祁孜威

（鐵科院（深圳）研究設計院有限公司，廣東 深圳 518000）

社會和科技的進步推動巖土工程事業(yè)不斷地深入發(fā)展，原有的基坑建設理念已經不能較好地適應現(xiàn)代化的要求，必須要加強對基坑工程勘察、設計、施工、監(jiān)測各個環(huán)節(jié)的優(yōu)化。深基坑安全管控是保障建設質量的重要手段，施工過程需要對結構參數(shù)嚴格把控，將安全、綠色的理念融入到施工管理中。

1 基坑工程概念和特點

基坑工程的基本作用是為地下結構的施工提供便利，早期的基坑以放坡大開挖的形式最為常見。超高層建筑和城市地下空間的開發(fā)利用促進了基坑工程設計和施工的進步，基坑工程的概念也在不斷完善，目前人們認為的基坑工程是指，為保證地面向下開挖和地下結構安全施工，而采用的擋土、地下水控制和周邊環(huán)境保護等措施的總稱。

基坑工程一般具有如下特點：1）安全系數(shù)低、危險性大，基坑工程屬于臨時結構，其使命隨著地下室的回填完成而結束。在基坑設計計算時，某些荷載（如地震荷載）不會考慮，在強度、變形、抗?jié)B性和耐久性等方面相對于永久結構而言要求較低；2）制約因素多，基坑工程作為巖土工程，與自然環(huán)境密切相關，受場地工程地質和水文地質條件影響很大。同時周邊環(huán)境、建設要求、工程造價、施工工序、降雨降水等也是基坑工程的設計和施工的制約因素；3）需要實時監(jiān)測，基坑工程具有明顯的時空效應，基坑的形狀、深度和施工工序都會對支護體系的穩(wěn)定性和變形產生影響。施工過程中需要實時監(jiān)測，監(jiān)測數(shù)據一方面可以驗證設計的準確性，另一方面可以判斷基坑整體的安全狀態(tài)，指導施工。

2 常見基坑支護結構類型

常見基坑支護結構有：樁錨結構、樁撐結構、雙排樁結構、復合土釘墻和中心島法。各結構的優(yōu)缺點表1。

表1 常見基坑支護結構對比

結構名稱 優(yōu)點 缺點 適用范圍樁錨結構 開放空間大，土方開挖效率高，地下結構施工不受影響對于超深基坑，支護變形大，可靠度略低，污染周邊地下空間。適用于場地周邊無地下建（構）筑物，對變形要求不嚴的工程樁支撐結構 支護結構安全度高，控制變形能力強土方開挖受支撐干擾，土方效率低。拆換撐工序復雜適用于周邊環(huán)境對變形敏感或場地內有軟土層的工程雙排樁結構 雙排樁側向剛度大，一般不需要支撐，土方開挖效率高基坑支護高度一般不大于12m；占用地下室空間較大適用于地下室退線充足，地層條件較好的工程復合土釘墻 基坑支護造價低，土方開挖效率低基坑變形大，可靠性底，且深度不大于8m，土方需要逐層開挖。 適用于土層條件好，地下水位低的工程中心島法 基坑中間部分土方開挖效率高 周圈土方開挖難度大，周圈地下室逆作。適用于超大面積的基坑

3 基坑工程施工管理中存在的問題

3.1 隨意性較大

深基坑工程施工需嚴格按照設計圖紙、相關規(guī)范和提前制定好的施工方案進行，在采用鋼支撐的基坑工程中，部分施工單位在土方開挖中為了出土便利，擅自調整鋼支撐間距，甚至不按設計要求“先撐后挖”，而采用“先挖后撐”，容易造成支護結構局部失穩(wěn)、發(fā)生傾覆，出現(xiàn)安全事故。還有些施工單位對堆載問題不重視，將鋼筋加工場、施工材料轉場隨意設置在基坑頂、支撐梁等設計未考慮堆載的位置，額外增加的荷載超出了結構受力極限，會造成支護結構開裂，引起基坑垮塌。

3.2 基坑超挖欠挖問題

土方開挖過程中，需要嚴格按照設計施工圖中注明的標高參數(shù)施工，并在施工中運用有效的測量手段對基坑開挖的實時深度進行量測，杜絕工程中出現(xiàn)超挖欠挖現(xiàn)象的發(fā)生，部分施工人員在趕工中依賴于個人的建設經驗，在施工時沒有運用標準的測量設備進行檢測，導致工程施工中對于土方開挖量控制程度不足。超挖一方面增加了基坑深度，影響支護體系的實際荷載受力，特別是軟土地區(qū)的基坑，土方開挖不當容易引起變形，對周邊環(huán)境產生一系列的影響；另一方面會造成基坑回填中的土方用量超標。欠挖一般發(fā)生在放坡開挖中，造成邊坡坡度超過設計值，安全系數(shù)不足，如遇降水，土體將發(fā)生滑動失穩(wěn)。

