探讨建筑工程基坑支护中存在的问题及应对措施

胡洪德

肥西县住房和城乡建设局 安徽 肥西 231200

前言

随着我国经济社会的快速发展和城镇化进程的不断推进，大量农村人口向城市迁移,为了满足人口日益增长的住房需求，一座座高楼大厦拔地而起；经常多年的快速发展，土地资源也日趋稀缺，为了节约用地，提升土地利用效率，人们开始将眼光转向地下空间开发利用上。近年来，地下空间的建设规模越来越大，开挖深度也越来越深，遇到的情况越来越复杂，同时因基坑支护方案选择不当而引起的工程事故也时有发生，给人民财产和生命安全造成巨大损失。

1 基坑工程中可能遇到的一些典型问题

（1）基坑侧壁稳定性。在城市建成区域内进行深基坑作业，因建筑密度较大，周边建筑物，构造物，地下管线，道路众多，受外围环境限制一般不采用放坡开挖的作业方式，通常采用有支护保护措施的垂直开挖或适当放坡与垂直开挖相结合的方式。因基坑比较深，深基坑侧壁的主动土压力也很大，当侧壁的主动土压力超过支护结构最大支撑能力时，容易引起基坑边坡土体滑动，基坑外侧地面下沉、造成周边建筑物开裂、地下管线弯曲变形，造成严重的工程事故。

（2）坑底隆起。基坑开挖过程中随着基坑内土体被挖出，破坏了原状土原先稳定的应力平衡，土层变的松散，引起坑底土体向上回弹变形；加之基坑内外土体的高度差，造成了土体的压力差，使得土体回弹变形加剧；如果在开挖过程中，降水作业处理不当，导致基坑底部土体遇水浸泡，土体吸水膨胀也会使回弹变形进一步加剧。开始基坑开挖较浅时，基底只产生轻微的弹性隆起，在这个过程中如果没有采取有效的处理措施，随着基坑开挖深度不断增加，弹性隆起相应增大；当基坑开挖深度达到一定程度。

（3）地下水处理引起的施工问题。地下水可分为上层滞水、承压水和潜水三大类。上层滞水是由于局部的隔水作用，使下渗的大气降水停留在浅层的岩石裂缝或沉积层中所形成的蓄水体，分布范围小。承压水是埋藏较深的、位于两个隔水层之间的地下水，具有一定的压力。由于开挖基坑减小了承压含水层上覆不透水层的厚度，当土层厚度减小到一定程度时，水头压力会冲毁基坑底板，形成基坑突涌现象，给施工造成很大危害[1]。

2 应对措施

（1）基坑支护方案。常用的支护形式有土钉墙、水泥土挡墙、排桩支护、地下连续墙等多种形式，基坑支护方案需根据基坑深度、基坑周边环境、土的性质指标、力学参数、地下水情况、工程造价、施工场地条件及施工季节等多种因素，采用以上一种或多种支护形式组合。可以单独采用悬臂式支挡结构，当悬臂式挡土结构无法保证结构安全使用时，也可以与支撑结构联用，支撑结构根据支撑位置的不同，又可分为内支撑和外拉锚两类。外拉锚通常以排桩+预应力锚杆组合形式出现，锚拉式结构一般需在排桩中部和顶部分别设置腰梁和冠梁。

（2）土方开挖。土方开挖应遵循“开槽支撑、先撑后挖、分层开挖、严禁超挖”的原则。在地下水位高的地区进行土方开挖作业前，需提前进行降水作业，使地下水位始终低于基坑底部至少50cm；土方开挖前应根据基坑的几何尺寸合理确定开挖顺序和分层开挖深度，开挖过程中应连续作业，尽量减少无支护暴露时间。开挖作业和支护作业应协调进行，每次开挖深度不得超过支撑位置以下，更不能一挖到底。采用机械开挖方式的基坑，应保留坑底部30cm左右厚度土体采用人工清除，严禁超挖。

（3）基坑水处理措施。对于地下水的处理，主要从排水、截水两个方面来制定施工方案。排水通常是在基坑内、外设置排水沟，在基坑四周各设置若干集水井，基坑附近土层中渗出的孔隙水及雨水沿着排水沟流向集水井，再由水泵等抽水设备将集水井内的地下水抽出排放。明沟排水具有施工方便，设备简单，降水费用低等优点，当基坑开挖不很深，基坑涌水量不大时，都可使用明沟排水的方法。在地下水丰富地方，若单独采用明沟排水的方法，由于基坑边坡渗水较多，往往难以达到满意的降水效果，这时就需要根据地下水位高低、水量大小、土壤类别、土层渗透系数和降水深度、降水效果、经济适用性等因素综合考虑，选择适当降水方案，常用的降水方法有：轻型井点降水、喷射井点、降水管井、井点降水、深井井点降水等方法。其中深井井点具有排水量大、降水深度大、降水范围大等优点，对于基坑底部有承压水，可能发生突涌、隆起的危险场合，可有效降低承压水位，减小承压水压力、保证基坑的安全性；但大面积、大幅度降低地下水位，不可避免得会引起周边建筑产生不均匀沉降。这时可在基坑与邻近建筑物之间设置回灌井，在进行降水的同时，往回灌井中注水，使靠近基坑一侧建筑物地下水位降幅变小，水位降低曲线变得的平缓，从而控制地面发生沉降，使邻近建筑物等得以保护。

（4）变形监测。基坑变形监测是在基坑开挖过程中，用精密仪器、设备对支护结构、周边的建筑物、道路、地下管线等的位移、倾斜、沉降、应力、开裂、基底隆起、土层孔隙水压力等进行综合监测。通过对采集到的监测数据进行分析，及时了解土方开挖过程中施工现场实际情况，并与支护设计方案进行比对，观察两者之间是否存在偏差，并分析偏差存在的原因，进而预测变形的变化趋势。当出现异常情况且变形量或变形量变化速率等技术指标超限时，应及时报告相关参建单位，以便及时调整施工方案，采取相应的应急措施，防止事态进一步恶化。

3 结束语

作为建筑工程的重要基础，基坑工程不仅是工程整体质量的重要保障，而且对工程造价和工期有着重大影响，同时基坑工程又是一项临时工程，安全储备相对较小，具有较大风险性，事故频繁。为了确保工程的顺利进行，我们需要从设计和施工两方面着手，做到科学设计，精心施工，在施工过程中狠抓落实，加强安全管理，防患于未然，把风险降到最低程度,使工程取得更大的经济效益和社会效益。