建筑基坑支护工程的安全影响因素分析

【摘要】改革开放以来，随着国家城市化进程的不断加快，高层建筑迅速兴起，并且不断发展与时俱进。在建筑工程施工时，基坑的支护工程的安全防范就是高层建筑工程施工的前提与关键。为保证建筑工程施工安全，我们必须对建筑基坑进行支护措施。由于基坑支护的设计与施工受到工程地质、水文条件、气候条件等许多因素的影响，我们在此对基坑支护工程的安全影响因素进行分析，并提出基坑支护的设计与施工时所需要的几点建议和对策。

【关键词】建筑基坑；基坑支护；安全性

中图分类号： TV551.4 文献标识码： A 文章编号：

1 前言

高层建筑事业的迅猛发展，使得在当前建筑工程技术与施工中地基要求指标越来越高。在建筑基坑施工时，为了确保施工安全及基坑支护功能的运用，我们利用合适的的科学技术手段对基坑支护在施工中其施工方法和施工工艺进行严格的控制。由于基坑支护的设计与施工受到工程地质、水文条件、气候条件等许多因素的影响，这些因素给建筑施工中带来了很大的困难。为此我们在此对基坑支护工程的安全影响因素进行分析，从而得出基坑支护的设计与施工时的安全性的预防措施。

2 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当

关于土体物理参数的选择是一个非常复杂的问题，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，很难准确计算出支护结构的实际受力。在深基坑支护结构的设计中，如果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的影响。

2．2基坑土体取样具有不完全性

在深基坑支护结构设计之前，必须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，为减少勘探的工作量和降低工程造价，不可能钻孔过多。因此，所取得的土样具有一定的随机性和不完全性。

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：基坑周边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，常常以长边的居中位置发生。这足以说明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。

2．4支护结构设计计算与实际受力不符

目前，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。工程实践证明，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虽然比较小，甚至达不到规范的要求，但在实际工程中却满足要求。

3深基坑支护设计中的注意事项

3．1彻底转变传统的设计理念

对于深基坑支护结构的设计，国内外至今尚没有一种精确的计算方法，多数是处于摸索和探讨阶段，我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。其计算结果与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在采用传统的“结构荷载法”。而应该彻底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

目前，设计人员用的极限平衡原理是一种简便实用的常用设计方法，其计算结果具有重要的参考价值。但是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，而不能保证支护结构的刚度。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。鉴于上述实际，在建立新的变形控制法时，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效应和地面超载的确定及其对支护结构的影响等问题。

3．3大力开展支护结构的试验研究

开展支护结构的试验研究(包括实验室模拟试验和工程现场试验) 虽然耗费部分资金，但由于深基坑支护工程投资巨大，如经过科学试验在进行设计时肯定会节省可观的经费，因此，工程现场试验是非常重要的。通过工程实验积累大量的测试数据，可对同类工程的成功打好基础，为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构成功应用后，双排桩、土钉、混合拱帷幕、旋喷土锚、预应力钢筋混凝土多孔板等新的支护结构形式也相继问世。但是，这些支护结构型式的计算模型如何建立、计算简图怎样选取、设计方法如何趋于科学，仍是当前新型支护结构设计中急需解决的问题。

4基坑支护实际工程案例应用分析

4．1工程概况

拟建场地位于福田区景田片区，西侧为绿化带，东侧为新洲路，南北两侧为居住小区。此地段地貌单元属冲积平原，后经人工整平改造，原始地形已改变，勘察时钻孔孔口标高变化于2.79～10.2m。根据招标文件，本建筑±0.00标高相对于绝对标高8.80m，基坑开挖深度为±0.00标高下12.7m和14.2m，根据现场地形，本基坑开挖深度为13.0m~14.4m。

4.2基坑支护方案

（一）设计原则

详细了解和分析基坑的水文、地质条件、建筑物工程特征及周围环境（道路、管线、建筑物）是基坑支护设计的前提。

设计方案应满足国家和地区的有关法规和规范。

设计方案必须确保支护结构的自身安全，同时不能对基坑周边建筑物及管线造成不利影响。

设计在满足安全的前提下最大限度地降低支护工程费用。

设计方案须充分考虑工期、气候等其他因素，应有意外情况的防范措施。

设计方案应考虑本地区的施工经验和施工技术，具有可操作性。

基坑支护结构设计标准

基坑安全等级： 根据国标及深圳市基坑规范，本基坑安全等级为一级。

基坑支护结构水平位移及周围地面沉降变形不得大于0.0025h（h为基坑深度），且不大于50mm。

基坑与建筑边线距离关系：考虑到地下室施工，基坑内的支护边线与建筑地下室边线最小不小于1.2m，以利施工。

4．2基坑支护安全影响因素分析

在施工前，我们要对建筑场地的工程地质条件进行现场勘察、详细记录。其中包括以下几个方面：一、地层岩性。地层岩性主要有人工填土层、埋藏植物层、粉质粘土、粗砾砂、砾质粘性土、下伏基岩为燕山期侵入岩等。我们通过现场勘察及室内土工实验，对各地层岩性特征进行详细描述。二、场地水文条件。场地地下水是我们主要研究对象，工程施工规范要求我们确切地下水分布情况、水层地质结构、腐蚀情况等。

4．3基坑支护设计施工

在掌握施工工程概况要求及基坑支护安全影响因素分析之后，我们要根据规范进行基坑支护设计施工工作。此建筑基坑支护属临时支护部分，地层岩性主要有人工填土层、埋藏植物层、粉质粘土、粗砾砂、砾质粘性土、下伏基岩为燕山期侵入岩等通过相应实验确定土的力学特性，查阅相关规范进行基坑支护设计，确定基坑各项参数。

5 结论

基坑开挖在当前建筑工程施工中是一项系统化的施工工程，其涉及到各种学科进行综合分析与利用，是集土力学、水力学、材料力学和结构力学等于一体的综合性科学。在支护施工的时候要针对其在施工中的各种环节进行综合的应用，将各组成部分协调好，才能确保它的安全可靠，经济合理。

【参考文献】

[1] 王培杰.建筑基坑支护工程安全性影响因素分析[J].民营科技,2011, (5):56-57.

[2] 胡良跃.分析建筑基坑支护工程安全性影响因素[J].中国科技纵横,2011, (14):67-68.

[3] 王胜.浅谈建筑基坑支护的安全施工[J].建材发展导向,2011, (7):44-45.

作者简介：胡俞晨男 1981年2月福建南平 工作单位：深圳市勘察研究院有限公司 职称：工程师/注册土木工程师（岩土）学位：工学硕士。