建筑基坑支护工程安全的影响因素研究

刘新军

（南华大学船山学院土木工程系，湖南 衡阳 421000）

由于建筑环境的日益复杂和高层化趋势，要重点关注建筑基坑支护工程施工，分析建筑基坑支护工程施工安全的影响因素，从建筑基坑支护工程设计、施工技术、管理等方面进行优化，拟定科学合理、切实可行的建筑基坑支护工程施工方案，确保高层建筑施工的安全与稳定。

1 建筑基坑支护工程施工现状分析

随着建筑高度日益增加、建筑整体结构自重增大的态势，极易发生建筑结构不规则沉降的现象，为此要关注建筑基坑支护工程施工技术的应用，在实践中存在以下几个问题：

1、基坑深度加大。为了提高土地资源的利用价值，地上空间建筑高度不断提升，加大了对地下结构稳定性的要求，也增加了基坑施工建设的难度，暴露出建筑基坑支护工程施工的缺陷和不足。

2、安全事故发生频率偏高。建筑基坑支护工程施工牵涉诸多的因素，如：地质结构条件和环境、地下水水层的具体位置、地下水位高度、土壤颗粒间隙等，这些都增大了建筑基坑支护施工安全事故的发生几率。同时，土壤结构及性质存在较大的不确定性，不同施工区域的土壤理化性质差异较大，导致建筑基坑支护施工技术的应用难以受控，从而引发安全事故。

2 建筑基坑支护工程施工安全的影响因素分析

1、设计因素。建筑基坑支护施工要以全面翔实的施工方案为依据和前提，必须通过勘察调研的方式，获悉和把握基坑工程的地质条件、气候环境、地下水、地下管道分布等情况，然而当前的建筑基坑支护施工设计缺乏足够的数据支撑，没有选择适宜的力学参数，在基坑设计中存在缺陷，降低了建筑基坑支护施工的准确可靠性。同时，建筑基坑设计还缺乏必要的安全储备，没有进行建筑基坑围护的科学合理设计，降低了建筑基坑支护施工的安全和质量。

2、施工因素。建筑基坑施工没有严格按照施工方案进行，施工顺序和分段基坑开挖存在不合理性和盲目性，降低了建筑基坑支护施工的质量。同时，在建筑基坑施工过程中，存在施工物资准备不够充分的问题，无法及时应对突发性的建筑施工问题，由此也增大了建筑基坑支护施工的安全风险。

3、管理因素。建筑基坑支护工程施工安全离不开管理，相关人员要加强对建筑基坑支护施工质量及安全的监控，及时进行沟通和反馈，然而当前的建筑基坑支护工程施工缺乏必要的监管，主要是由于施工监管不够规范、监管人员技术水平参差不齐所导致的。

3 建筑基坑支护工程安全应对措施分析

3.1 建筑基坑支护工程设计的优化

要加强建筑基坑支护工程设计，摒弃传统的设计理念和方法，引入先进的精准计算方法，关注基坑支护结构设计的规范性和完整性，并从桩体直径、桩体中心距、桩体的嵌入深度等主要参数入手，加强建筑基坑支护体系的优化设计，确保建筑基坑支护工程的安全稳定，将深基坑周边土体沉降量控制在合理范围以内。

1.1 桩径的优化设计。桩径是桩锚支护的重要因素，与基坑的稳定安全有直接的关联，可以从桩径变化对不同要素的规律进行分析和优化：

（1）桩径对垂直于基坑边线方向土体沉降的影响。从桩径与垂直于基坑边线方向最大沉降的关系可知，基于原设计桩径0.7m的前提，当桩径以0.05m为模数递减时，垂直于基坑边线方向的最大沉降量呈线性增长趋势，而在 0.55m后的沉降量不再随着桩径的变化而呈直线增加，反而出现奇异点，由此可知，当桩径减小到一定程度时，基坑支护的不稳定性增大。

（2）桩径对平行于基坑边线方向土体沉降的影响。当桩径持续减少时，则平行于基坑边线方向的沉降值呈持续增加趋势，从而降低整个支护体系的刚度和安全性。以原设计桩径为0.7m为前提，进行桩径的优化设计，当以0.05m为模数进行桩径的递减时，平行于基坑边线方向的沉降值呈线性增加趋势，而当桩径递减至0.45m时，会导致整个支护体系的不稳定。

（3）桩径对中部桩体弯矩的影响。以原设计桩径为 0.7m为前提，随着桩径以0.05m模数不断递减，桩身最大正弯矩和桩身最大负弯矩随桩径减少而降低，明显降低桩体的整体刚度和抗弯矩能力。

1.2 桩间距的优化设计

（1）桩中心距对垂直于基坑边线方沉降的影响。桩体中心距的变化对垂直于基坑边线方沉降量的影响较小，可以在基坑支护优化设计中加以考虑，在不影响安全的前提下，适当放大桩体中心距的距离，使各桩体在冠梁和腰梁的共同作用下相互支撑，提升支护结构体系的整体性能。

（2）桩中心距对平行于基坑边线方沉降的影响。当桩中心距增大时，平行于基坑边界方向的沉降量增大，并当桩间距为1.5m时沉降量最小，当桩间距为2.1m时沉降量最大。为此，可以在整个支护体系优化设计时，重点考虑桩间距的优化设计作用。

（3）桩中心距对桩身水平位移的影响。桩间距变化在1.5m-2.1m时，桩身的最大水平位移和桩顶位移均在1mm内，变化幅度较小，因而可以优化桩间距的设计，加强整个支护体系的稳定性。

1.3 桩体嵌入深度的优化设计

（1）嵌固深度对垂直于基坑边线方沉降的影响。以原设计桩长为21m为例，当桩身长度以模数0.5m递减时，基坑降低量呈增加趋势，具体表现为：当桩身长度减至19.5m时，沉降量变化不大；而当桩长缩减至18m时，沉降量表现出直线增加的状态。

（2）嵌固深度对平行于基坑边线方沉降的影响。当桩身长度超过19.5m时，基坑具有较高的安全稳定性；而当桩身长度低于 19.5m时，基坑整体的安全稳定性明显下降。

3.2 施工技术的优化

以土层锚杆施工技术的优化为例，首先要确定锚杆的具体位置，严格依照设计要求进行钻孔作业，控制锚杆水平方向和垂直方向的孔距偏差，分别控制在50mm、100mm以内。还要控制好钻孔底部的偏斜尺寸，要将其控制在锚杆长度的3%以内。在钻孔注浆作业中，要由孔底自下而上进行施工，待孔口溢出浆液之后再终止注浆。

3.3 加强施工管理的优化

要做好前期准备工作，明晰目标作业区域的地质结构、水下水位、土壤颗粒间隙等，并要做好基坑环境稳定性的管理，避免基坑开挖对土壤结构的破坏影响，规避地下水外渗的现象。并要加强对施工材料的质量管理，避免不合规材料进入施工现场，还要做好材料的不定期抽检，确保建筑基坑支护施工的安全。

4 结语

综上所述，建筑基坑支护工程施工受到设计、施工技术、管理的影响，要加强工程设计的科学合理性，严格依照施工技术进行作业，加强施工管理和监测，较好地提升建筑基坑支护工程施工的安全性和质量。