張海君

(南京勘察工程有限公司 江蘇南京 210007)

通常情況下，深基坑為臨時(shí)工程，其施工方案與地域之間聯(lián)系較為緊密，在對(duì)支護(hù)工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)過(guò)程中，可能會(huì)涉及巖土力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)等知識(shí)，一旦深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)存在問(wèn)題，便會(huì)出現(xiàn)建筑事故。因此，在深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)對(duì)設(shè)計(jì)缺陷進(jìn)行控制，使工程設(shè)計(jì)有效性和安全性進(jìn)一步提高。

1 深基坑支護(hù)相關(guān)概念

1.1 深基坑支護(hù)的特點(diǎn)

在對(duì)深基坑支護(hù)進(jìn)行設(shè)計(jì)過(guò)程中，需涉及大量力學(xué)知識(shí)，根據(jù)實(shí)踐可知，基坑的平面形狀和深度都會(huì)對(duì)周邊圍護(hù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的影響，在基坑深度增加的過(guò)程中，其對(duì)周邊支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響也會(huì)隨之增加，隨著時(shí)間的推移，支護(hù)結(jié)構(gòu)的巖土應(yīng)力也會(huì)不斷增加，導(dǎo)致土體強(qiáng)度降低，進(jìn)而使基坑安全性和穩(wěn)定性受到較大的影響。在巖土工程中，通常情況下，深基坑支護(hù)為臨時(shí)性工程，具有適應(yīng)性、綜合性以及區(qū)域性等特點(diǎn)，在對(duì)支護(hù)進(jìn)行設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)堅(jiān)持持久、方便、簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)以及安全等原則。與此同時(shí)，由于基坑支護(hù)工程實(shí)際施工過(guò)程中影響因素較多，工程具有多樣性和復(fù)雜性，因此設(shè)計(jì)技術(shù)所涉及的內(nèi)容較為復(fù)雜，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)以地下水、地質(zhì)成因以及土質(zhì)構(gòu)造等內(nèi)容為依據(jù)，克服施工中的各種問(wèn)題，使設(shè)計(jì)水平進(jìn)一步提高，且在管理、施工以及設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)聘請(qǐng)專業(yè)技術(shù)人員，使支護(hù)作業(yè)的安全性和有效性進(jìn)一步提高。除此之外，在對(duì)深基坑支護(hù)進(jìn)行設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)采取有效的設(shè)計(jì)方案和科學(xué)的設(shè)計(jì)理念，嚴(yán)格按照規(guī)范要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，使深基坑支護(hù)整體施工質(zhì)量進(jìn)一步提高。

1.2 巖土工程中深基坑支護(hù)的設(shè)計(jì)及技術(shù)要求

1.2.1 深基坑支護(hù)的設(shè)計(jì)要求

在巖土工程中，深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)是重要的組成部分，當(dāng)深基坑結(jié)構(gòu)存在滑動(dòng)、歪倒以及傾斜等問(wèn)題，則說(shuō)明深基坑支護(hù)已經(jīng)到達(dá)極限承載力，若在這種狀態(tài)下仍對(duì)深基坑實(shí)施開(kāi)挖施工，則會(huì)對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)造成較大的影響，從而產(chǎn)生較大安全隱患。因此，設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)符合穩(wěn)定性、變形性、安全性、合理性以及科學(xué)性等要求。

1.2.2 深基坑支護(hù)的技術(shù)要求

在對(duì)深基坑支護(hù)進(jìn)行施工時(shí)，應(yīng)遵守技術(shù)要求，在此過(guò)程中，施工單位應(yīng)以施工面積、地質(zhì)特征以及施工條件等為依據(jù)進(jìn)行整合和計(jì)算，以相關(guān)施工規(guī)章和要求為基礎(chǔ)實(shí)施施工，使深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全性、合理性以及科學(xué)性進(jìn)一步提高。與此同時(shí)，在施工時(shí)，施工單位還應(yīng)以建筑工程防滲漏問(wèn)題為依據(jù)，對(duì)其進(jìn)行防水處理，使建筑工程的穩(wěn)定性、可靠性得到進(jìn)一步提高。

2 巖土工程中深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題

2.1 力學(xué)參數(shù)選擇缺乏科學(xué)性

在對(duì)巖土工程深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)過(guò)程中，巖土中的凝聚力和內(nèi)摩擦力為重要力學(xué)參數(shù)，通過(guò)這兩個(gè)指標(biāo)，可以對(duì)土體破壞程度進(jìn)行分析。與此同時(shí)，在對(duì)巖土工程深基坑支護(hù)進(jìn)行設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員還應(yīng)以主動(dòng)土壓力和被動(dòng)土壓力等為基礎(chǔ)進(jìn)行和計(jì)算。但是在大多深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)過(guò)程中，部分設(shè)計(jì)人員所選擇的力學(xué)指標(biāo)與實(shí)際情況不符，在對(duì)土體的凝聚力和內(nèi)摩擦力進(jìn)行計(jì)算過(guò)程中，存在較大的誤差，導(dǎo)致設(shè)計(jì)方案與施工實(shí)際需求脫離，因此，實(shí)驗(yàn)室所得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)會(huì)與實(shí)際施工中的數(shù)據(jù)存在較大的差異，數(shù)據(jù)無(wú)法為深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供借鑒，導(dǎo)致后期施工出現(xiàn)圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形以及土體坍塌等一系列問(wèn)題。

