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深基坑开挖与防护技术

发表时间：2020/12/18 来源：《基层建设》2020年第24期作者：韦绍挺

[导读] 摘要：本文的主要内容是介绍深基坑开挖与防护技术，简单介绍了施工技术，从而能够为此类工程提供可取的施工经验。

        广州市天河区建设工程项目代建局
        摘要：本文的主要内容是介绍深基坑开挖与防护技术，简单介绍了施工技术，从而能够为此类工程提供可取的施工经验。
        关键词：深基坑；开挖防护；施工技术
        建筑工地施工时会受到施工地点周边环境的影响，因此要非常注重基坑开挖的防护工作。在开挖前要对周边环境进行调查，确保安全无误再施工。因此防护工作是关键，本文主要就是探讨深基坑开挖的防护技术。
        一．深基坑开挖工程分类
        我国目前的实际情况是建筑密度大，用地紧张，施工场地缩小，但是建筑日渐高大，就使得基坑深度越来越大。在施工过程中施工人员要保证在有限的面积内进行深基坑开挖，并且保证不破坏周围的建筑物，因此就必须采取防护技术。我们将开挖的方式分为三大类：无防护开挖、防护开挖和坑壁土体加固开挖。通过下图更加直观的说明三类开挖方式的特点。

        1.1无防护开挖
        受到周边环境和已有技术的限制，我们在进行深基坑开挖时最先考虑的就是无防护开挖。无防护开挖又包含两种方式，一种是垂直开挖，一种是放坡开挖。下面分别介绍一下这两种开挖方式。首先是垂直开挖，该方法主要适用于基坑土质条件良好、没有地下水并且深度不大的地点，该方法使得坑壁稳定的最大临界深度可以用下式进行估算：

        放坡式开挖在深基坑开挖工程中比较常用，而且采用该方法对基坑的深度没有要求，主要是由施工场地的大小决定的。在无地下水的情况下，这个方法的基坑开挖深度要在地下水以下，如果坑底下面存在承压水，那就要对是否会发生基坑突涌进行判断；再者就是明沟排水放坡开挖，这种方法适用于地下水涌量较小，不会发生突涌情况；最后一种就是井点降水放坡开挖，这种方法就是为了应对地下水较浅并且可能发生突涌现象。
        地下水以及它的地质作用会对深基坑开挖工程带来一系列的不良影响，因此在施工前要对施工地的地理环境进行勘探研究，并且进行室内模拟实验，同时对现场进行检测，尽可能的降低地下水对施工的影响，不断探索新的深基坑开挖支护技术，提高工程的效率和安全性。
        1.2有支护基坑开挖
        支护结构包括两种：加固型和支挡型。加固型是进行竖桩加固，桩的类型也有很多种比如水泥搅拌桩、高压旋喷桩等，还有就是进行注浆加固或者网状树根加固；支挡型就是安装桩挡支护结构。
        二．深基坑开挖支护的理论体系
        深基坑开挖支护有一定的理论体系，本文主要介绍开挖支护的“时空效应”理论体系。
        2.1开挖支护“时空效应”理论
        基坑开挖的“时空效应”理论指的是在深基坑开挖时要采取分层分段的形式，并且要先进行分层再进行分段，并且要随撑随挖，严格按照规定深度开挖，不得超挖。在开挖过程中要尽可能的减少周围土体的扰动范围，开挖时施加支撑的部分要保持稳定，严格控制坑周土体的位移量，在施工过程中要进行实时监测，并且将监测值和预测值进行对比，以判断是否达到预期的施工要求，从而有助于优化下一步的施工参数。
        2.2“时空效应”理论的应用
        基坑开挖工程要根据“时空效应”理论对工程进行详细分析，以达到严格控制基坑稳定的目的；并且能够严格控制土体在无支撑情况下的暴露时间，这是施工的主要参数，从而达到安全施工的目的。
        三．深基坑开挖顺序
        前面我们也已经提到深基坑开挖工程要遵守一定的开挖顺序，因为地下环境复杂，必须要严格按照施工顺序。具体的施工顺序介绍如下：
        （1）基坑开挖工程采用三至四台反铲挖掘机进行接力开挖，这主要是受到工地临时钢管的支撑情况以及挖掘机性能的限制，根据基坑的开挖深度对台阶层数进行适当的调整。
        （2）在冠梁的顶部需要放坡开挖，从地面开始，在地面以下三米的范围直接使用反铲将其装车进行运送。
        （3）在每个台阶都配有一台挖掘机进行开挖，通过接力的方式进行装车。
        （4）分层分段对称开挖，每层台阶的长度要根据具体的施工要求设计。
        （5）在最上层台阶挖出的剩余土体无法再继续按照接力的方式进行装车，就采取长臂挖掘机进行运输。
        四．支撑安装
        4.1钢支撑安装
        在安装钢支撑时由于钢管长度有限，要将其进行拼接，要采用龙门吊与汽车吊配合的方式进行安装摆放，在将钢管摆放到合适位置后使用千斤顶施加预应力，并且预应力的施加要分布进行，第一次施加60%左右，第二次将剩余预应力施加上去，在施工时要注意基坑的稳定性，同监测单位一起做好安装工作。
        4.2钢支撑施工技术措施
        使用千斤顶施加轴力时也要分级施加，钢支撑的连接处要紧密稳定。在拆除钢支撑时也要分级拆除，避免由于预应力瞬间释放过大而导致结构变形。在更换钢支撑时，主体结构的强度必须严格按照预先设计的强度，做好施工过程的监测工作，在发生钢支撑位移时必须要及时采取措施，避免支撑变形过大。支撑的底部混凝土必须迅速封底。
        五．基坑开挖的检测控制
        在深基坑施工过程进行检测时，必须要对结构的极限状态进行检测，对工程的承重极限和正常使用极限进行检测，再根据施工过程中监测到的结果进行修正，工程安全是第一位。深基坑开挖工程的监测工作是从五个方面进行的：一方面是监测围护桩体的变形情况；二是监测钢支撑的轴力；三是监测基坑周围地表的沉降情况；四是对地下水进行观测；五是监测地下管线的位移情况以及沉降情况。但是在实际的工程中，我们往往会忽视墙体的竖向变位的测量，施工过程中难免会发生竖向变位，这种变位会威胁到基坑的稳定以及结构本身的稳定，会造成极大的安全隐患。
        六．结束语
        基坑工程的关键就是深基坑的开挖与防护，必须保证坑内降水稳定、基坑维护以及基底加固，基坑工程是后续施工的基础，必须保证安全无误。在该工程中必须采用硬度大，安装方便的钢支撑，并且还可以主动预加轴力，方便施工过程的控制监测工作。通过分层分段开挖，并且严格控制各工序的时限，能够尽可能的防止基坑变形。深基坑工程的实施是后续工程的关键，要坚持安全的原则，减少不良事件的发生率，控制基坑变形，并且在施工前严格规定各参数，保证工程的实施。
        参考文献：
        [1]黄强.深基坑支护结构实用内力计算手册（第一版）[M].中国建筑工业出版社，1995.
        [2]刘建航，侯学渊.基坑工程手册（第二版）[M].中国建筑工业出版社，2009.
        [3]周斌，张可能，刘翠莲，刘源.高层建筑基础施工对相邻建筑物的影响[J].四川建筑科学研究，2009，35（1）：143-146.