浅谈深基坑工程技术及基坑支护的现状和进展

　　浅谈深基坑工程技术及基坑支护的现状和进展
　　刘敏徐炜举连云港鸿洋岩土勘察设计有限公司222023
　　摘要：由于城市的发展，深基坑工程需处于密集的既有建筑物，地下管道，地铁隧道或人防工程近旁，伴随一些大工程的实施，涉及深基坑工程的施工越来越多，本文将简要探讨当前国内的深基坑工程技术的现状和进展。
　　关键词：深基坑逆作法锚杆技术基坑支护
　　深基坑工程在国外称为“深开挖工程”（DeepExcavation），这比称之为“深基坑”更合适。因为为了设置建筑物的地下室需开挖深基坑，这只是深基坑开挖的一种类型。深开挖还包括为了埋设各种地下设施而必须进行的深层开挖。深基坑工程问题在我国随着城市建设的迅猛发展而出现，并且曾造成人们困惑的一个技术热点和难点。
　　城市中深基坑工程常处于密集的既有建筑物、道路桥梁、地下管线、地铁隧道或人防工程的近旁，虽属临时性工程，但其技术复杂性却远甚于永久性的基础结构或上部结构，稍有不慎，不仅将危及基坑本身安全，而且会殃及临近的建构筑物、道路桥梁和各种地下设施，造成巨大损失。从另一方面讲，深基坑工程设计需以开挖施工时的诸多技术参数为依据，但开挖施工过程中往往会引起支护结构内力和位移以及基坑内外土体变形发生种种意外变化，传统的设计方法难以事先设定或事后处理。有鉴于此，人们不断总结实践经验，针对深基坑工程，萌发了信息化设计和动态设计的新思想，结合施工监测、信息反馈、临界报警、应变（或应急）措施设计等一系列理论和技术，制定相应的设计标准、安全等级、计算图式、计算方法等。
　　伴随着这些工程大实施，深基坑工程的设计施工技术已取得了长足进步。
　　1.采用逆作法施工技术
　　最早的逆作法施工技术应用于上海电信大楼（地下3层），其后如福州世界金龙大厦（地下3层）、上海恒积大厦（地下4层）、北京地铁大北窑车站、上海地铁黄陂路车站等，均以地下连续墙为挡土墙兼作地下室外墙，采用逆作法施工。也有因地制宜而采用“半逆作法”施工者，如天津劝业场新大厦等（先明挖一部分土方）。
　　此外，还有以钻孔桩作为挡墙而采用逆作法施工的工程，例如：北京地铁永安里车站、抚顺宾馆（地下2层）、石家庄站前地下商场（2层）、哈尔滨奋斗路地下商业街（2层）等。
　　逆作法施工可缩短基坑开挖和支护结构大面积暴露的时间，改善支护结构受力性能，使其刚度大为增强，节省支撑或锚杆的费用，使支护结构的变形及对相邻建筑物的影响大为减少，从而使总造价降低，一举多得，因此是一种先进的施工作业方法。
　　2锚杆技术
　　锚杆技术以其能为基坑开挖提供较广阔的空间优势，在我国从北到南相继获得应用。
　　自早年北京地铁西直门车站、北京京广大厦等及上海太平洋大饭店、上海展览中心北馆等分别在北京粉细中砂地层和上海饱和软粘土地层作了系统的测试研究后，各地对其施工工艺、材料选用，乃至拔除方法等又分别作了深入研究。上海、天津先后提出了二次注浆技术、干成孔注浆技术等，有利于在饱和软土中推广应用。近年施工有许多成功的实例。
　　目前锚杆施工工艺领先于其设计理论。但因施工不当，曾发生了若干起严重事故，应予重视。
　　关于基坑支护方面的探讨
　　对软土基坑，特别是深大而周围环境条件严峻的基坑，在基坑内外一定范围进行土体加固，可取得防止隆起、稳定坑壁、减少位移、保护环境的良好效果。工程界已普遍认识到，基坑支护设计应是支挡结构、支撑锚拉体系及土体加固三项技术综合运用，方可达到安全、经济的目的。土体加固除利用常规的地基处理技术外还常利用降水技术，取得了好效果。实践证明，在一般情况下加固坑内被动区的效果比加固坑外主动区的效果更好。支护结构设计的内容扩展到了必须考虑基坑变形影响所及的周边范围，而不仅是局限于支护基坑本身而已。为此，在设计前常先做好对基坑以外周边地区的地质勘察及注意对周边环境的监护。
　　监护方法有三类：一类是适当加强支护体系，对基坑毗邻监护对象的部位将挡墙加深或将桩加长以隔断之；第二类是对监护对象采用基础托换、结构补强、地基加固等方法直接加以保护，使其免受基坑施工影响；第三类是对基坑底部和周围土体局部加固，借以把基坑变形控制在容许范围。这些方法分别根据工程具体情况经分析比较而后采用。
　　此外，研究发现，在软土深大基坑中精心安排开挖施工分层分区分块的部位和时间要求，以及相应的支撑设置的时间要求，以有效地控制基坑已开挖部分的无支撑暴露时间和减少土体被扰动的时间与范围，将可以利用尚未被挖及的土体尚能在一定程度上控制其自身位移的潜力，而达到使其协力控制挡墙位移和坑周土体位移的目的。换言之，在基坑开挖施工（包括支撑设置过程）同支护结构及坑周土体位移之间，存在着一定的相关性。故科学地安排土方开挖施工顺序和控制施工进度，将有助于控制挡墙和坑周土体的位移。
　　在基坑开挖过程中还应实施跟踪监测，并将信息及时反馈
　　这是为了掌握支护结构和基坑内外土体移动，随时调整施工参数，优化设计，或采取相应措施，以确保施工安全，顺利进行。施工监测的作用还在于检验设计的正确性，并有利于积累资料，为今后改进设计理论和施工技术提供依据。
　　监测手段常采用水准仪、经纬仪、测斜仪、分层沉降仪、土压力盒、孔隙水压力仪、水位观测仪、钢筋应力计等。目前在实际工作中，以水准仪量测墙顶和地面位移以及以测斜仪量测墙体和土体深层位移较为可靠而且特别重要。其他监测手段常被用来进行综合分析。用钢筋应力计测支撑轴力时，尚应配以温度计埋设在支撑中，以便计算温度变化引起的应力。实测表明，由于温度变化，支撑往往产生较大的附加轴力，对钢筋砼支撑，可达15～20%.这说明设计时不能忽视。钢支撑的温度变化应力更大。
　　但目前基坑工程的综合监测水平尚不够理想。尽管有了计算机和遥控等先进设备，而测试元件的质量及其标定、埋设、保护和施工配合等方面存在不少问题，有待改进。
　　结语
　　深基坑工程的安全关系重大，采用成熟技术方案的同时适当结合新技术，以保证基坑工程的顺利、安全施工。