2.2 基坑土體取樣過(guò)程存在誤差

在對(duì)深基坑支護(hù)進(jìn)行設(shè)計(jì)之前，勘察設(shè)計(jì)人員應(yīng)先對(duì)該區(qū)域的土體進(jìn)行取樣，由于部分勘察設(shè)計(jì)人員存在專業(yè)性較差等問(wèn)題，在土體取樣過(guò)程中，存在操作錯(cuò)誤等問(wèn)題，甚至為了方便會(huì)省略部分取樣流程，導(dǎo)致獲取的土體數(shù)據(jù)出現(xiàn)較大的誤差。與此同時(shí)，在土體勘察過(guò)程中，我國(guó)的取樣標(biāo)準(zhǔn)和要求相對(duì)完善，一旦存在流程減少、程序變更等問(wèn)題時(shí)，都會(huì)對(duì)土體測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生較大的影響，因此，勘察設(shè)計(jì)人員在對(duì)土體進(jìn)行取樣過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)和要求進(jìn)行，保障土體參數(shù)測(cè)量的準(zhǔn)確性[1]。

2.3 設(shè)計(jì)與實(shí)際需求不相符

在深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)過(guò)程中，部分設(shè)計(jì)人員認(rèn)為傳統(tǒng)的建筑工程擋土墻即為支護(hù)結(jié)構(gòu)，在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，不但沒(méi)有嚴(yán)格按照力學(xué)理論進(jìn)行設(shè)計(jì)，還會(huì)以擋土墻的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)為依據(jù)對(duì)深基坑支護(hù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，最終出現(xiàn)設(shè)計(jì)與實(shí)際需求不相符的情況，不但不利于施工安全性控制，還會(huì)使導(dǎo)致返工等問(wèn)題，使工程施工造價(jià)進(jìn)一步增加，不利于施工單位成本控制。與此同時(shí)，部分設(shè)計(jì)人員缺乏施工經(jīng)驗(yàn)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中“閉門(mén)造車”，設(shè)計(jì)方案實(shí)用性較差，導(dǎo)致施工順利性受到影響，不利于工程施工質(zhì)量的控制[2]。

2.4 勘探電子器械設(shè)備問(wèn)題

在對(duì)施工區(qū)域?qū)嵤┛碧竭^(guò)程中，由于電子設(shè)備具有準(zhǔn)確性和效率較高的特點(diǎn)，因此其的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，在實(shí)際勘探過(guò)程中，電子器械設(shè)備可以在較短時(shí)間內(nèi)得到大量的數(shù)據(jù)，保障深基坑支護(hù)施工進(jìn)度。但是，在電子器械設(shè)備實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，設(shè)備會(huì)被降水、濕度以及環(huán)境等因素影響，使其準(zhǔn)確性受到影響，導(dǎo)致勘探數(shù)據(jù)產(chǎn)生較大的誤差，而部分勘察設(shè)計(jì)人員沒(méi)有經(jīng)過(guò)驗(yàn)證，便將誤差較大的數(shù)據(jù)應(yīng)用在設(shè)計(jì)過(guò)程中，導(dǎo)致設(shè)計(jì)出現(xiàn)一系列缺陷，使深基坑支護(hù)施工質(zhì)量受到影響[3]。

2.5 設(shè)計(jì)體系不完善

在對(duì)巖土工程深基坑進(jìn)行設(shè)計(jì)過(guò)程中，由于設(shè)計(jì)體系不完善，會(huì)導(dǎo)致其設(shè)計(jì)質(zhì)量受到影響，主要體現(xiàn)在如下兩點(diǎn):（1）在對(duì)深基坑支護(hù)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，由于設(shè)計(jì)體系不完善，各部門(mén)人員之間缺乏溝通，導(dǎo)致相關(guān)信息和數(shù)據(jù)與實(shí)際施工不符，不但會(huì)使深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方案合理性受到影響，還會(huì)使巖土工程整體效益受到影響;（2）在深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)過(guò)程中，沒(méi)有充分考慮特殊情況的影響，設(shè)計(jì)人員過(guò)于依賴自身經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)手段相對(duì)較為單一，沒(méi)有系統(tǒng)的設(shè)計(jì)體系，不利于設(shè)計(jì)方案的控制[4]。

