深基坑开挖与支护技术探讨

摘要：本文作者结合实际工作经验，对深基坑开挖与支护技术进行了分析探讨，供大家参考借鉴。

关键词：深基坑工程；开挖支护技术；探讨

基坑开挖与支护是高层、超高层建筑或某些工业建（构）筑物兴建中不可避免的问题，改革开发以来，高层、超高层建筑随着国民经济的发展和外商投资热的兴起，如雨后春笋鳞次栉比，因而深基坑开挖与边坡支护问题成为岩土工程界关注的热点话题，目前城市建筑密度随着城市的发展逐渐增大，随着高层建筑的不断兴建，深基坑开挖支护问题日益突出。因而深基坑开挖支护及对邻近建筑、道路及设施的影响日益为工程师们所关注，深基坑工程特点无论是高层建筑还是地铁的深基坑工程，由于都是在城市中进行开挖，基坑周围通常存在交通要道、已建建筑或管线等各种构筑物，这就涉及到基坑开挖的一个很重要内容，要保护其周边构筑物的安全使用。而一般的基坑支护大多又是临时结构、投资太大也易造成浪费，研究开发出许多好的措施.但是基坑开挖深度越来越深，开挖环境日益严重。基坑越挖越深。因为土地价格昂贵，或者为了满足人防和城建规定需要，建筑投资者不得不向地下发展.过去建多层地下室，即使在大城市也不普遍，现在在大城市、沿海地区地下多层已很寻常，因此基坑深度多在16米以上。基坑周围环境复杂。高层建筑集中在人口稠密、建筑物密集的地方，并紧靠重要市政公路。而此处原有建筑结构陈旧，地上与地下管线密布。因此，基坑开挖不仅要保证基坑本身的稳定，也要保证周围的建筑物和构筑物不受破坏。

1 施工准备

施工前，清除基坑两岸的树根、杂草，并根据原地面复测成果。确定土方开挖方案时，应对周围建筑物、构筑物进行拍照和录像，对地质勘测报告、周围建筑物及地下设施情况等信息进行分析，对特殊土质需精心组织施工，膨胀土地区不宜在雨季开挖，软土地区分层开挖的深度不宜太大。若挖土高差太大或挖土进度过快，极易改变土体原来的平衡状态，降低土体的抗剪强度，可导致土体快速滑移，这样不利工程监控，易造成坍塌事故。

2 深基坑施工中的地下水处理

1）止水法，即通过有效手段，在基坑周围形成止水帷幕，将地下水止于基坑之外；2）排水法，即将基坑范围内地表水与地下水排除，如明沟排水、井点降水等。3）在抽水井和被保护建筑物之间设一排注水井，在抽水的同时通过注水井向地下注水，二者共同作用使基坑周围被保护地域实际地下水位保持不变或变化在允许的范围内。

在具体施工中，除了把握好成孔、安设井管、填充滤料、洗井、安设水泵等重要环节外，还要特别注意以下问题：1）基坑内井点应同时抽水，使水位差控制在要求范围内。2）加强水位监测，水位差过大时，应立即采取补救措施，如设置回灌井点等。3）防止排出的地下水回渗而流入基坑。4）潜水泵在运行时要注意检查电缆线是否和井壁相碰，以防磨损后水沿电缆芯渗入电动机内。5）位于基坑内的深井井点，由于井管较长，挖土至一定深度后，井管应于附近的支护结构支撑或立柱等连接，予以固定。6）当基坑底部有不透水层时，为排除上层地下水，可采用砂井配合深井降水。7）井管使用完毕拔出。

3 土方开挖

根据地质条件，采用放坡开挖结合轻型井点降水的方式施工，开挖时按设计要求分级分坡比开挖。应在地下水位降至开挖断面以下500mm后进行施工，确保干地作业。降水工作需持续到基础施工完成（包括地下水位以下回填土）。在开挖时，特别是在雨季施工时，需经常检查边坡，等边坡开挖成型后，用土工布覆盖以确保边坡稳定。在开挖过程中做好记录，如发现地基土质地质勘探报告或设计不符合时，及时与有关人员联系、处理，确保土方开挖顺利进行。

