1、建筑深基坑支护设计与施工存在的问题与解决对策 前言： 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，一大批新技术，新结构，新工艺不断涌现，取得了不少的经验，但也存在了问题，本文分析了产生的原因，并提出了相应的施工管理对策。 基坑支护的重要性 目前，在岩土工程中基坑施工时，为确保施工安全，防止塌方事故发生，必须对开挖的基坑采取支护措施，建筑基坑支护设计与施工应综合考虑工程地质与水文地质条件，基坑类型，基坑开挖掘深度，降排水条件，周边环境对基坑侧壁位移的要求，基坑周边荷载，施工季节，支护结构使用期限等因素，做到合理设计，精心施工
2、，经济安全。 深基坑支护工程施工中存在的问题及原因分析 支护结构设计中土体的物理力学参数选择不当。深基坑支护结构所承担的土压力大小直接影响其安全度，但由于地质情况多变且十分复杂，要精确地计算土压和目 前还十分困难，至今仍在采用库伦公式或朗肯公式，关于土体物理参数的选择是一个非常复杂的问题。尤其在深基坑开挖后，含水率，内摩擦角和粘聚力三个参数是可变值，准确计算出支护结构的实际受力比较困难。 支护结构设计计算与实际受力不符。目前深基坑支护结构的设计计算仍基于极限平衡理论，但支护结构的实际受力并不那么简单，工程实践证明，有的支护结构按极限平衡理论设计计算的安全系数，从理论上讲是绝对安全的，但有时却发
3、生破坏。有的支护结构安全系数虽然比较小，甚至达不到规范的要求，但在实际工程中却满足要求，极限平衡理论是 深基坑支护结构的一种静态设计，而实际上开挖后的土体也是一种动态平衡状态，也是一个土体逐渐松驰的过程，随着时间的增长，土体强度逐渐下降，并产生一定的变形，所以在设计中必须充分考虑这一点。 基坑土体的取样不具有代表性。在深基坑支护结构设计之前，必须对地基土层进行取样分析，以取得土体比较合理的物理力学指标，为支护结构的设计提供可靠的依据。一般在深基坑开挖区域 2-3倍范围内，按相关规范的要求进行钻探取样，由于为了减少勘探的工作量和降低工程造价，不能钻过多钻孔，因此，所取得的土样有时就有一定的随机性
4、和不完全 性。但是，地质构造是复杂多变的，这样取得的土样的数据不具代表性，因此不可能全面反映土层的真实情况，因此，引致支护结构的设计也就不完全符合实际的地质现状。 边坡施工达不到设计，规范要求，常存在超挖和欠挖现象。一般深基在开挖时均使用机械开挖，人工简单修坡后即开始挡土支护，初喷工序，而在实际开挖时，由于施工管理人员不到位，技术交底不充分，分层分段开挖高度不一，挖机操作手的操作水平等因素的影响，使机械开挖的边坡表面平整度，顺直度极不规划，而人工修坡时不可能深度挖掘，只能就机挖表面平顺修整，在没有严格检查验 收就开始初喷，故出现超挖和欠挖现象。 土层开挖和边坡支护不配套。 施工过程中，大型工程
5、均是由专业施工队伍来分别完成土方和挡土支护工作，而且绝大部分都是两个平行的合同，这样在施工过程中协调管理的难度大，土方施工单位抢进度，拖工期，开挖顺序较乱，特别是雨期施工，甚至不顾朱土方支护所需工作面。留给支护施工的操作面几乎是无法操作，时间上也无法完成支护工作，以致使支护施工滞后土方施工，因支护施工无听任平台完成钻孔，注浆，布网和喷射砼等工作，而不得不用土方回填或控设架子设置操作平台来完成施工，这样不 但难于保证进度，也难于保证工程质量甚至发生安全事故，留下质量隐患。 喷射砼厚度不够，强度达不到设计要求。目前建筑工程基坑支护喷射硷常用于喷法施工，其主要特点是设备简单，体积小，输送距离长，速凝
6、齐可在进入喷射机前加入，操作方便，可连续喷射施工，虽然干喷法设备操作简单方便，但因原材料质量控制不严，配料不准，养护不到位等因素，往往造成喷后砼的厚度不够，砼强度达不到设计要求。 成孔注浆不到位，土钉或锚杆受力达不到设计要求。深苦坑支护所用土钉或锚杆钻孔直径为 100-10MM 的钻杆成孔，孔深少则五、 六米，深则十几米，甚至二十多米，钻孔所穿过的土层质量也各不要同。钻孔如果不认真研究土体情况，往往造成出渣不尽，残渣沉积而影响注浆，有的甚至成孔困难，孔洞坍塌，无法插筋和注浆，再者注浆时配料随意性大，注浆管不插到位，注浆压力不够等而造成注浆长度不足，充盈度不足，而使土钉或锚杆的抗拔力达不到设计要
7、求，影响工程质量，甚至要做再次处理。 深基坑开挖存在的空间效应考虑不周。深基坑开挖中大量的实测资料表明，基坑周边向基坑内发生的水平位移是中间大两头小，深基坑边皮的失稳，常常以长边的居中位置发生。这足以说明深基 坑开挖是一个空间问题，传统的深基坑支护结构的设计是按平面应变问题处理的，对一些细长条基坑来讲，这种平面应变假设是比较符合实际的，而对近似方形或长方形深基坑则差别比较大，所以在未进行空间问题处理前而按劳取酬平面应变假设设计时，支护结构要适当进行调整，以适应开挖空间效应的要求。 深基坑支护设计的改进 转变传统的设计理念。对于深基坑支护结构设计，国内外至今尚未没有一种精确的计算方法，目前仍处于
8、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，其计算结构与深基坑支护结构的实际受力悬殊较大，发戏不安全也不经济，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层的信息反馈动态设计体系，这也是工程设计人员需要加强的科研攻关方向。 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，其计算结果具有重要的参考价值。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，
9、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，而且还要看其变形大小。 大力开展支护结构的试验研究。正确的理论必须发培养费大量试验研究的基础上，但是，在深基坑支护结构方面，我国至今仍缺乏系统的科学试验研究，一些支护结构工程成功了，也讲不出具体成功之处，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了技术资料很丰富，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，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
10、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，通过工程实践积累好大量的测试数据，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。 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革命。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，这些支护结构形式的计算模型如何建立，计算简图怎样取选，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，即受力结构与水力结构相结合，临时支护结构与永久支护结构打结合，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变得更加复杂，所以建立新型支护结构的计算模型和方法，已成为深基坑工程设计技术的当务之急。 结束语 综上所述，基坑的开挖与支护结构是一个系统工程，涉及工程地质，水文地质，工程结构，建筑材料， 施工工艺和施工管理等多方面，它是集土力学，水力学，材料力学和结构力学等于一体的综合性学科，支护结构又是由若干具有独立功能的体系组成的整体，正因如此，无论是结构设计还是施工组织都应当从整体功能出发，将各组成部分协调好，才能确保它的安全可靠，经济合理。
