基坑支护工程安全技术研讨

　　[摘 要]随着经济的发展，建筑物多向更高，更深，更牢的方向发展，在开挖深基坑时，为确保施工安全，防止基坑坍塌变形，必须对开挖的建筑基坑采取安全可靠的支护措施，分析了当前深基坑支护存在的安全问题，提出了深基坑支护设计中的注意事项和预防措施。 

　　[关键词]支护 安全 措施 

　　0.引言 

　　建筑物基坑支护与施工技术是一门从实践中发展的技术。以前高层建筑物较少，一般建筑基坑大部分可采用放坡开挖或少量的钢板桩支护，基坑深度一般在5m以内。因此，基坑侧壁放坡或支护方法较简单，工程事故较少。近几年来，高层建筑的迅速兴起，基坑支护技术方法也有了长足的发展，但是，现在的城市建筑物密集，有的基坑边缘距已有建筑仅数十米，给基础工程施工带来很大的难度。因此，深基坑支护的安全问题应予以高度重视。 

　　1.深基坑支护存在的问题 

　　1.1 设计中土体的计算方法不当 

　　深基坑支护结构所承担的土压力大小直接影响其安全性，但由于地质情况多变且十分复杂，要精确地计算土压力目前还十分困难，有些设计人员对于较复杂的地层土个参数的计算采取了加权去取平均值的做法，这虽然方便了计算，但是，对特殊地区的土的支护就失去了安全性，以整体笼统的覆盖特殊地区，留下了安全隐患。另外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，如果与设计前的数值差别很大，也会造成基坑失稳的可能，并很难准确计算出支护结构的实际受力。 

　　1.2 基坑土体的取样的随机性 

　　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。因此，所取得的土样具有一定的随机性和不完全性。但是，地质构造是极其复杂，取得的土样不可能全面反映土层的真实性。因此，支护结构的设计也就不一定完全符合实际的地质情况。 

　　1.3 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，这是以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。对一些细长条基坑来讲，这种平面应变假设是比较符合实际的，而对近似方形或长方形深基坑则差别比较大。所以，在未进行空间问题处理前而按平面应变假设设计时，支护结构要适当进行调整，以适应开挖空间效应的要求。 

　　1.4 理论设计算与实际受力不符 

　　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。 

　　上述存在的问题是无形中的隐患，都将对支护工程的安全造成很大的影响。 

　　2.基坑支护的安全技术 

　　2.1 技术安全 

　　为了保证施工的技术安全，其应该严格按着各施工方案的操作规程执行，遇到特殊情况应结合地区规程和当地的施工经验处理，基坑开挖应连续施工，尽量减少无支护暴露时间，开挖必须遵循“自上而下，先撑后挖，分层开挖，严禁超挖”的原则。利用锚杆做支护结构时，应按设计要求，及时进行锚杆施工，而且必须待锚杆张拉锁定后方可进行下一步开挖。 

　　2.2 设计安全 

　　技术上应采用安全，可靠的方案，切不可为了节省费用，而采用安全性小的设计方案，在使用设计规程中，应侧重地方规程规范。在设计前，反复研究勘察报告，多搜寻周边的已有建筑的设计经验和设计理念作为设计参考，避免为了设计方便，而生搬硬套前人的方案，应该与时俱进，开拓创新，在保证安全的前提下，增加设计的创新点。 

　　2.3 施工安全 

　　施工安全使基坑在使用期间安全可靠的使用，除必须有安全的设计外，还需与合理的施工密切配合，严格按设计要求精心施工。任何超挖都使得支护结构超载工作，必然导致严重后果，因此，施工前应严密组织，编制施工组织设计。 

　　1基坑土方开挖应在降水排水施工完成且运转正常达到预期要求后方可进行。基坑周围地面应采取防水、排水措施，避免地表水渗入基坑周围土体和流入坑内。坑内应设置排水沟和集水井，及时抽除积水。另外，监测基坑的周围建筑，放置因为降水，改变了地层土压力而造成周边建筑的倾覆 

　　2坑边不宜堆放土方和建筑材料，如不可避免时，一般应距基坑上部边缘不小于2m，弃土堆高不超过1.5m，并且不超设计荷载值。在垂直的坑壁边距离还应适当增大。软土地区不宜在坑边堆置弃土。当重型机构在坑边作业时，应设置专门的平台或深基础等。同时，应限制或隔离坑顶周围振动荷载的作用。 

　　3基坑挖土时，要做好挖土机械、车辆的通道布置，安排好挖土顺序等，不得在挖土过程中碰撞围护结构。并做好机械上下基坑坡道部位的支护。 

　　3.对于深基坑支护设计中的几点建议 

　　3.1解放思想 

　　不要有传统保守的设计理念，要根据不同的地区环境，作出相应的处理方法。？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和万能的支护方法，多数是处于摸索和探讨阶段。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。 

　　3.2全面设计 

　　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设计法时，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应变和地面超载的确定及其对支护结构的影响等问题。 

　　3.3专属研究 

　　对全国各地区大力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，虽然要耗费部分资金，但由于深基坑支护工程投资巨大，如经过科学试验再进行设计时，行定会节省可观的经费。实现一次付出，百次回报。实验室的模拟研究与工程实践相结合，实现支护设计安全性的提高。通过工程实践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。 

　　4.结语 

　　建筑基坑的开挖与支护结构是一个系统工程，涉及工程地质、水文地质、厂程结构、建筑材料、施工工艺和施工管理等多方面。它是集上力学、水力学、材料才学和结构力学等于一体的综合性学科。支护结构又是由若干具有独立功能的体系组成的整体。正因如此，无论是结构设计还是施工组织都应当从整体功能出发，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] 余志成.建筑基坑支护技术规程[M].北京.中国建筑工业出版社.1998（7）. 

　　[2] 赵帆，郭强.建筑基坑支护工程安全性影响因素分析[J].科技资讯.2007（4） 

　　[3] 李继业.试述建筑基坑支护工程安全性影响因素[J].中国西部科技.2007（8）. 

　　[4] 高大钊，孙钧.深基坑工程[M].机械工业出版社.2002（5）.