建筑物深基坑施工的相关讨论

　　摘要：我国大量的深基坑工程始于20世纪80年代，随着中国房地产业的迅猛发展，在我国各大中城市，建设用地日趋减少且地价居高不下的新形势下，因此，高层建筑物已成为城市的发展主流，同时，地下空间都充分利用。为了设置建筑物的地下室需开挖深基坑，笔者对深基坑施工进行了阐述，仅供参考。
　　关键词：建筑物；深基坑；施工
　　
　　深基坑一般是指开挖深度超过5米（含5米）或地下室三层以上（含三层），或浓度虽未超过5米，但地质条件和周围环境及地下管线特别复杂的工程。随着我国基础设施建设事业的持续发展，高层建筑物层出不穷，有效利用地下空间已成为城市规划的重要课题，深基坑施工也成为土木建设中极为重要的工程技术。
　　一、深基坑的支护
　　深基坑土方开挖，当施工现场不具备放坡条件，放坡无法保证施工安全，通过放坡及加设临时支撑已经不能满足施工需要时，一般采用支护结构进行临时支撑，以保证基坑的土壁稳定。支护结构的造型有排桩、水泥土墙、土钉墙、逆作拱墙或采用上述型式的组合。
　　（1）排桩或地下室连续墙
　　通常由围护墙、支撑及防渗帏幕等组成。排桩有钢管桩、预制混凝土桩、钻孔灌筑桩、加筋水泥土桩（SMW工法）等多种类型。对于5-10m深软土基坑，常采用钻（冲、挖）孔桩、沉管灌注桩或钢筋砼预制桩等，并可作各种布置，如需防渗止水时，则辅之以水泥土搅拌桩、化学灌浆或高压注浆形成止水帷幕，有时亦用钢板桩或H型钢桩。
　　当基坑深度大于10m时，可考虑采用地下连续墙，或SMW工法连续墙，并根据需要设置支撑或锚杆。
　　当地下水位高于基坑底面时，宜采用降水、排桩加截水帷幕或地下连续墙。
　　较多工程中应用了地下连续墙支护技术，北京、深圳、天津、杭州等应用后都取得了良好效果。为了提高经济效益，地下连续墙有时兼作地下室外墙，甚至可作为主体结构的承重墙，同时承受竖向与水平向荷载。
　　SMW工法连续墙近年应用后，普遍认为其性能良好，造价适宜。但我国尚缺乏自制的能用于大深度的专用机械。武汉、上海已从日本引进SMW工法专用机械，正在推广使用。在此基础上研制了减磨擦剂，能将加劲钢材拔出后重复利用，更可以降低造价。
　　（2）水泥土墙
　　水泥土墙依靠其本身自重和刚度保护坑壁，一般不设支撑，特殊情况下经采取措施后亦可加设支撑。水泥土墙有深层搅拌水泥土桩墙、高压旋喷桩墙等类型，通常呈格构式布置。主要适用于基坑侧壁安全等级宜为二、三级；水泥土桩施工范围内地基土承载力不宜大于150kpa；基坑深度不宜大于6m。
　　（3）土钉墙
　　土钉墙由密集的土钉墙、被加固的原位土体、喷射的混凝土面层等组成。土钉墙是一种边坡稳定式的支护，其作用与被动起挡土作用的围护墙不同，它是起主动嵌固作用，增加边坡的稳定性，使基坑开挖后坡面保持稳定。
　　水泥土搅拌桩和土钉墙是我国目前的5m以内，后者乃至10m以内首选的支护形式，土层条件好时，15m左右基坑亦经常使用。前者既能挡土又能挡水，后者较多地应用于地下水位较低或者地下水位能够被疏干降低的场区。水泥土搅拌桩有好几种布置型式：实体式、空腹式、格构式、拱型或拱型加钻孔灌注桩，既可以浆喷也可以粉喷。土钉墙可以单独使用，也可以与其它支护型式联合使用。
　　（4）逆作拱墙