3 巖土工程中深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)的改進(jìn)措施

3.1 選擇新型基坑設(shè)計(jì)方式

在科技不斷發(fā)展的過(guò)程中，深基坑支護(hù)的設(shè)計(jì)方式也越來(lái)越多，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式以及無(wú)法滿足當(dāng)前施工的需求，因此，設(shè)計(jì)人員應(yīng)選擇新型基坑設(shè)計(jì)方式進(jìn)行設(shè)計(jì)。例如：在對(duì)某工程基坑進(jìn)行設(shè)計(jì)過(guò)程中，主要內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)體系IPS 工法進(jìn)行施工，其基坑支護(hù)方案如圖1所示。

圖1 某新型基坑支護(hù)方案圖

通過(guò)對(duì)不同工程施工作業(yè)圖進(jìn)行觀察和分析可知，相較于傳統(tǒng)的深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方案，新型深基坑支護(hù)方案安全性和穩(wěn)定性相對(duì)較高，與此同時(shí)，在新型深基坑支護(hù)方案中，其對(duì)巖土力學(xué)特征以及巖土結(jié)構(gòu)變化的應(yīng)用水平較高，可以使深基坑支護(hù)施工質(zhì)量進(jìn)一步提高。在傳統(tǒng)深基坑支護(hù)方案設(shè)計(jì)過(guò)程中，存在規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一等問(wèn)題，使用新型深基坑支護(hù)方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，可以使原有的設(shè)計(jì)理念進(jìn)一步完善，通過(guò)新工藝、新技術(shù)以及新形式的應(yīng)用，可以使傳統(tǒng)深基坑支護(hù)問(wèn)題得到有效改善，從而達(dá)到提高我國(guó)巖土工程深基坑施工質(zhì)量的目的。除此之外，在使用新型深基坑支護(hù)方式進(jìn)行設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員可以以巖土力學(xué)指標(biāo)的具體數(shù)量為依據(jù)，在保障力學(xué)特性滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的前提下，合理運(yùn)用新型深基坑支護(hù)實(shí)施設(shè)計(jì)，使深基坑的穩(wěn)定性和安全性進(jìn)一步提高。因此，在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)積極采用新型基坑設(shè)計(jì)方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，達(dá)到提高深基坑支護(hù)施工安全性以及質(zhì)量的目的[5]。

3.2 提高基坑土體取樣的規(guī)范性

在對(duì)深基坑支護(hù)進(jìn)行設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要先對(duì)基坑土體進(jìn)行取樣，并對(duì)其土體指標(biāo)進(jìn)行分析，土體的力學(xué)指標(biāo)與設(shè)計(jì)方案的實(shí)用性和有效性息息相關(guān)，基坑土體取樣的規(guī)范性將直接決定支護(hù)設(shè)計(jì)的質(zhì)量，因此，在基坑土體取樣過(guò)程中，應(yīng)保障其規(guī)范性。為了使基坑土體數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性進(jìn)一步提高，勘察設(shè)計(jì)人員應(yīng)對(duì)土體測(cè)量和取樣過(guò)程進(jìn)行控制，以國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范為依據(jù)，嚴(yán)格按照土體取樣流程實(shí)施取樣，使土體取樣的科學(xué)性和準(zhǔn)確性進(jìn)一步提高。與此同時(shí)，勘察設(shè)計(jì)人員還應(yīng)對(duì)土體取樣過(guò)程中可能存在的流程問(wèn)題進(jìn)行分析，有效規(guī)避，并采取全程跟蹤錄像的方式對(duì)取樣過(guò)程進(jìn)行記錄，使數(shù)據(jù)合理性和真實(shí)性進(jìn)一步提高，為后續(xù)深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)，保障深基坑支護(hù)施工質(zhì)量[6]。

3.3 控制基坑坍塌、基坑變形等問(wèn)題

在基坑實(shí)際施工過(guò)程中，基坑坍塌以及基坑變形等問(wèn)題時(shí)發(fā)生率較高，因此，在對(duì)深基坑支護(hù)進(jìn)行設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)采取控制基坑坍塌和變形等問(wèn)題，主要做法如下。

