某深基坑工程设计与施工浅析

摘 要：笔者根据多年来的施工经验对深基坑工程设计及施工进行探讨，主要对工程支护体系设计、基坑施工及监测各个环节进行了分析及总结，为深厚杂填土以及软弱下卧层基坑设计及施工积累了施工经验。

关键词：支撑；设计与施工；沉降分析

中图分类号：TU：文献标识码：A ： 文章编号：1673-9671-(2012)022-0140-01

在建筑工程基础施工中，深基坑支护属于临时支护，这项施工不在建筑主体施工范围内，但是影响工程施工效率及安全的重要方面，一旦支护出现差错，可能会出现坍塌等安全事故，导致工期延误，严重的会造成人员财产损失。因此，为了保证高层建筑顺利施工，就应该提高对深基坑工程的重视程度，对施工技术及过程进行严格控制，对出现的问题及时进行解决，争取将隐患消除在萌芽状态。

某工程地下4层，地上建筑46层，工程建筑面积88 541 m2，建筑标高64.30 m，主楼结构形式为钢管混凝土筒体结构，本工程的基坑面积约

5 000 m2，开挖深度16.8 m。

1地质条件

工程所处地段较为复杂，根据勘察报告可知，场地覆盖层主要是人工填土及第四系冲击物和残坡积物；场地上部黏土层主要为非含水层，填土中的地下水主要为上层滞水，由大气降水补给，水位因补给来源产生较大变化，下伏基岩中的泥岩为非含水层，灰岩为含水层，其地下水以岩溶裂隙水形式存在。根据水文条件可以看出，上层滞水对基坑支护的影响较大；并且孔隙承压水主要存在于底部砂层土中，水量较大，具有一定的承压水头。在对基坑水压力、抗突涌验算时发现，管涌现象明显，需要在施工时做好各项准备工作，及时做好降水处理。

2设计方案

1）基坑特点及设计思路。根据地质勘察报告及基坑验算发现，该建筑基坑设计具有以下特点：①基坑开挖深度大，地质条件较为复杂，下卧层主要为流软塑状淤泥质土，需要在打支护桩时做好桩墙控制，并且需要重视基底隆起等问题；②基坑周边的环境较为复杂，其中东侧及北侧靠近白玫瑰大酒店，西南方向靠近城市主干道，交通流量大，对施工有一定影响。并且在施工中，需要做好基坑位移及沉降变形监测，以保证基坑支护安全；③基坑最上层为杂填土，且杂填土的厚度较大，上层滞水较丰富，对基坑开挖有一定影响，需要在基坑开挖同时做好侧壁止水处理。

2）支护体系设计。支护体系设计要满足受力对称，受力明确，充分发挥各个桩的作用，最大程度满足变形及稳定性要求，避免对基坑周边环境的影响。首先应该根据坡顶附加荷载及开挖深度计算基坑桩墙的侧压力，然后计算桩及需要支撑的层数，根据计算结果确定支护桩的桩径、桩间距、桩身材料等指标。同时根据计算结果，应该对基底4 m软土层进行临时加固；再者，对支护桩的侧向位移及支撑力进行计算，由于之前已经做好桩参数设计，因此对支护桩的侧向位移计算就是为了保证位移计算结果在规范允许的范围内；最后，需要对支撑杆进行平面布置设计，整个基坑朝向为南偏北，土方运输布置在南边，为了提高运输效率，可以在支撑平面布置的同时做好土方开挖运输的优化设计。此外，必须做好支撑布置设计，保证支撑合理，为了保证施工效率，应该在保证施工安全的情况下，尽快增加挖土速度，以免影响到总工期。

基坑整体的刚度和稳定性是深基坑施工中最容易产生的问题，基坑支护结构是否会发生变形、产生沉降，水平方向是否有位移、倾斜，是否有裂缝，以及基坑底是否产生隆起和变形等问题是决定基坑支护结构成败的关键。因此，要综合考虑地质水文条件、周边载荷、基础类型、支护结构等多方面的因素，根据具体条件及时调整支护方案，防止质量弊病的产生，确保建筑物后期施工与使用的安全。

