摘要：進入二十一世紀城市化的進程加快，高層建筑也已成為新建建筑的主要形式。由于高層建筑的特性，基坑支護工程在高層建筑施工過程中的重要性越來越凸現出來。本文分析了當前基坑支護設計的原理及類型，分析了基坑支護技術存在的問題，并提出了深基坑支護應用中的重點事項和防護措施。

　　關鍵詞：建筑,基坑支護,施工

　　隨著城市化的發展與人們生活水平的提高，近年來我國建筑工程飛速發展。在城市中土地價格不斷提高，因而在建筑向高空謀求空間的同時，地下空間的利用也成為一個重要方向。地下空間的利用就會面臨深基坑工程。深基礎工程的造價占高層建筑總造價很大比重，深基坑支護結構是深基礎工程的主要組成，所以深基坑支護結構對于高層建筑十分重要。隨著高層建筑的迅速興起，深基坑支護技術迅速發展。深基坑開挖和支護技術已經日趨成熟，但是新技術、新結構、新工藝依舊不斷涌現。

　　一 基坑設計

　　設計是基坑工程首先要注意的問題。為保證設計方案的合理與安全，基坑設計必須由專業的、具備資質的設計單位承擔。基坑支護結構與工程地質，水文地質及周邊環境密切相關，坑支護工程是一門實踐性、經驗性強的學科，所以應根據當地經驗、施工工期、季節等合理設計。另外基支護結構是臨時性工程，能用最少的價格取得最合理的結果，達到安全與經濟的最佳平衡。

　　二 基坑支護的類型

　　2.1放坡開挖。

　　優先采用局部或全深度的放坡開挖的情形有：地土質較好，地下水位較深，場地比較開闊，放坡又不會對鄰近建(構)筑物及地下管線產生不利影響時。當無地下水位或地下水位低于基坑底面且土質均勻時，基坑豎直開挖挖深限值為：黃土2.5m，堅硬粘土2.0m，硬塑、可塑的粘土和碎石類土1.5m，硬塑、可塑的粉土及粉質粘土1.25m，密實、中密的砂土和碎石土1.0m，軟土0.75m。土質邊坡開挖時，邊坡坡度的允許值，次生黃土Q4：坡高在5m以內為1:0.5～1:0.75;坡高5～l0m，為1:0.75～1:1;粘土及粉土為1:0.75～1:1.5;碎石土要依據密實度確定坡度。當坡高在5m以內時為1：0.35～:1:1，坡高5～l0m為1:0.5～1:1.25。

　　2.2 土釘支護。

　　基坑周圍不滿足放坡條件，地下水埋深較淺或基坑外有降水條件，并且鄰近無重要建筑或地下管線，基坑外地下空間允許土釘占用時，可采用土釘支護加固坑壁土體。土釘墻的水平位移可以根據數值計算并結合可靠經驗的方法確定。設計中可采用如下措施控制墻體變形：(1)減小土釘的傾角;(2) 加大土釘的長度和密度;(3) 縮短開挖與支護的施工間隔;(4) 減少分層、分段作業的深度和長度;(5)開挖前沿基坑邊緣設置豎向微型樁等。

　　2.3 排樁支護。

　　排樁支護是以人工挖孔灌注樁、沖(鉆)-灌注樁、沉管灌注樁等為主要構件的支護結構，它可分為懸壁式、錨拉式或內撐式。

　　三 深基坑支護存在的問題

　　3.1 由于支護結構設計中土體的物理力學參數選擇不當造成支護結構設計不合理。深基坑支護結構的設計依據是土壓力的大小，但由于地質情況多變且十分復雜，要精確地計算土壓力目前還十分困難，至今仍在采用庫倫公式或朗肯公式。土體物理參數的選擇是一個非常復雜的問題，尤其是在深基坑開挖后，含水率、內摩擦角和粘聚力三個參數是可變值，很難準確計算出支護結構的實際受力。

　　在深基坑支護結構設計中，如果地基土體的物理力學參數取值不準，將對結構設計的結果產生很大影響。土力學試驗數據表明：開外前后內磨擦角值相差5，其產生的主動土壓力不同;原土體的內凝聚力與開挖后土體的內凝聚力，則差別更大。所以施工工藝和支護結構形式不同也會影響土體的物理力學參數。

　　3.2 基坑土體的取樣不能真是反映事實。在深基坑支護結構設計之前，必須對地基土層進行取樣分析，用于確定土體比較合理的物理力學指標。但是由于勘探的工作量和工程造價的限制，鉆孔不可能過多。因此，所取得的土樣具有一定的隨機性和不完全性，不能準確的反映事實。但是，地質構造是極其復雜、多變的，所以取得的土樣不可能全面反映土層的真實性。因此，支護結構的設計也就不一定完全符合實際的地質情況。