（1）在對(duì)深基坑支護(hù)進(jìn)行設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)以土體承載力要求為依據(jù)，對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)，并對(duì)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)案例中的基坑坍塌、變形等問(wèn)題產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析，合理規(guī)避，使設(shè)計(jì)安全性和合理性進(jìn)一步提高。（2）由于深基坑工程復(fù)雜性較高，因此，在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要以周邊土體的性能為依據(jù)，對(duì)深基坑支護(hù)進(jìn)行有針對(duì)性的設(shè)計(jì)，使支護(hù)結(jié)構(gòu)可靠性和安全性進(jìn)一步提高。（3）在設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)對(duì)緊急補(bǔ)救措施以及應(yīng)急預(yù)案等方案進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，為后續(xù)施工過(guò)程提供保障，做到防患于未然。與此同時(shí)，在實(shí)際施工過(guò)程中，一旦出現(xiàn)基坑坍塌、變形等問(wèn)題，應(yīng)立即啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案進(jìn)行補(bǔ)救，使損失降到最低。除此之外，施工人員還應(yīng)對(duì)基坑周邊的水平位移以及土體沉降系數(shù)等進(jìn)行記錄和監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)上報(bào)給管理人員，提前治理，防止出現(xiàn)安全隱患，圖2為某深基坑監(jiān)測(cè)設(shè)備布置圖。因此，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)在保障設(shè)計(jì)方案安全性和科學(xué)性的前提下，結(jié)合施工單位的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)結(jié)構(gòu)力學(xué)特性進(jìn)行分析，保障設(shè)計(jì)方案符合實(shí)際施工需求[7]。

圖2 深基坑監(jiān)測(cè)設(shè)備布置圖

3.4 提高勘探設(shè)備的抽檢和復(fù)檢水平

在對(duì)施工區(qū)域進(jìn)行勘探過(guò)程中，為了使勘探準(zhǔn)確性進(jìn)一步提高，勘察設(shè)計(jì)人員應(yīng)對(duì)精密儀器進(jìn)行養(yǎng)護(hù)和管理，確保其符合勘探要求。例如：在使用全站儀對(duì)土體進(jìn)行勘探時(shí)，勘察設(shè)計(jì)人員應(yīng)對(duì)全站儀使用過(guò)程進(jìn)行控制，避免出現(xiàn)劇烈顛簸，防止設(shè)備出現(xiàn)磕碰和損壞。在使用全站儀進(jìn)行測(cè)量之前，勘察設(shè)計(jì)人員還應(yīng)對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)，確保設(shè)備的有效性。與此同時(shí)，在使用全站儀進(jìn)行測(cè)量過(guò)程中，由于可能出現(xiàn)人員記錄問(wèn)題或設(shè)備問(wèn)題，因此，勘察設(shè)計(jì)人員應(yīng)以規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)要求為依據(jù)對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行抽檢和復(fù)檢，為深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)提供保障。除此之外，在實(shí)際勘探過(guò)程中，勘察設(shè)計(jì)人員應(yīng)對(duì)高差以及水平位移進(jìn)行檢測(cè)，并嚴(yán)格按照實(shí)施進(jìn)行記錄，保障數(shù)據(jù)檢測(cè)和記錄的準(zhǔn)確性，且應(yīng)使用先進(jìn)的影像設(shè)備對(duì)勘探過(guò)程進(jìn)行記錄和監(jiān)控，使勘探合理性和規(guī)范性進(jìn)一步提高。

3.5 完善設(shè)計(jì)體系

為了使深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)水平進(jìn)一步提高，設(shè)計(jì)單位還應(yīng)完善自身的設(shè)計(jì)體系，主要做法如下。

（1）在深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)單位應(yīng)對(duì)工程考察、人員組織以及設(shè)備組織等方面進(jìn)行落實(shí)，對(duì)各部門(mén)人員進(jìn)行協(xié)調(diào)，使深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)準(zhǔn)確性和效率進(jìn)一步提高，保障其整體施工效益。（2）在深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)過(guò)程中，是一項(xiàng)連續(xù)性的工作，一旦存在動(dòng)態(tài)因素，應(yīng)立即進(jìn)行調(diào)整。設(shè)計(jì)單位應(yīng)完善設(shè)計(jì)體系，保障設(shè)計(jì)的連續(xù)性，在此過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)以實(shí)際工程情況為依據(jù)，采取不同的設(shè)計(jì)手段進(jìn)行設(shè)計(jì)，使深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)可行性和可靠性進(jìn)一步提高，為后續(xù)施工奠定基礎(chǔ)。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在巖土工程施工過(guò)程中，深基坑支護(hù)的設(shè)計(jì)質(zhì)量將直接決定整個(gè)工程的施工質(zhì)量，因此，應(yīng)對(duì)深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)質(zhì)量進(jìn)行控制。設(shè)計(jì)人員應(yīng)對(duì)當(dāng)前深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)過(guò)程中存在的問(wèn)題進(jìn)行分析，并以實(shí)際情況為依據(jù)，采取新型基坑設(shè)計(jì)方式、提高基坑土體取樣規(guī)范性、控制基坑坍塌和變形等情況、提高勘探設(shè)備抽檢和復(fù)檢水平以及完善設(shè)計(jì)體系等措施，對(duì)深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)質(zhì)量進(jìn)行控制，使設(shè)計(jì)方案實(shí)用性、科學(xué)性和合理性進(jìn)一步提高，為巖土工程施工奠定基礎(chǔ)。