深基坑工程施工中技术要点分析

王亚君 周钰龙

（杭州通原房地产开发有限公司，浙江 杭州 310008）

前言

软土地区深基坑施工技术是我国近年来发展最快的领域之一，对开挖深度20余米的深基坑工程，完全可控制周边环境的变形在允许范围内。在支护结构方面主要以桩(墙)撑支护体系、桩(墙)锚支护体系、全喷锚或土钉墙支护体系、水泥土重力式挡土墙支护体系，近年最大的进展是按工程实际的环境与工程本身的特点，调动一切有利因素，采用综合集成的优化组合支护体系，从安全出发最大程度地减少人力物力消耗的支护方法，这是经验积累后理性的升华[1]。在土方开挖方面有墩式、盒式开挖、挖土机下坑分层、分块、对称、限时开挖;还有结合工程特点，利用各种材料与形式的支撑、预应力及复加预应力支撑，特别是利用地下室梁板支护的逆作法、半逆作法施工[2]。在地下水控制方面有明沟排水、各类降水技术、封堵技术等[3]，但深基坑工程变化因素多，在目前的设计施工中尚难做到完全准确、合理、必须加强施工过程中的监测、信息分析反馈等。在支护结构与降水技术的时空效应等方面还有待进一步开发。

1 基坑工程施工

基坑工程是指建筑物或构筑物地下部分施工时，需开挖基坑，进行施工降水和周边的围挡，同时要对基坑四周的建筑、构筑物、道路和地下管线进行监测和维护，确保正常、安全施工的综合性工程。其内容包括勘测、设计、施工、环境监测和信息反馈等工程内容。

基坑工程是地下建筑施工中内容丰富而易于变化的领域。工程界越来越认识到建筑基坑工程是一项风险性工程，也是一门综合性很强的新型学科，它涉及工程地质、土力学、基础工程、结构力学、原位测试技术、施工技术、土与结构共同作用以及环境、岩土工程等多门学科，是理论上尚待发展的综合技术学科。基坑工程大多是临时性的工程，工程经费限制很紧，而影响基坑工程因素很多，例如地质情况、水文条件、具体工程要求、天气变化的影响、施工顺序及管理、场地周围环境等等。基坑工程的设计与施工，既要保证整个支护结构在施工过程中的安全，又要控制结构及其周边土体的变形，保证周围环境(相邻建筑及地下公共设施等)的安全。在安全前提下，设计要合理，又能节约造价、方便施工、缩短工期。要提高基坑工程的设计与施工水平，必须正确选择土压力、计算方法和设计参数，选择合理的支护结构体系，同时，还要有丰富的设计与施工经验[3-5]。

2 基坑施工不确定因素

基坑工程面对各种各样的地基土和复杂的环境条件进行施工作业，存在以下一些不确定的因素：

外力的不确定性。作用在支护结构上的外力不是一成不变的，而是随着环境条件、施工方法和施工步骤等因素的变化而改变的。

变形的不确定性。变形控制是支护结构设计的关键，但影响变形的因素很多，围护结构刚度，支撑或锚杆体系的布置和构件的截面特性，地基土的性质、地下水的变化，潜蚀能和管涌以及施工质量和现场管理水平等均为产生变形的原因。

土性的不确定性。地基土的非均质性(或层)和地基土的特性不是常量，在基坑的不同部位，不同施工阶段土性是变化的，地基土对支护结构的作用或提供的抗力也随之变化。

一些偶然因素变化所引起的不确定性。施工场地内土压力的分布的意外变化，事先没有掌握的地下障碍物或地下管线的发现以及周围环境的改变等等，这些事前未曾预料的因素均会影响基坑的正常施工和使用。

3 深基坑工程施工要点

深基坑施工包括各种支护结构、隔渗设施、降水井及抽排水井和土方开挖的实施。深基坑工程施工应掌握以下要点:

深基坑工程施工前应了解基坑周边的地表水以及场地的地下水情况，做好坑周及坑内的明水排放，以及坑周边地面防水保护措施。对有可能排入或渗入基坑的地面雨水、生活用水、上下水管渗漏应设法堵、截、排，并在土方开挖前结合路面硬化作好排水工作，尤其在老粘土分布区严防各种地表水渗入边坡土体和基坑内。