　　3.3 基坑開挖存在的空間效應考慮不周。深基坑開挖中大量的實測資料表明：基坑周邊向基坑內發生的水平位移是中間大兩邊小。深基坑邊坡的失穩，常常以長邊的居中位置發生，這是以深基坑開挖是一個空間問題。傳統的深基坑支護結構的設計是按平面應變問題處理的。對一些細長條基坑來講，這種平面應變假設是比較符合實際的，而對近似方形或長方形深基坑則差別比較大。所以，在未進行空間問題處理前而按平面應變假設設計時，支護結構要適當進行調整，以適應開挖空間效應的要求。

　　3.4 依據理論過于理想化，支護結構設計計算與實際受力不符。目前，深基坑支護結構的設計計算仍基于極限平衡理論，并不符合事實，支護結構的實際受力并不那么簡單。工程實踐證明，有的支護結構按極限平衡理論設計計算的安全系數，從理論上講是絕對安全的，但有時卻發生破壞;有的支護結構安全系數雖然比較小，甚至達不到規范的要求，但在實際工程中卻滿足要求。

　　四 基坑支護施工的安全

　　保證基坑支護結構發揮其作用，除必須有合理的設計外，還需施工的密切配合，嚴格按設計要求精心施工。施工全過程實際上是一個對支護結構施加荷載的全過程.任何超挖都使得支護結構超載工作，必然導致嚴重后果，因此，施工前應嚴密組織，編制施工組織設計。

　　4.1 基坑土方開挖應在降水排水全部完成且正常運轉達到預期要求后方可進行。基坑周圍地面應采取防水、排水措施，避免地表水滲入基坑周圍土體和流入坑內。為防止坑內塌方，坑內應設置排水溝和集水井并且及時抽除積水。

　　4.2 坑邊不宜堆放物品以防塌方，如不可避免時，一般應距基坑上部邊緣不小于2m，棄土堆高不超過1.5m，并且需要計算不得超過設計荷載值。在垂直的坑壁邊距離還應適當增大。需要注意的是軟土地區不宜在坑邊堆置棄土。當重型機構在坑邊作業時，應設置專門的平臺或深基礎等。同時，坑頂周圍振動荷載的作用需要合理的隔離。

　　4.3基坑開挖應連續施工，減少無支護暴露時間，開挖必須遵循“自上而下，先撐后挖，分層開挖，嚴禁超挖”的原則。利用錨桿做支護結構時，應按設計要求，及時進行錨桿施工，而且必須待錨桿張拉鎖定后方可進行下一步開挖。

　　4.4采用機械開挖時，為保證基坑土體的原狀結構，應預留 150～300mm原土層，在進行基礎施工前由人工挖掘修整。基坑開挖完畢后，應及時清底驗槽并鋪設墊層，以防止暴曬和雨水浸刷破壞原狀結構。如果基底超挖，應用素混凝土回填或夯實回填，使基底土承載性能達到設計要求。

　　4.5基坑挖土時，要做好挖土機械、車輛的通道布置，安排好挖土順序等，不得在挖土過程中碰撞圍護結構。并做好機械上下基坑坡道部位的支護。

　　五 深基坑支護設計中的注意事項

　　5.1 建立基坑支護工程設計新方法。目前，設計人員用的極限平衡原理是一種使用方便的常用設計方法，其計算結果具重要的參考價值。但是，將這種設計方法用于深基坑支護結構有很大的缺陷：只能單純滿足支護結構的強度要求，而不能保證支護結構的剛度。因此眾多工程事故不是因為強度不足而是因為支護結構產生過大的變形而造成的。鑒于上述實際，在建立新的變形控制設計法時，應著重研究支護結構變形控制的標準、空間效應轉化為平面應變和地面超載的確定及其對支護結構的影響等問題。

　　5.2 將支護結構的原理和試驗緊密結合。開展支護結構的試驗研究(包括實驗室模擬試驗和工程現場試驗)，由于深基坑支護工程投資巨大，如經過科學試驗再進行設計時，行定會節省可觀的經費。因此，工程現場試驗是非常必要的。通過工程實踐積累大量的測試數據，可對同類工程的成功打奸基礎，為理論研究和建立新的計算方法提供可靠的第一手資料。

　　六 結語

　　基坑支護工程是一個涉及多方面的系統工程，所以不論是支護結構的設計還是施工都需要從整體出發，協調好各個組成部分，只有這樣才能協調基坑支護工程的經濟性與安全性。

　　【參考文獻】：

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　　[2]《軟土地區基坑工程支護設計實例》鄭剛，劉瑞光;中國建筑工業出版社

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