3）地下水处理。在制定止水方案时必须慎重，应从深基坑工程的防水、降水和排水三方面考虑。地下水的来源复杂，一般是承压水、上层滞水、潜水、雨水及基坑周围的渗漏管道水。所以，首先要深入分析地下水的成因，主要依据就是工程的地质资料，同时要了解深基坑的周围环境。地下水对深基坑工程的施工带来的危险程度是相当高的，尤其是在地下水位较高的地区。这些地区深基坑支护工程常采用止水帷幕的措施。浆喷深层搅拌法、粉喷深层搅拌法、高压喷射注浆法和压力注浆法是止水帷幕常用的施工方法。处理上层滞水的方法是，沿支护桩设置2排深层搅拌桩防渗墙，通过配比实验确定了水泥掺入比，要求桩长进入基坑底2 m左右。突涌验算表明，当场地的承压水水头标高降低4.0 m～5.0 m后，该基坑就不会发生突涌。因此，在处理承压水时，可采用中深井减压降水的处理方法。

3土方施工经验

现场处于繁华闹市地区，施工场地狭窄，土方开挖设计将运输场地布置在南侧，因此，土方开挖从北侧开始进行，这就需要在北侧做好支撑工作，另外对于基坑中段的对顶撑，其布置应该朝东西方向，为了不影响施工进度，应该首先对东西两侧进行施工，最后进行中间段的施工。同时，将其预留为运输车辆的通行道路。在施工中，为了提高挖土效率，土方开挖应进行机械作业。

4拆撑施工

在支撑系统拆除前，应该进行两侧换撑施工。第一次应该与地下结构的底板施工同时进行，换撑结构采用C15强度等级的混凝土，换撑截面b×h=1 000 mm×750 mm，当强度达到设计要求后，对北侧叠层的支撑结构进行拆除，完成第一次换撑施工后申请监理单位进行检查验收；验收合格后方可进行北侧第二层换撑施工，可以采用钢管进行支撑，设置高度在负一层楼板处，通过钢围护结构与支护桩进行连接，随后，对第一层支撑结构进行爆破拆除。

5监测结果分析

施工场地的杂填土厚度较深，在施工时需要在基坑内布置六口降水井，做好降水处理，为了防止降水过程中施工场地有较大的变形和沉降，应该对降水与周边沉降做好关系处理，可以根据沉降点的观测绘出沉降曲线，然后根据图形分析沉降的原因。通过本工程的沉降曲线可以发现，降水井的启动并没有突然加剧地面的沉降。因此，降水不是引起基坑地面沉降的主要原因，而深厚杂填土在基坑开挖后由于失水重新固结，这才是地面部分沉降的主要原因。

在基坑开挖过程中，应该避免施工机械碰撞支护结构以及支护桩，因为巨大的碰撞可能导致基坑底土层的扰动；在施工中出现异常情况，应该及时停止施工，安排人员进行基坑检查，查找原因并做好处理，方可继续挖土。基坑开挖完成后，严禁长时间的暴露在太阳下，应该及时请监理单位、建设单位进行验收，方便地下结构工程的施工。基坑回填前，要保证支护层不会被破坏，特别是坡脚处。在施工过程中，施工单位应该与土方运输单位做好协调，保证土方运输效率最大。

总之，要综合考虑地质水文条件、周边载荷、基础类型、支护结构等多方面因素，并根据具体条件及时调整支护方案，防止质量弊病的产生，以确保建筑物后期施工与使用的安全。深基坑工程是临时建筑，不在主体施工范围内，但其施工质量对建筑整体的后期施工与使用都有着不可忽视的影响。因此，这就要求施工监理应掌握基坑工程施工质量的控制要点，严格监管，确保工程质量，避免安全隐患的发生。

参考文献

[1]DB42/159-2004基坑工程技术规程.

[2]丰建国.深基坑支护工程监理控制要点.2010.

[3]林练标.深基坑支护施工与监理检测.2009.

[4]高大钊.深基坑工程(第二版).2003.