巖土工程深基坑支護(hù)的設(shè)計(jì)及施工問題研究

文/劉天書 遼寧省建筑設(shè)計(jì)研究院巖土工程有限責(zé)任公司 遼寧沈陽 110005

1、巖石工程深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)中存在的問題

1.1 支護(hù)結(jié)構(gòu)側(cè)向土壓力的計(jì)算問題

擋土與土壓力之間進(jìn)行相互作用的結(jié)果稱為土壓力，其結(jié)構(gòu)變形情況與土體本身情況關(guān)系非常密切，傳統(tǒng)計(jì)算中只對(duì)極限狀態(tài)進(jìn)行考慮，無支撐情況下及錨桿情況下支護(hù)結(jié)構(gòu)很容易出現(xiàn)變形情況。

1.2 支護(hù)結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)過程中與實(shí)際受力情況不符合

目前深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)過程中仍建立在極限平衡理論，實(shí)際支護(hù)結(jié)構(gòu)與受力情況復(fù)雜性較高。工程實(shí)踐證明，支護(hù)結(jié)構(gòu)基于平衡理論設(shè)計(jì)計(jì)算之上的安全系數(shù)有一定的安全性，但經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)破壞情況。支護(hù)結(jié)構(gòu)安全系數(shù)較小，很可能出現(xiàn)不達(dá)標(biāo)現(xiàn)象，實(shí)際施工中很難滿足施工要求。深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)在極限平衡技術(shù)之上為靜態(tài)設(shè)計(jì)，土體開挖之后，土體會(huì)出現(xiàn)逐漸松弛現(xiàn)象，時(shí)間不斷推移，土體強(qiáng)度也會(huì)根據(jù)時(shí)間逐漸下降。

1.3 地下水控制設(shè)計(jì)問題分析

深基坑工程施工中的重點(diǎn)問題及難點(diǎn)問題為地下水控制問題，地下水位與土質(zhì)情況不同，實(shí)際在基坑開挖過程中所采用的方法會(huì)不同。基坑在實(shí)際開挖過程中，降水排水工程會(huì)對(duì)整個(gè)工程安全性能及經(jīng)濟(jì)性能帶來非常嚴(yán)重的影響，基坑工程事故與水有關(guān)系也是非常常見的情況。軟土地區(qū)水位一般較高，基坑工程開挖中為了能夠?qū)⑹┕l件改善，將抗剪能力不斷提高，進(jìn)一步加強(qiáng)土體強(qiáng)度，在實(shí)際施工中需要將基坑安全施工性能提高。地面若出現(xiàn)沉降現(xiàn)象會(huì)使得建筑物造成嚴(yán)重傾斜現(xiàn)象，導(dǎo)致地下管線被進(jìn)一步破壞；坑內(nèi)降水時(shí)，降水深度若比較高，水位差增加則會(huì)出現(xiàn)安全事故。所以，施工決策之前，需要對(duì)施工中可能出現(xiàn)的各種情況及危害程度進(jìn)行充分把握，保證能夠提出更加合理的施工解決方案，保證工程施工安全性能，獲得經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。

2、深基坑安全措施

2.1 設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化

確保深基坑安全的一個(gè)重要環(huán)節(jié)是深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方案的比選。影響深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)和施工安全的因素有很多，如場地的地質(zhì)水文條件、支護(hù)結(jié)構(gòu)的使用壽命、基坑的深度等。通過綜合考慮各個(gè)影響因素，在眾多設(shè)計(jì)方案中選擇科學(xué)合理的設(shè)計(jì)方案，是保證整個(gè)基坑穩(wěn)定性和安全性的關(guān)鍵。

2.2 加強(qiáng)對(duì)基坑變形的觀測(cè)

在深基坑工程中，支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形對(duì)施工安全有很大的影響。深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形主要包括基坑邊坡的水平與垂直位移，深基坑周圍建筑物的變形以及支撐立柱的垂直變形等。通過對(duì)深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)變形的觀測(cè)，可以隨時(shí)掌握基坑隨施工進(jìn)度的變形情況，及時(shí)對(duì)深基坑的安全做出評(píng)估。一旦發(fā)現(xiàn)變形值超過警戒值必須立即停止施工，查找原因并及時(shí)采取有效應(yīng)對(duì)措施，防止變形進(jìn)一步擴(kuò)大。

