張恩重

（山東省地礦工程勘察院，山東 濟(jì)南 250014）

地下空間的開發(fā)必然導(dǎo)致基坑周邊環(huán)境的復(fù)雜性，尤其在城市中心進(jìn)行施工時(shí)，由于周邊都是建筑物，這種情況下進(jìn)行深基坑的開挖，受到周圍環(huán)境的影響比較大，不僅使得深基坑的安全風(fēng)險(xiǎn)更大，而且對工程周圍的建筑的安全也有非常大的影響。因此，對于新建的基坑在設(shè)計(jì)過程中，必須考慮周圍環(huán)境的影響，還要符合發(fā)展的新要求以及安全要求，在此基礎(chǔ)上還要節(jié)省成本，獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益。在建筑施工中，必須到施工現(xiàn)場進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查，然后給出合理的設(shè)計(jì)方案，從而保障深基坑工程建設(shè)可以更好地開展。當(dāng)前，深基坑設(shè)計(jì)過程中，最重要的問題就是安全問題，深基坑支護(hù)容易出現(xiàn)變形，這對于深基坑支護(hù)的安全性影響非常大，必須得到解決。

1 研究巖土工程深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)與施工問題的重要性

巖土施工中存在諸多不安全因素，工作人員需要對工程內(nèi)部的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了解，并熟知施工要求，做好深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)與施工。通過深基坑的支護(hù)設(shè)計(jì)和施工工序，可以讓施工人員對施工作業(yè)有進(jìn)一步的了解，同時(shí)也為施工人員提供更安全、更可靠的工作環(huán)境。

當(dāng)前，高層建筑中深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)的應(yīng)用越來越廣泛，地下空間的開發(fā)已然成為城市發(fā)展的一大熱點(diǎn)，在城市建設(shè)過程中，對于深基坑支護(hù)的質(zhì)量要求更高，要求其滿足安全可靠、經(jīng)濟(jì)節(jié)約的需要，同時(shí)還要考慮到周邊環(huán)境的影響。這些原則需要貫穿整個(gè)深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)和項(xiàng)目施工的全過程，保證深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全性與可靠性，預(yù)防深基坑工程施工事故的發(fā)生。

2 巖土工程深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)中存在的問題

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

在巖土工程中，擋土結(jié)構(gòu)端部嵌入土中，土對結(jié)構(gòu)變形的約束作用與通常結(jié)構(gòu)支撐不同，土的變形影響是不可忽略的。考慮到這一特點(diǎn)，嵌入端不能按固定端進(jìn)行計(jì)算。上部錨桿作為腰梁的支撐點(diǎn)，其變形影響也至關(guān)重要，而且不能將其視作鉸支座。因此，在實(shí)際計(jì)算過程中，土和錨桿對擋土結(jié)構(gòu)的支撐作用應(yīng)視為彈性支座，支護(hù)結(jié)構(gòu)常采用平面桿系結(jié)構(gòu)彈性支點(diǎn)法來計(jì)算，按平面結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析得到的支點(diǎn)力作為荷載反向施加在支撐上，同時(shí)計(jì)算應(yīng)滿足變形協(xié)調(diào)條件。

2.2 支護(hù)結(jié)構(gòu)的空間效應(yīng)

在深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工過程中，基坑一旦出現(xiàn)較大的水平位移，或者是發(fā)生變形，對于周圍的土體的狀態(tài)會產(chǎn)生較大的影響，使得土體產(chǎn)生兩邊小、中間大的情況，并沿著基坑附近不斷向基坑內(nèi)進(jìn)行擴(kuò)展，造成深基坑支護(hù)體系的失穩(wěn)，影響深基坑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。據(jù)調(diào)查，深基坑失穩(wěn)主要是空間位移造成的。在最初進(jìn)行支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，沒有考慮空間效應(yīng)帶來的影響，只是單一地將剖面作為一個(gè)獨(dú)立的計(jì)算單元進(jìn)行設(shè)計(jì)，這種設(shè)計(jì)顯然是不合理的。因此，深基坑支護(hù)在設(shè)計(jì)的時(shí)候應(yīng)充分考慮空間結(jié)構(gòu)的關(guān)系，需要對支撐結(jié)構(gòu)進(jìn)行一定的調(diào)整，從而適應(yīng)空間位移。

