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深基坑工程设计与施工分析

发表时间：2020/9/27 来源：《基层建设》2020年第17期作者：徐亮

[导读] 摘要：随着近年来建筑规模的扩大以及楼层的升高，深基坑工程已经成为现代建筑工程中极为常见的基础工程。

        甘肃铁道综合工程勘察院有限公司
        摘要：随着近年来建筑规模的扩大以及楼层的升高，深基坑工程已经成为现代建筑工程中极为常见的基础工程。但是深基坑工程本身有着较强的多变性和不确定性，稍不留意就很容易引发施工安全事故，因此必须在施工前深入勘查地质状况和施工环境，基于受力和变形等合理设计基坑施工方案，并在施工时严格进行监管，务必要保障施工安全及质量。
        关键词：深基坑工程；设计施工；常见问题；解决途径
        引言
        深基坑主要为挖掘深度超过5m和挖掘深度虽未超过5m，但地质条件、周围环境较为复杂的基坑。近些年，随着经济的飞速发展，人们的生活品质不断提高，我国居民对房屋的需求与日俱增，随着建筑物高度不断增加，对于深基坑的要求也在不断加强。但我国的深基坑技术尚不完善、成熟，企业又过于追求高层建筑，导致深基坑工程出现诸多问题，对深基坑工程设计施工中的常见问题进行了分析，并提出相关解决途径方法，可为类似工程提供借鉴。
        1深基坑工程现状分析
        我国的深基坑支护结构设计会呈现出2种极限的态势。第一种态势为破坏的态势，第二种态势为失效的态势。在破坏态势中，深基坑支护结构受到了严重的损坏，支护结构强度大幅降低；在失效态势中，深基坑支护结构已经失效，失去了支护的意义，与破坏态势不同的是，失效态势中支护结构的强度并无明显下降。相关设计人员在对深基坑开展设计工作时应严格执行安全稳定为第一原则，并且能与周边环境适应。基坑能在一定作用下发生形状改变或结构改变，但这都是有一定的限制。由于我国深基坑设计施工建设起步较晚，发展时间较短，所以在施工技术方面仍存在着很多漏洞，并且我国大多地区建筑密度较小，缺乏对环境保护的重视。近些年来发生的重大深基坑安全事故多因为深基坑结构变形造成的，所以工程设计人员应强化分析和研究工作，详密计算深基坑能承受变化的临界值。
        2深基坑工程设计施工途径
        2.1加强施工过程管理
        由于本工程采用的是地下连续墙+钢筋混凝土内支撑支护方案，因此在施工时需要先在基坑周围做地下连续墙，并且喷射混凝土固结，待固结并达到开挖条件后再开挖施工。而且值得注意的是，施工队伍还需要在开挖前提前打好钢构柱，确保钢筋混凝土内支撑能够在支座上稳固。在立柱桩施工后便可以进行第一次土方开挖和第一道支撑施工，然后再进行第二次土方开挖和第二道支撑施工，并在上方浇筑基础底板，拆除第四道支撑，并随着施工的进行拆除第二和第三道支撑。在此过程中施工队伍必须严格按照施工规范进行操作，同时对基坑进行严格监测，确保基坑内部没有明显渗漏水现象和变形现象。另外在施工时还应当做好多专业协调，确保各部门和单位能够顺利合作并完成施工。
        2.2基坑降水施工质量监理控制
        降水设计采用真空管井降水，基坑内共布置疏干井157口，坑外观测井18口，深度21m，坑内承压水观测井兼备用减压井33口，深度38m。钻孔成井过程质量控制，重点检查井孔的位置、深度、直径、垂直度等。在井管下井时，根据施工方案检查每个井孔井管的排列次序，组装前要求对其进行清洗。井管下沉前要求清洗滤井，冲除沉渣，井管居于井孔中心，滤管不得紧靠井孔壁或插入淤泥中，底部按标高严格控制，并且保持井口标高一致；井管全部入井后，在填灌砂滤料前要求把孔内泥浆稀释，待含泥量小于5%时方可准许灌砂。管井使用时，要求施工单位进行试抽水，检查出水是否正常，有无淤塞等现象。基坑潜水降水应连续进行，不得随意停止，降水过程中督促监测单位定期监测水位。地下结构回填土尚未完成前，不得随意封闭疏干井，应督促降水单位继续进行降水，严格按照设计要求在全部完成地下结构施工后，方可停止降水。

