中技術(shù)難點分析與工程實踐研究

陳瑞亮

（湖北武漢長江工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院 430212）

近幾年來，隨著社會經(jīng)濟(jì)與科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，我國的建筑工程事業(yè)也取得了越來越多的成就。在建筑工程當(dāng)中，深基坑工程是一項危險性較大的分布分項工程，其工程設(shè)計主要包括有重力型擋土、錨噴支護(hù)、排樁支護(hù)以及地下連續(xù)墻等結(jié)構(gòu)形式。然而在深基坑工程的實際施工之時，常常由于選用的壁坑形式不合理、對壁坑土方施工時不規(guī)范、處理地表水時不妥善、對基坑的加固支護(hù)結(jié)構(gòu)施工時沒有按照要求等問題，使得深基坑出現(xiàn)很多安全隱患、造成很多安全事故。本文主要針對深基坑工程設(shè)計施工中的技術(shù)難點及工程實踐狀況進(jìn)行淺要分析和研究，以期能夠?qū)ξ覈罨庸こ淌聵I(yè)的發(fā)展提供一定的助益。

深基坑工程 設(shè)計 施工 技術(shù)難點 工程實踐

當(dāng)今時代是一個經(jīng)濟(jì)與科技飛速發(fā)展的時代，同時，我國的城市化進(jìn)程也在不斷加快，這使得高層建筑得到了迅猛發(fā)展，尤其是越來越朝向功能多樣化和外形復(fù)雜化的方向發(fā)展。然而隨著高層建筑工程項目數(shù)量的增多，有限的城市空間已經(jīng)不再滿足于工程建設(shè)的需求，因此工程建設(shè)逐漸開始向空中與地下發(fā)展，其中，深基坑工程就是一種在地下空間內(nèi)進(jìn)行建設(shè)的建筑。然而深基坑工程在設(shè)計施工當(dāng)中往往存在著許多安全隱患，嚴(yán)重者可能會引發(fā)一些重大安全事故，因此，作為深基坑工程的設(shè)計施工人員，必須要加強(qiáng)對深基坑工程設(shè)計施工中的技術(shù)難點的分析，并在實踐當(dāng)中找到更加安全的設(shè)計施工措施。

一、深基坑工程的設(shè)計難點

1、設(shè)計深度難點

設(shè)計深度是深基坑工程的設(shè)計難點之一，其主要表現(xiàn)在以下兩個方面：第一，在確定深基坑支護(hù)方案之時，設(shè)計人員必須要先對深基坑的地質(zhì)條件等情況進(jìn)行充分的調(diào)查和詳細(xì)的分析，并協(xié)調(diào)好其中的每一個步驟和環(huán)節(jié)，從而找到最佳的深基坑支護(hù)方案，盡量使其方案能夠達(dá)到系統(tǒng)的最優(yōu)值；第二，在深基坑工程的實際施工過程中，設(shè)計人員必須要認(rèn)真檢測其支護(hù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)力，并對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)分析，然后根據(jù)所得的數(shù)據(jù)信息來適當(dāng)修改其方案，從而使方案能夠達(dá)到動態(tài)的設(shè)計效果。

2、設(shè)計計算難點

深基坑工程的另一設(shè)計難點是設(shè)計計算，深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)主要是根據(jù)極限平衡的理論進(jìn)行設(shè)計計算的，然而在實際施工過程中，支護(hù)結(jié)構(gòu)所受到的應(yīng)力常常并不是理論值，這說明按照極限平衡理論所計算出的數(shù)據(jù)雖然能夠在理論上滿足其要求，但在實際施工過程中卻會存在一定的誤差。這主要是由于設(shè)計計算只是一種靜態(tài)設(shè)計，而實際施工卻是一個動態(tài)的過程，在實際施工過程中會出現(xiàn)很多變化因素使其靜態(tài)設(shè)計數(shù)據(jù)出現(xiàn)誤差，例如地質(zhì)土壤由于具備蠕變性而常常會隨著時間的推移而降低結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等，因此在對深基坑工程進(jìn)行設(shè)計計算之時，必須要注意這個問題。

3、設(shè)計分類難點

設(shè)計分類亦是深基坑工程設(shè)計的一大難點，傳統(tǒng)的深基坑支護(hù)措施比較簡單，往往采用的是鋼板樁外加井點降水的方式，但是這種支護(hù)措施僅僅只能夠滿足一般深度的基坑，而對于一些比較深的基坑則達(dá)不到支護(hù)要求。所以，在深基坑工程設(shè)計之時，設(shè)計人員必須要選擇合適的支護(hù)措施。按照功能的分類，深基坑的支護(hù)措施大體可以分為以下三類：第一類是擋土系統(tǒng)，其主要是采用鋼板樁、深層水泥攪拌站以及地下連續(xù)墻等結(jié)構(gòu)，主要功能是阻擋坑外土的壓力、增加深基坑的穩(wěn)定性；第二類是擋水系統(tǒng)，其主要是采用旋噴樁、鎖扣鋼板樁以及壓密注漿等結(jié)構(gòu)，主要功能是阻擋外界滲水；第三類是支撐系統(tǒng)，其主要是采用鋼筋混凝土內(nèi)支撐等結(jié)構(gòu)，主要功能是限制圍護(hù)結(jié)構(gòu)位移。

