刍议岩土工程深基坑支护的设计及施工问题

梁世庆

（大连黄海岩土工程勘察有限公司）

深基础施工是高层建筑施工中较为重要，而深基坑支护结构设计是保证深基础顺利施工的关键。故岩土工程深基坑支护设计与施工存在的问题是值得我们关注的。

1 岩土工程深基坑支护设计中存在的问题

（1）支护结构侧向土压力的计算问题

土压力是土与挡土之间相互作用的结果，它与结构的变形和土体本身性质都有着密切关系。传统德计算仅考虑几种极限状态，即所谓主动、被动与静止状态。对于无支撑或锚杆德情况，由于支护结构德变形受支撑、锚杆等影响，因此其土压力将有可能达到主动土压力状态，也可能存在于静止土压力与主动土压力之间的状态，并随着基坑开挖的进行不断变化发生。传统德库仑土压力和朗肯土压力理论无法考虑结构变形的影响和土压力分布德空间效应，也无法考虑土体的固结、流变及开挖施工中土扰动的影响。故需要对时间效应和空间效应深入研究。

（2）支护结构的空间效应问题

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头小，深基坑边坡的失稳，常常以长边的居中位置发生，这足以说明深基坑开挖是一个空间问题。目前在支护结构设计中，完全没有考虑内撑式支护结构的这一空间效应，将内撑式和拉锚式同等看待，即仅仅提供一个水平支撑力, 是不合理的。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。

（3）支护结构设计计算与实际受力不符问题

近来，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。极限平衡理论是深基坑支护结构的一种静态设计，而实际上开挖后的土体是一种动态平衡状态，也是一个土体逐渐松弛的过程，随着时间的增长，土体强度逐渐下降。

（4）地下水控制设计问题

地下水控制是基坑工程中的重点难点，由于土质与地下水位条件的不同，基坑开挖的施工方法各有不同。在基坑开挖中，降水排水及止水对工程的安全与经济有重大的影响，多数基坑工程事故与水有关系。多数情况下软土地区地下水位较高，深基坑工程开挖时为改善挖土操作条件，提高土体的抗剪强度，增加土体抗管涌、抗承压水、抗流砂的能力，减少对围护体的侧压力，从而提高基坑施工的安全度，往往对坑内、坑外采取降水。但降水过程中，由于含水层内的地下水位及土层内液压下降使土体粒间效应力增加，从而使地面沉降。严重时地面沉降会造成相邻建筑物的倾斜与破坏及地下管线的破坏。还有，在坑内降水时，如果降水深度过深、水位差增加, 而造成管涌工程事故。为此，在施工决策前，需要了解施工中可能发生的各种情况及其危害程度，以便提出更优的决策方案，获得更优经济效益及保障施工安全。

2 岩土工程深基坑支护施工中存在的问题

（1）施工过程与施工设计存在着很大的区别

进行深基坑支护施工的过程中，深层搅拌桩水泥掺量的不足始终都会有这个问题存在，这就至使水泥土支护强度达不到标准，而使水泥土的裂缝出现，另外，在实际的施工中，也会出现偷工减料的现场。在进行深基坑挖土设计的过程中，通常都会对挖土的施工程序用一个标准来降低支护发生变形的现象，并且要进行图纸交底，往往在施工现场，这些程序却被忽略，部分施工单位为了赶工期，降低成本，而使用不合格产品或是减少人工与材料。深基坑开挖工程最主要的问题是空间问题，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。这便是设计过程中与具体施工实践中存在的差别，所以设计人员要与技术人员高度重视。

（2）土方开挖与边坡支护不配合

土方开挖技术要求不严格，施工的组织和管理较为简易。但是挡土的支护对技术的要求却非常严格，相对土方开挖而言，无论是施工的组织或是管理都不容易操作。因此在具体的土方施工实践中，大型规模的工程多数都由具有高度专业水平的施工技术人员负责施工，且多数情况要订立两份平行合同。显然，这在施工过程中就会出现施工管理协调的难度增大的问题，比如土方施工队伍之间因为工期要求而抢进度，由于工人工资问题而拖延工期，这就在进行开挖的过程中打乱了合理的施工秩序，尤其是雨季施工的月份，更严重的是为了省工而不照顾给挡土支护施工留有足够的工作台面，以至支护施工不能进行有效的工作，时间上也没有预留相应的支护时间来完成支护工作。

（3）边坡修理不符合规定的标准

现场的深基坑施工过程中多数会出现超挖以及欠挖的现场，追其原由，施工单位技术管理人员没有对现场情况进行全力的管理以及机械操作人员专业技能不达标都有关系，因此这些不利因素都是引起机械在结束开挖后出现边坡表面在顺直度以及平整度方面无法到达标准的原因，如果让施工工人进行修理的话，又要受到限制条件的制约而使挖掘无法进行到设计的深度，所以挡土在支护后常会发生超挖以及欠挖的不良现象。这就是深基坑在进行支护施工过程中存在的最为普遍的现象。

3 存在于岩土工程深基坑支护设计与施工问题的实施策略

（1）要更新较老的深基坑支护在设计方面的理念：在传统的深基坑支护技术基础上，在已有的实践经验和数据积累上，建立以施工监测为主导的信息反馈动态设计体系。

（2）对基坑支护的质量进行全程控制：施工技术人员要严格依据设计方案组织施工，施工管理人员要协调好基坑支护单位和挖土单位的关系与监督管理各方的施工质量。

（3）重视对深基坑支护结构变形的观测：设计人员要参与基坑边坡的变形观测、与周围建筑物及结构变形的观测，做到及时分析数据，根据实地情况进行补救和控制措施。

4 结 语

岩土工程深基坑支护工程需要依据情况做出可行的施工设计方案，并做好周密的基坑支护结构和土方开挖方案。设计人员与施工人员进行准确的技术交流来共同完成深基坑支护工作，且设计人员要跟踪观测，随时解决。施工人员增加施工技术能力并增强管理和协调各单位作业与施工质量。

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