4 布设测点

在施工过程中和施工后应对设置的沉降观测点进行定期观测基坑边坡变位情况，定期上报监理工程师，如有异常情况，及时分析原因，采取对策，确保基坑安全稳定。深基坑支护结构工程监测的主要内容有：支护结构顶部水平位移；支护结构沉降和裂缝；临近建筑物、道路的沉降、倾斜和裂缝；基坑底隆起的观测等。以上监测除每天进行目测之外，一般每8～10m设一个监测点，关键部位适当加密，开挖后每天监测3次，位移大时应适当加密。观测结果要真实反映所测目标的动态趋势，并绘出变化曲线图，以传递险情前兆信息，找出险情发生的必要条件，如地质特性、支护结构、临近建筑物、地下设施等，结合相关的诱发条件，如气象条件、开挖施工、地下水变化等，根据基坑支护结构的稳定性计算结果进行科学决策，以排除险情。开挖较深的基坑时，还应测试支撑的内应力，当应力值达到设计值的90%（或支撑变形达10mm）时，要及时采取防范措施。另外，因现场施工情况复杂，监测点极易被破坏，要注意对监测点的保护。

5 安全技术措施

5.1 编制专项施工方案，包括施工准备、开挖方法、放坡、排水、边坡支护等，边坡支护应根据有关规范要求进行设计。

5.2 挖前检查，认真检查周围环境条件、开挖范围，不能在危险岩石或建筑物下面进行作业。开挖的基坑边1m内禁止堆土、堆料、停置机具。

5.3 挖土要自上而下，分层次连续进行，严禁掏洞和从下向上拓宽沟槽，以免发生塌方事故。

5.4 在深基坑操作时，应随时注意土壁的变动情况，如发现有大面积形象裂缝现象，必须暂停施工，报告项目经理进行处理。

5.5 在基坑下作业时，必须戴安全帽，严防上面土块及其他物体下砸伤头部，遇有地下水渗出时，应把水引到集水井加以排除。

5.6 挖土方时，如发现有不能辩认的物品或事先没有预见到的地下电缆等，应及时停止操作，报告上级处理，严禁敲击或玩弄。

5.7 修坡时，按照要求进行，人员不能过于集中，如土质比较差时，应指定专人看管。

5.8 人工开挖基坑时，适当安排工人的人数，保证每人必要的工作面。人员之间的横向间距不得小于2.5m，纵向间距不得小于3m；避免由于工作面狭窄造成相互干扰引发伤亡事故。

5.9 多台机械开挖，机械间距应大于10m；机械多台阶同时开挖土方时，应根据验算边坡的稳定性来确定挖土机离边坡的安全距离。

5.10 安全防护措施：按要求放坡或支护，出现异常，应立即采取防范、补救、加围措施；基坑深度超过两米，四周应设防护栏杆；人员上下要有专用爬梯；深坑内作业时，用采取通风和测毒措施；夜间施工必须有充足的灯光照明。

6 结束语

随着我国社会经济的发展，城市化进程的加快，各种高层建筑越来越多，深基坑工程的数量急剧上升，由于大部分基坑工程靠近建筑物及居民区，施工难度及危险性极大，安全形势日趋严峻。在基坑开挖的过程中，土层滞水，土壤中的承压水、裂隙水、地面排水、雨水等处理不当，都会给边坡支护和周围建筑物、管线带来危害，支护结构局部失稳或整体失稳引起边坡坍塌及建筑物沉降。因此支护结构既要确保基础安全，顺利施工，又要考虑方便施工，经济合理。深基坑工程的施工是一个循序渐进的过程，施工单位应按先设计、后施工的程序进行，并尽量做到边施工、边监测，还要遵循“分层开挖，先撑后挖，随挖随撑，对称均衡，限时限量”的原则，杜绝盲目施工和野蛮施工的现象，加强对整个深基坑施工过程的控制，保证工程顺利、安全地完成。

参考文献：

[1] 汉，黄书秩，程丽萍.深基坑工程（第二版）[M].北京：机械工业出版社，2007.

[2] 岩土工程手册编委会.岩土工程手册[M].北京：中国建筑工业出版社，2008.