二、深基坑工程的施工難點

1、施工前的難點

在深基坑施工開挖之前，承包商必須要嚴(yán)格按照相關(guān)深基坑施工計劃方案來對施工措施進(jìn)行整體性復(fù)查，從而進(jìn)一步確定其臨近的建筑物、地下管線、構(gòu)筑物等的關(guān)鍵位置。再者，在施工之前，承建單位還必須要強(qiáng)化對施工現(xiàn)場的質(zhì)量和安全管理，要嚴(yán)格遵守相關(guān)技術(shù)施工管理流程并根據(jù)通過批準(zhǔn)的深基坑施工計劃方案來進(jìn)行施工，同時，還要對周邊施工環(huán)境和施工現(xiàn)場進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)控管理，以全面保障其施工安全。具體來說，在深基坑坑頂附近兩倍于深基坑深度的范圍之內(nèi)，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)禁搭建和安裝塔吊與臨時宿舍等設(shè)施，若實在因現(xiàn)實因素制約而用地緊張，則必須要在通過相關(guān)施工單位或?qū)I(yè)人士的論證與批準(zhǔn)后再在此范圍內(nèi)設(shè)置各種設(shè)施。另外，承建單位在對深基坑進(jìn)行加固支護(hù)施工之前，也應(yīng)首先向相關(guān)部門提交施工計劃書，在得到批準(zhǔn)并經(jīng)書面確認(rèn)后再進(jìn)行施工。

2、施工時的難點

在實際施工之時，隨著深基坑施工深度的不斷增加，其邊坡坡度范圍一般會達(dá)到80°-90°之間，而在前邊坡穩(wěn)定性理論的分析模式中，卻多數(shù)將邊坡坡度設(shè)置成60°左右，這就使得實際施工之時的邊坡初始受力情況與理論數(shù)據(jù)存在較大的差異。在深基坑的邊坡開挖之后，其土體中原有的三向受力狀態(tài)平衡會被打破，繼而會使施工面周圍出現(xiàn)很多高能區(qū)，并且這些高能區(qū)會逐漸將能量傳遞到周邊相關(guān)土體，從而導(dǎo)致其土體發(fā)生變形。當(dāng)深基坑邊坡接近90°時，往往會因為深基坑的單次開挖深度過大而導(dǎo)致其土體中的能量過大，繼而打破其土體結(jié)構(gòu)中的極限平衡狀態(tài)，導(dǎo)致坍塌現(xiàn)象的出現(xiàn)。因此，在深基坑施工之時，施工人員必須要合理控制好其施工作業(yè)面的深度和面積，同時還要對對施工面進(jìn)行一定的加固支護(hù)，從而盡量使其力學(xué)關(guān)系達(dá)到平衡，消除打破巖土體結(jié)構(gòu)極限平衡的作用力。

3、施工后的難點

當(dāng)深基坑工程施工完成后，必須要經(jīng)過施工單位、監(jiān)理單位、設(shè)計單位以及建設(shè)單位等各個單位的聯(lián)合性驗收、得出工程的時效性及穩(wěn)定性等幾項評估意見、以及得到安全監(jiān)督和質(zhì)量監(jiān)督管理部門的備案后才能夠繼續(xù)進(jìn)行下道工序的施工，并且當(dāng)深基坑施工完成后，應(yīng)當(dāng)要及時開始進(jìn)行地下結(jié)構(gòu)的施工，盡量不要將深基坑暴露在外面過久。

三、深基坑工程的實踐研究

某高層建筑工程的建筑面積約為 48000平方米、總層數(shù)為 25 層，主體建筑為單元式辦公間，其中前八層為集中辦公空間及服務(wù)設(shè)施、南側(cè)群房為商業(yè)網(wǎng)點、地下兩層為停車庫及設(shè)備間。該高層建筑的深基坑設(shè)計人員提前對該地的各項情況進(jìn)行詳細(xì)考查和分析后，擬將其設(shè)計為二層地下室，整體呈南窄北寬的不規(guī)則形狀，基坑周長約350米、基坑深度約為12米；再者，由于該地區(qū)已經(jīng)被其他工程開挖了大部分面積，因此形成了陡坡，其地面差較大，地面高度約在40-45米之間，地貌呈渾河沖積階地類型，地層主要以砂石層為主。

總體來說，該項深基坑工程的設(shè)計施工難度較大。設(shè)計人員根據(jù)此地的實際情況而選擇采用樁外加錨的支護(hù)結(jié)構(gòu)體系，不過由于該地地層主要以砂石層為主，因此施工進(jìn)度可能會比較慢。施工之前，設(shè)計人員及相關(guān)單位全面制定好了施工方案，并將方案進(jìn)行了詳細(xì)復(fù)查、修改及審核；施工之時，施工人員嚴(yán)格按照設(shè)計方案來施工，期間盡量避免了數(shù)據(jù)誤差；施工完成之后，經(jīng)過相關(guān)部門及專業(yè)人員的評定驗收和備案之后，馬上開始進(jìn)行了下步施工。

結(jié)語：

綜上所述，深基坑工程的設(shè)計難點主要存在于設(shè)計深度、設(shè)計計算及設(shè)計分類這三方面，而其施工前、施工時及施工后皆有不同難點需要注意。

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1007-6344（2015）03-0340-01

陳瑞亮（1981.5--）男，漢族，山東濰坊人，土木工程專業(yè)工程碩士，長江工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院土木系，講師，研究方向，土木工程教學(xué)與管理。