2.3 支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算不符合實(shí)際受力情況

在深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)過程中，很多設(shè)計(jì)單位多從理論層面進(jìn)行設(shè)計(jì)，然而在設(shè)計(jì)的施工過程中，深基坑支護(hù)的受力是非常復(fù)雜的，往往比受力平衡體系還要復(fù)雜得多，因此不僅要在理論上進(jìn)行考慮，還要在施工過程中根據(jù)實(shí)際情況全面考慮多種因素。而且，在巖土設(shè)計(jì)中有些理論還不夠成熟，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過程中不能完全依賴計(jì)算，還要結(jié)合實(shí)際地質(zhì)環(huán)境綜合考慮設(shè)計(jì)方案。在進(jìn)行深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)的過程中，不能只考慮靜態(tài)受力平衡，還要考慮支護(hù)結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)受力情況，這樣才能設(shè)計(jì)出符合要求、符合實(shí)際的支護(hù)方案。

3 巖土工程深基坑支護(hù)施工中存在的問題

3.1 施工過程與施工設(shè)計(jì)不符

在巖土施工過程中，深基坑整個(gè)施工周期一般是由設(shè)計(jì)和施工兩個(gè)團(tuán)隊(duì)共同負(fù)責(zé)的，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)在設(shè)計(jì)過程中經(jīng)常只考慮理論部分，施工團(tuán)隊(duì)則要考慮更多實(shí)際的支護(hù)情況和問題。因此，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)與施工團(tuán)隊(duì)之間就需要更多的交流，否則可能會造成設(shè)計(jì)與施工不能完美地結(jié)合，并出現(xiàn)脫節(jié)的情況。施工團(tuán)隊(duì)在實(shí)際施工中，可能會為了施工方便抑或是考慮施工成本而違背設(shè)計(jì)原則，這就導(dǎo)致基坑支護(hù)存在安全隱患，最終造成更多嚴(yán)重質(zhì)量問題，導(dǎo)致施工工程不達(dá)標(biāo)，造成難以挽回的損失。

3.2 施工人員對技術(shù)掌握不熟練

雖然很多施工單位的施工技術(shù)都相對比較先進(jìn)，但是基礎(chǔ)施工人員往往對于施工技術(shù)的掌握不夠熟練，不能熟練完成一些技術(shù)較強(qiáng)的工作。這就要求施工單位在施工前應(yīng)對施工作業(yè)人員進(jìn)行全面的培訓(xùn)交底，不僅要提升人員的水平和能力，還要讓他們學(xué)習(xí)掌握一些圖紙知識，使得他們可以看得懂圖紙中的一些符號用語，這樣在施工中才可以減少失誤，提升工作效率。

4 巖土工程深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)與施工問題的解決措施

4.1 合理選擇支護(hù)形式

在巖土深基坑支護(hù)施工中，對于深基坑支護(hù)的地質(zhì)條件和地形條件等要進(jìn)行嚴(yán)格的勘察，明確地基土層類型以及含水量，并做好土體相關(guān)試驗(yàn)工作。在實(shí)際施工過程中需要對巖土周圍的穩(wěn)定性進(jìn)行判斷，穩(wěn)定性如果滿足要求就可以直接進(jìn)行施工，但需要放坡等操作，使得深度可以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，這樣可以保證深基坑施工的質(zhì)量。傳統(tǒng)的單一支護(hù)形式已無法滿足復(fù)雜基坑設(shè)計(jì)施工要求，常常需要多種支護(hù)形式相結(jié)合，根據(jù)不同的施工范圍、施工情況采取不同的施工方式。深基坑支護(hù)施工中主要有以下幾種支護(hù)形式：（1）支撐系統(tǒng)。支撐系統(tǒng)主要包括型鋼組合支撐、鋼筋混凝土支撐以及鋼管內(nèi)支撐3種形式，在實(shí)際施工中選擇支撐系統(tǒng)是為了避免深基坑出現(xiàn)過大位移。（2）擋土系統(tǒng)。根據(jù)施工要求，可以減少施工過程中深基坑的壓力，主要包括鋼筋混凝土樁、水泥攪拌樁、鋼板樁等形式。（3）擋水系統(tǒng)。擋水系統(tǒng)主要是根據(jù)施工現(xiàn)場的水文情況來進(jìn)行設(shè)計(jì)的，防止出現(xiàn)基坑滲水、坑底隆起等事故，使得基坑的可靠性與安全性可以得到保證，施工時(shí)需要根據(jù)實(shí)際的要求選擇合適的施工形式。

4.2 完善施工設(shè)計(jì)