2.3 采用有針對(duì)性的設(shè)計(jì)

改革開放以來，隨著施工機(jī)械的不斷更新?lián)Q代，深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)也經(jīng)歷了日新月異的變化?；又ёo(hù)結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，出現(xiàn)了臨時(shí)性支護(hù)結(jié)構(gòu)與永久性支護(hù)結(jié)構(gòu)結(jié)合，受力結(jié)構(gòu)與止水結(jié)構(gòu)結(jié)合等一些新形式。因此，需要設(shè)計(jì)人員不斷學(xué)習(xí)和研究各種新設(shè)計(jì)方案，熟悉其優(yōu)缺點(diǎn)，在工作中依據(jù)實(shí)際地質(zhì)條件和設(shè)計(jì)要求采用有針對(duì)性的設(shè)計(jì)方案，確保支護(hù)設(shè)計(jì)的安全可靠，經(jīng)濟(jì)合理。

2.4 確?？碧劫Y料的準(zhǔn)確

地勘報(bào)告是深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要依據(jù)，一份詳細(xì)、準(zhǔn)確的地勘報(bào)告是深基坑工程成功的關(guān)鍵。但在實(shí)際工作中，由于地質(zhì)勘探受到很多因素的影響，經(jīng)常出現(xiàn)地勘資料不準(zhǔn)確甚至出現(xiàn)較大誤差的情況。因此，在建設(shè)資金充裕的前提下，地質(zhì)條件復(fù)雜的地層以及工程的重要部位和關(guān)鍵位置應(yīng)按照相關(guān)規(guī)定進(jìn)行補(bǔ)充勘探。同時(shí)勘探人員在勘探施工時(shí)，需要嚴(yán)格按照國家相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)施工以確?？碧劫Y料的準(zhǔn)確性。

2.5 強(qiáng)化對(duì)深基坑工程的施工管理

基于深基坑工程安全的重要性，選擇符合國家法律規(guī)定具備相應(yīng)施工資質(zhì)的企業(yè)進(jìn)行施工是確保深基坑施工安全的一個(gè)基本要求。在此基礎(chǔ)上，應(yīng)充分發(fā)揮行業(yè)內(nèi)的專家對(duì)施工技術(shù)的引領(lǐng)作用，深基坑工程的專項(xiàng)施工方案必須經(jīng)過專家評(píng)審合格后方可開始施工。在施工過程中，建設(shè)方與政府相關(guān)監(jiān)管部門應(yīng)定期對(duì)施工單位、監(jiān)理單位以及設(shè)計(jì)單位的工作進(jìn)行監(jiān)督和檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)采取強(qiáng)制措施處理，防止問題擴(kuò)大影響深基坑的安全。與此同時(shí)，在深基坑安全管理方面，應(yīng)引入第三方監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)對(duì)基坑的變形進(jìn)行監(jiān)測(cè)。最后，施工單位應(yīng)不斷加強(qiáng)自身的安全管理，針對(duì)深基坑工程的特點(diǎn)，編制高墜、坍塌等應(yīng)急救援方案，并及時(shí)進(jìn)行應(yīng)急救援演練以驗(yàn)證方案的可行性和操作性。施工單位還應(yīng)定期對(duì)施工現(xiàn)場進(jìn)行安全隱患排查，防止安全事故發(fā)生。

結(jié)語：

在巖土工程施工過程中深基坑的支護(hù)問題可以說是重難點(diǎn)的部分，深基坑支護(hù)問題的合理解決既能保證整個(gè)建筑工程的順利開展，最大程度上保證建筑工程的經(jīng)濟(jì)性和合理性，最大程度上保證人力與物理資源的節(jié)約式投入；同時(shí)另一方面深基坑的支護(hù)問題還牽涉到整個(gè)項(xiàng)目在保證安全性方面的進(jìn)程，保證結(jié)構(gòu)作業(yè)部分的合理性，保證整個(gè)項(xiàng)目的合理開展，同時(shí)需要建立切實(shí)可行的監(jiān)管措施，保證整個(gè)過程中流程的準(zhǔn)確高效的開展過程。