基坑工程施工前应了解基坑周边建 (构)筑物的基础型式与埋置深度，上部结构情况，基坑周围地下市政管网的位置与走向，市政道路等周边环境，明确需要保护的坑内基础工程，确保基坑施工对建筑物场地及周边环境的使用安全。

基坑工程施工前必须编制详尽的、切实可行的施工组织设计，对可能发生的问题要有充分的预见和周密的对策。

在降水施工过程中，必须先施工具有代表性的1-2口井进行抽水试验，校核水文地质设计参数后，方可进行其它降水井施工。

基坑土方开挖应分段进行，严禁超深度开挖，符合基坑工程设计工况的要求。充分考虑时空效应，合理确定土方分层开挖层数、时间限制，尽可能减少基坑临空边的长度和高度。分层开挖深度在软土中一般不宜超过2m，较好土质也不宜超过5m。对设有支护结构和隔渗、降水系统的基坑，必须在支护结构和隔渗结构的强度达到设计要求，降水系统运用正常，满足施工要求后，方可进行土方开挖。

基坑工程施工过程中应搞好各分项工程的协调管理，注意工序衔接，合理安排工期，使得支护结构能够按设计要求运行。

采用内支撑的基坑必须按“由上而下，先撑后挖”的原则施工。设置好的内支撑受力状况必须和设计计算的工况一致。拆除支撑应有安全换撑措施，由下而上逐层进行。注意拆除下层支撑时严禁损坏支护结构主体、立柱和上层支撑，吊运拆除的支撑构件时不得碰撞支撑系统和结构工程。

对设计有锚杆的基坑工程，应正确选择锚杆成孔机械和成孔工艺，严格执行CECS22:90《土层锚杆设计与施工规范》的有关规定。必要时，应按设计要求事先进行成锚工艺及极限抗拨力试验，并根据试验结果对设计进行必要的调整。

基坑工程实施阶段必须采用信息化施工，实时跟踪监测基坑支护结构和地下水治理系统的工作性状以及周围环境的动态变化，并及时采取有效应变应急措施，确保环境安全。

基坑工程施工过程中必须进行监测，制定切实可行的详细的监测方案，并通过监测数据指导基坑工程的施工全过程。监测方案的主要内容应包括监测目的、监测项目、监测方法及精度要求，监测设备，监测点的布置，监测周期，监测预警值，记录制度以及信息反馈系统等。

基坑工程应按有关技术标准规范进行，做好施工过程中各工序质量控制及施工记录。基坑工程验收按分项工程进行，验收时应提供以下资料:施工测量放线定位图；基坑工程竣工图；各种主要材料的合格证、复验报告;隐蔽工程验收记录；设计变更通知；事故处理记录；有关试验及质量检测报告；基坑工程施工的管理资料以及其它有关资料。

4 结束语

本文对当今建筑施工技术中的三大技术难点与技术热门点之一的深基坑技术进行了研究。深基坑工程变化因素多，在目前的设计施工中尚难做到完全准确、合理，必须加强施工过程中的监测、信息分析反馈等，在支护结构与降水技术的时空效应等方面还有待进一步开发。在超深超大基坑设计时，必须结合工程周边环境情况，岩土工程地质条件、施工其它要求等提出一个合理的保护等级，在此基础上确定所采取的支护方案。结合实际情况的分段分区分时的多种支护形式结合使用的综合治理方式，在理论上是可行的，实际应用中成效是明显的。

[1]徐扬青.深基坑支护结构的优化设计计算[J].岩土力学，1997 18(2):23-27.

[2]刘建航，候学渊.基坑工程手册[S].北京:中国建筑工业出版社.1997.

[3]王雪峰，吴世明.基桩动测技术[M].北京:科学出版社.2001.

[4]Ai-Xun Wang,Wei-Lian Qu;Design and Construction of Shoring of Specially Large and Deep Foundation Pit.Proceedings of the Second China-Japan Geo-technical Symposium,Shanghai,China,Oct.15-16,2005,521-524.

[5]Nakai,T.and Matsuoka,H.A Generalized Elasto-astic Constitute Method for Clay in Three-Dimensional Stresses,Soil and Foundations,Vo1.26,No.3,1986,81-98.