　　当基坑平面形状适合时，可采用拱墙作为围护墙。拱墙有圆形闭合拱墙、椭圆形闭合拱墙和组合拱墙。对于组合拱墙，可将局部拱墙视为两铰拱。这类主要适用于基坑侧壁安全等级宜为三级；淤泥和淤泥质土场地不宜采用；拱墙轴线的矢跨比不宜小于1/8;基坑深度不宜大于12m；地下水位高于基坑底面时，应采取降水或截水措施。
　　二、深基坑的土方开挖
　　在深基坑土方开挖前，要详细确定挖土方案和施工组织；要对支护结构、地下水位及周围环境进行必要的监测和保护。土方开挖过程中，当开挖底面标高低于地下水位的基坑(或沟槽)时，由于土的含水层被切断，地下水会不断渗入坑内。地下水的存在，非但土方开挖困难，费工费时，边坡易于塌方，而且会导致地基被水浸泡，扰动地基土，造成工程竣工后建筑物的不均匀沉降，使建筑物开裂或破坏。因此，基坑槽开挖施工中，应根据工程地质和地下水文情况，采取有效地降低地下水位措施，使基坑开挖和施工达到无水状态，以保证工程质量和工程的顺利进行。
　　（1）深基坑工程的挖土方案，主要有放坡挖土、中心岛式挖土、盆式挖土和逆作式挖土。前者无支护结构，后三都皆有支护结构。土方开挖顺序、方法必须与设计工况一致，并遵循“开槽支撑，先撑后挖，分层开挖，严禁超挖”的原则。
　　（2）防止深基坑挖土后土体回弹变形过大
　　施工中减少基坑回弹变形的有效措施，是设法减少土体中有效应力的变化，减少暴露时间，并防止地基土浸水。因此，在基坑开挖过程中和开挖后，均应保证井点降水正常进行，并有挖至设计标高后，尽快浇筑垫层和底板。必要是，可对基础结构下部土层进行加固。
　　（3）防止桩位移和倾斜
　　打桩完毕后基坑开挖，应制订合理的施工顺序和技术措施，防止桩的位移和倾斜。如果打桩后紧接着开挖基坑，由于开挖时的应力释放，再加上挖土高差形成一侧卸荷的侧向推力，土体易产生一定的水平位移，使先打设的桩易产生水平位移。软土地区施工，这种事故已屡有发生，值得重视。为此，在群桩基础桩打设后，宜停留一定时间，并用降水设备预抽地下水，待土中由于打桩积聚的应力有所释放，孔隙水压力有所降低，被扰动的土体重新固结后，再开挖基坑土方。而且土方的开挖宜均匀、分层、尽量减少开挖时的土压力差，以保证桩位正确和边坡稳定。
　　（4）配合深基坑支护结构施工
　　挖土方式影响支护结构的荷载，要尽可能使支护结构均匀受力，减少变形。为此，要坚持采用分层、分块、均衡、对称的方式进行挖土。
　　城市中深基坑工程常处于密集的既有建筑物、道路桥梁、地下管线、地铁隧道或人防工程的近旁，虽属临时性工程，但其技术复杂性却远甚于永久性的基础结构或上部结构，稍有不慎，不仅将危及基坑本身安全，而且会殃及临近的建构筑物、道路桥梁和各种地下设施，造成巨大损失。从另一方面讲，深基坑工程设计需以开挖施工时的诸多技术参数为依据，但开挖施工过程中往往会引起支护结构内力和位移以及基坑内外土体变形发生种种意外变化，传统的设计方法难以事先设定或事后处理。有鉴于此，不断总结实践经验，针对深基坑工程，运用信息化设计和动态设计的新思想，结合施工监测、信息反馈、临界报警、应变（或应急）措施设计等一系列理论和技术，制定相应的设计标准、安全等级、计算图式、计算方法等。
　　参考文献：
　　[1]冯涛.关于基坑支护结构常见类型及选用的探讨.山西建筑,2009.
　　[2]张伟.控制深基坑工程安全的几点心得.中国西部科技,2010.
　　[3]马亮,范建.我国深基坑工程技术的新进展.科技资讯,2006.

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