巖土工程深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)還應(yīng)對施工現(xiàn)場的地質(zhì)、地形進(jìn)行詳細(xì)的考察，綜合考慮外界環(huán)境對施工可能造成的影響，特別是環(huán)境因素可能會對施工的穩(wěn)定性和安全性造成較大的影響。在進(jìn)行深基坑設(shè)計(jì)的過程中可以采取以下類型：（1）排樁支護(hù)。這種形式指的是采用鋼板樁施工或鉆孔灌注施工等形式來提升深基坑支護(hù)的穩(wěn)定性，同時(shí)鋼板樁可以減少土方開挖回填量、縮短工期。（2）深層攪拌樁支護(hù)。這種支護(hù)方式在施工中較為復(fù)雜，深層攪拌樁支護(hù)可以更好地滿足施工要求，且能形成止水帷幕達(dá)到截水的效果；樁墻中插入型鋼，可以使得基坑的穩(wěn)定性更好；基坑深度較深時(shí)，可以結(jié)合錨索支護(hù)。在實(shí)際施工中采用水泥、固化劑等材料攪拌成樁，在攪拌過程中使其充分進(jìn)行物理和化學(xué)的反應(yīng)，使得攪拌樁滿足施工要求。（3）地下連續(xù)墻支護(hù)。可以避免出現(xiàn)基坑周邊變形過大等問題，在支護(hù)前要保證基坑的穩(wěn)定性，可以利用連續(xù)墻及內(nèi)支撐支護(hù)系統(tǒng)來提升基坑整體穩(wěn)定性，避免影響周圍環(huán)境。

4.3 優(yōu)化深基坑參數(shù)取值

在支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，各項(xiàng)參數(shù)是衡量支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和安全性的重要指標(biāo)，因此深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的參數(shù)也需要不斷優(yōu)化。在設(shè)計(jì)過程中的主要參數(shù)包括樁徑、樁間距、嵌固深度等相關(guān)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)參數(shù)對于深基坑設(shè)計(jì)有著非常大的影響，尤其是樁徑、樁間距的參數(shù)設(shè)置，對于深基坑設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性產(chǎn)生直接影響。一般情況下，樁徑越大深基坑越不容易變形，但是也有一定的范圍，到一定程度的時(shí)候影響就會小很多，并且深基坑樁徑越大，所要花費(fèi)的成本也會越高，因此需要制定合理的樁徑數(shù)據(jù)。而樁間距離過大深基坑越容易變形，但是過小也會增加成本，因此也需要根據(jù)實(shí)際情況制定合理的數(shù)值，既保證安全性和穩(wěn)定性，又可以節(jié)省成本。在進(jìn)行樁嵌固深度的參數(shù)設(shè)置時(shí)，需要對其反復(fù)驗(yàn)證和調(diào)整，這樣才能保證其合理性。

4.4 加強(qiáng)施工團(tuán)隊(duì)和設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的溝通合作

在深基坑支護(hù)施工中，還要解決深基坑空間位移問題，這就需要施工團(tuán)隊(duì)與設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)有良好的合作，可以保持良好的溝通，并根據(jù)工程實(shí)際情況采取科學(xué)合理的解決方法。不僅要保證工程的質(zhì)量，也要為企業(yè)獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益，使得工期得以縮短，施工成本得以減少，施工效率得到提高。設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)人員應(yīng)該加強(qiáng)對現(xiàn)場的考察與勘測，從而對設(shè)計(jì)進(jìn)行合理的修改和優(yōu)化，使得實(shí)際施工的難度可以得到降低。設(shè)計(jì)人員應(yīng)收集基坑監(jiān)測數(shù)據(jù)，確?；拥陌踩?，保證施工人員可以按照施工方案來進(jìn)行。施工人員在專業(yè)知識上有一定欠缺，因此要不斷提升自己，在遇到難以解決的問題時(shí)不要盲目施工，應(yīng)該向設(shè)計(jì)人員求助，得到科學(xué)的指點(diǎn)之后才可以繼續(xù)施工。因此，施工人員與設(shè)計(jì)人員都需要履行好自己的職責(zé)，相互溝通與合作，保證巖土工程的順利實(shí)施。

5 結(jié)束語

綜上所述，深基坑支護(hù)在巖土工程中是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)當(dāng)對工程現(xiàn)場地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行勘察，詳細(xì)了解工程現(xiàn)場和周圍的環(huán)境，結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行深基坑支護(hù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，通過反復(fù)驗(yàn)證和調(diào)整，最終保證設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性和安全性。