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1、建筑工程基坑支护的质量控制探讨 摘要深基坑支护工程虽属暂时性工程，但其施工方案的可靠性及施工质量将直接影响地下室主体施工的结构和作业工人人生安全，且其施工的技术复杂性，有的却远甚于永久性的基础结构或上部结构，稍有不慎，不但将危及基坑本身安全，还会殃及临近的构筑物和多种地下设施，造成巨大损失。本文分析了目前深基坑支护存在的安全问题，提出了深基坑支护设计施工中的注意事项和预防方法。关键词建筑基坑；施工；支护；处理方法1 序言近几年来，高层建筑的快速兴起，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，新技术、新结构、新工艺不停涌现。不过，现在的城市建筑间距很小
2、，有的基坑边缘距已经有建筑仅十几米、甚至几米，给基础工程施工带来很大的难度，给周围环境带来极大威胁，也对应地增加了施工工期和施工费用。另外，原来的深基坑支护结构的设计理论、设计标准、运算公式、施工工艺等，已不符合深基坑开挖和支护结构的实际情况，造成部分基坑工程出现事故，造成巨大的损失。所以，深基坑支护的安全问题工程技术人员应给予高度重视。2 现在深基坑支护存在的问题2.1 支护结构设计中土体的物理力学参数选择不妥深基坑支护结构所负担的土压力大小直接影响其安全度，但因为地质情况多变且十分复杂，要准确地计算土压力现在还十分困难，至今仍在采取库伦公式或朗肯公式。有关土体物理参数的选择是一个很复杂的问
3、题，尤其是在深基坑开挖后，含水率、内摩擦角和粘聚力三个参数是可变值，极难正确计算出支护结构的实际受力。在深基坑支护结构设计中，假如对地基土体的物理力学参数取值不准，将对设计的结果产生很大影响。土力学试验数据表明：内磨擦角值相差5，其产生的主动土压力不一样；原土体的内凝聚力和开挖后土体的内凝聚力，则差异更大。施工工艺和支护结构形式不一样，对土体的物理力学参数的选择也有很大影响。2.2 基坑土体的取样含有不完全性在深基坑支护结构设计之前，必需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拱可靠的依据。通常在深基坑开挖区域内，按国家规范的要求进行钻探取样。为降低勘探的工
4、作量和降低工程造价，不可能钻孔过多。所以，所取得的土样含有一定的随机性和不完全性。不过，地质结构是极其复杂、多变的、取得的土样不可能全方面反应土层的真实性。所以，支护结构的设计也就不一定完全符合实际的地质情况。2.3 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：基坑周围向基坑内发生的水平位移是中间大两边小。深基坑边坡的失稳，经常以长边的居中位置发生。这足以说时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。对部分细长条基坑来讲，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异比较大。因此，在未进行空间问题处理前而按平面应变假设设计
5、时，支护结构要合适进行调整，以适应开挖空间效应的要求。2.4 支护结构设计计算和实际受力不符现在，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。工程实践证实，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，但有时却发生破坏；有的支护结构安全系数即使比较小，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个静态设计，而实际上开挖后的土体是一个动态平衡状态，也是一个土体逐步松弛的过程，伴随时间的增加，土体强度逐步下降，并产生一定的变形。因此，在设计中必需充足考虑到这一点。3 深基坑支护方案设计及施工中的注意事项3
6、.1 根本转变传统的设计理念近十几年来，中国在深基坑支护技术上已经积累很多实践经验，搜集了施工过程中的部分技术数据，已初步探索出岩土改变支护结构实际受力的规律，为建立深基坑支护结构设计的新理论和新方法打下了良好的基础。不过，对于深基坑支护结构的设计，我国外至今尚没有一个准确的计算方法，多数是处于探索和探讨阶段，中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。其计算结果和深基坑支护结构的实际受力悬殊较大，既不安全也不经济。由此可见，深基坑支护结构的设计不应再采取传统的“结构荷载法”，而应根本改变传统的设计观念，逐步建立以施工监测为主导的信息反馈
7、动态设计体系。这是设计人员需要加强科研攻关的方向。3.2 建立变形控制的新的工程设计方法现在，设计人员用的极限平衡原理是一个简便实用的常见设计方法，其计算结果具主要的参考价值。不过，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，而不能确保支护结构的刚度。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，不但要看其是否满足强度的要求，而且还要看其是否产生环境问题，关键在于其变形大小。鉴于上述实际，在建立新的变形控制设计法时，应着重研究支护结构变形控制的标准、空间效应转化为平面应变和地面超载确实定及其对支护结构的影响等问题。3.3 大
8、力开展支护结构的试验研究正确的理论必需建立在大量试验研究的基础上。不过，在深基坑支护结构方面，中国至今还未进行科学系统的试验研究。部分支护结构工程成功了，也讲不出详细功之处；部分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的技术资料很丰富，但缺乏科学的测试数据，无法进行科学分析，不能上升到理论的高度，这是一个很大的缺点。开展支护结构的试验研究（包含试验室模拟试验和工程现场试验），即使要花费部分资金，但因为深基坑支护工程投资巨大，如经过科学试验再进行设计时，肯定会节约可观的经费。所以，工程现场试验是很必须的。经过工程实践积累大量的测试数据，可对同类工程的成功打好基础，为
9、理论研究和建立新的计算方法提供可靠的第一手资料。3.4 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组成功应用后，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。不过，这些支护结构型式的计算模型怎样建立、计算简图怎样选择、设计方法怎样趋于科学，仍是目前新型支护结构设计中急需处理的问题。现在，深基坑支护结构正在向着综合性方向发展，即受力结构和水结构相结合、暂时支护结构和永久支护结构相结合、基坑开挖方法和支护结构型式相结合。这几个结合必定使支护结构受力复杂。因此，建立新型支护结构的计算方法，已成为深基坑工程技术的当务之急。4 结束语建筑基坑的开挖和支护结构是一个系统工程，包括工程地质、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、材料才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含有独立功效的体系组成的整体。正因如此，不论是结构设计还是施工组织全部应该从整体功效出发，将各组成部分协调好，才能确保它的安全可靠、经济合理。