3.3 不重視基坑監(jiān)測

基坑監(jiān)測是直觀反應基坑安全狀態(tài)的重要手段，也是驗證設計是否合理，及時跟蹤并發(fā)現(xiàn)問題的基礎數(shù)據來源?，F(xiàn)階段基坑監(jiān)測與施工狀態(tài)嚴重脫節(jié)，施工工況無法與監(jiān)測數(shù)據一一對應，對基坑安全狀態(tài)和監(jiān)測數(shù)據的合理性的判斷造成很大影響。同時監(jiān)測數(shù)據還存在上傳不及時，監(jiān)測項目和周期不滿足設計要求，往往為了應付檢查時才提供等問題，基坑監(jiān)測形同虛設，等到基坑發(fā)生變形時為時已晚。

4 深基坑工程建設要點分析

4.1 優(yōu)化設計理念

巖土工程理論研究的不斷進步，為深基坑支護設計帶來了新的理念和思路，需要設計人員加強對行業(yè)新知識的學習和對其他優(yōu)秀設計方案的借鑒，合理平衡工程建設過程中的質量、安全和成本等問題。在項目規(guī)劃和實施前，設計人員需提前對項目場地進行實地踏勘，并收集相關資料，特別是對于一些會影響深基坑結構穩(wěn)定性和支護體系選擇的因素，須要經過重點分析計算，制定有針對性的合理方案。如地下管線的沉降、土體卸載或地面荷載的增大等都有可能會影響設計計算采用的荷載值大小，必須要做好全面分析后才能開展相應的工作。在一些工程建設方案初期，還需要考慮到特殊地質的影響，如地層軟弱性問題。

4.2 加強施工管理

一些施工單位會在基坑施工過程中采用平行施工的方式來節(jié)約工期，在應用這種工程方式的過程當中，必須要加強對支護結構的檢測和基坑變形的監(jiān)測，特別是對于一些開挖性的環(huán)節(jié)，需提前根據支護體系施工情況展開嚴格的受力分析和協(xié)調性規(guī)劃，嚴禁在支護體系施工不完全或承載力不滿足需求的情況下進行超挖，這樣可能會產生基坑變形或基坑坍塌的問題?；颖O(jiān)測數(shù)據分析中，需要充分考慮到場地的地質結構、支護體系受力等多方面的作用問題，使監(jiān)測數(shù)據能夠更具全局性，在充分保障支護結構承載安全的基礎之上在進行基坑開挖或其他施工環(huán)節(jié)，避免基坑施工存有安全隱患。

4.3 完善過程管理

在深基坑工程的施工中，必須要重視過程性的動態(tài)化管理工作，即由管理人員根據工程進度和管理需求對支護結構進行抽檢，充分確保實際承載能力達到要求后，才能夠開展工程的施工實操。日常中，需要有專人定時對支護結構進行巡視或通過安裝傳感探測的方式來收集支護結構受力情況，當出現(xiàn)數(shù)據突變或異常時，要立即停工并通過制定緊急預案來保障過程性安全。在支護結構的施工過程中，若發(fā)現(xiàn)質量問題不達標要及時對支護結構進行修復加固，所有施工人員都必須嚴格按照工程建設的要求開展作業(yè)。

4.4 控制環(huán)境效應

深基坑較其他的巖土工程而言更易對周邊環(huán)境變形造成影響，在建設過程中必須要做好環(huán)境效應的控制。在一些有豐富地下水系分布的區(qū)域內，設計時需要將支護體系和截水帷幕結合在一起，并盡量選擇在枯水期施工，充分保證安全與環(huán)保。在綠色施工理念不斷發(fā)展的影響之下，嚴格控制工程建設中的環(huán)境效應已經成為了必經環(huán)節(jié)，在深基坑支護結構的規(guī)劃設計過程中就必須予以嚴格控制，運用有效的管理手段減少對周邊土體、水體的影響。

4.5 重視實時監(jiān)測

現(xiàn)階段，人們對巖土工程的認知還不夠深入，深基坑工程的設計計算理論仍不完善，直接導致了基坑工程具有很大的不確定性，需要在施工過程中驗證地層是否相符，設計是否合理等。要求在施工過程中對基坑結構的變形和內力以及周邊環(huán)境的位移變化進行監(jiān)測，便于提前分析、預判基坑安全狀態(tài)。在支護結構施工完成之后，根據監(jiān)測方案安裝實時傳感監(jiān)測設備，在受力特殊位置或陽角處要適當提升安裝密度，確保信息采集的完整性和準確性。同時必須要有專門的技術人員對這些監(jiān)測數(shù)據進行分析查驗，可以利用軟件監(jiān)測系統(tǒng)，在其中設置監(jiān)測項目的參數(shù)閾值，以便能夠及時發(fā)現(xiàn)基坑變形的潛在隱患和數(shù)據異常，及時對支護體系進行補強，減少危險事故發(fā)生的概率。

5 結語

總之，深基坑工程的施工理念必須與時俱進，使其能夠與不同地質條件和建設需求之間形成有效匹配，幫助施工單位選擇最優(yōu)建設方式，同時確?；邮┕ぐ踩?。在建設過程當中，管理人員要根據基坑建設進度和支護工序進行動態(tài)化管控，加強基坑實時監(jiān)測，將監(jiān)測工作和應急預案形成一體，不斷優(yōu)化工程深基坑建設水平。管理人員要嚴格控制建設過程中產生的各項環(huán)境影響，減少基坑變形對周邊環(huán)境的影響，不斷促進基坑工程施工管理的發(fā)展進步。