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        2.3深化质量责任、强化过程控制
        （1）优化设计。做到设计条件充分了解，如现场条件和平面布置、周围环境、地质条件、委托方要求等。设计依据要充分，严格遵守法律法规、规范规程、地质勘察岩土报告及其他相关文件，根据基坑深度确定基坑安全等级和重要性系数，确定支护有效日期。（2）对于施工过程中喷射混凝土的质量优劣主要由喷射操作手的操作能力与技术水平决定，同时选择原材料的环节也至关重要，要强化和优化回弹率与原材料的配合比关系，保证喷射混凝土的质量和强度，要注重施工过程检查和完工验收。
        2.4基坑支护方案分析
        根据基坑支护方案自身特性及本工程实际情况，可选支护方案主要包括地下连续墙+钢筋混凝土内支撑支护、地下连续墙+预应力锚索支撑、旋挖灌注桩+钢筋混凝土内支撑支护、旋挖灌注桩+预应力锚索支护等4种，实际上就是地下连续墙与旋挖灌注桩、钢筋混凝土内支撑与预应力锚索支撑的选择组合。其中地下连续墙与旋挖灌注桩相比，前者对周边环境的影响较小，而且止水效果及受力情况都较好，安全性较高，不过施工周期较长及造价偏高；后者需要在施工时做止水帷幕，施工难度更大，并且用于淤泥层及砂层较厚的本工程存在一定安全隐患，不过其施工周期更短且造价更低。
        2.5做好施工前的准备工作，制订完善的施工方案
        做好施工前的准备工作对整个施工都有着深远的影响，也是提高深基坑工程施工质量的关键所在，所以在进行深基坑施工之前，施工作业人员及相关管理人员势必要严密勘察施工现场，确定施工现场的土质条件、水利条件、地下管线布置状况等，为设计科学合理的施工计划辅以基础资料支撑。深基坑工程所涵盖的范围较广，为了确保施工工作的有效进行，需要制订有效的施工策略，施工策略的内容主要包括基坑土层挖方、支护结构的设置、放水工作等。
        2.6科学选择监测项目
        施工活动控制的实现是以监测项目为重要渠道，通过对不同项目的有效监测能够准确把握工程施工情况，从而有效预防施工隐患和风险，及时处理施工问题，全面保障施工安全、质量及效率。对本工程而言，需要监测的项目主要包括支护结构和周围环境要素。其中墙顶水平位移、墙顶沉降、孔隙水压力、土体竖向变形、土体侧向变形、墙体侧向变形、支撑轴力、地下水位、立柱沉降、周围建筑物沉降和倾斜、周围地下管线沉降和水平位移等是必须监测的项目，它们能够客观反映深基坑施工情况，帮助施工队伍了解是否存在施工问题，从而及时有效地加以防范和处理，提高施工安全性和质量。
        结束语
        目前深基坑支护工程已经被广泛应用于高层建筑施工中，并且深基坑支护工程也是基础工程施工的重难点。深基坑支护工程质量的优劣不但对整个工程的质量、工程进度及工程成本有直接印象，并且对周边环境也有较大的影响。综上所述，施工部门进行深基坑作业时，首先应做好施工前的准备工作，并根据具体情况制订详密的施工计划，在施工过程中务必要严格遵循相关施工规定及操作流程，严防安全隐患，发现问题及时制订相关措施解决问题，强化对全部人员的安全宣教工作，加大安全检查力度，保证深基坑安全、稳定、有效生产。
        参考文献
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        [3]袁泽喜.深基坑工程设计施工中的常见问题和解决措施[J].价值工程，2014（21）：168-169.
        [4]朱佑国.地铁深基坑设计与施工中的常见问题及应对措施[J].建筑工程技术与设计，2018（32）：1643.