深基坑工程设计问题与实践研究范文

一、基坑工程设计

（1）设计深度

设计深度方面要从以下两个方面考虑：第一个方面要在确定基坑支护方案时，对基坑的地质条件进行充分的调查分析，协调好每一个环节，使支护方案的实施达到最佳的效果，同时还要达到系统的最优值；另一方面在基坑工程施工的过程中，要检测支护结构的应力，然后对数据进行分析，根据所得的数据信息对方案进行修改，这样才能够达到是动态的设计效果。

（2）设计计算

深基坑支护结构的设计计算依赖于极限平衡的理论，但是在实际的施工当中支护结构所受到的应力不是理论值，在设计计算的实践中证明，按照极限平衡理论的支护计算虽然满足理论上的要求，但是在实际中还是会有一定的误差，主要是因为在深基坑工程中主要是一种静态的设计，而在实际的施工中是一种动态的过程，地质土壤具备蠕变性，所以随着时间的推移，会降低土壤的结构强度，所以在设计计算中一定要注意这个问题。

二、基坑支护的类型及设计要求

1.功能分类

在建筑群体比较集中的地方都会对地下的建筑进行施工，一般都会使用基坑工程，但是基坑工程在施工的过程中回收到深度以及周围建筑的影响，所以基坑的支护措施必不可少。传统的支护措施比较简单，采用的是钢板桩加井点降水的方法，但是只能够满足一般的基坑深度，对于深基坑就不能够满足了，近几年随着基坑深度的增加，对支护技术也有了更高的要求，按照功能的分类有以下几种：（1）挡土系统。主要采用的结构包括钢板桩、深层水泥搅拌站以及地下连续墙等，主要的功能就是在基坑工程施工的过程中阻挡坑外土的压力，增加其稳定性。（2）挡水系统。主要采用的旋喷桩、锁扣钢板桩以及压密注浆等方法，在基坑工程施工的过程中可以阻挡外界的渗水。（3）支撑系统。一般采用钢筋混凝土内支撑、刚与钢筋混凝土组合的支撑等，在基坑施工中主要的作用就是限制围护结构位移。

2.支护类型

常见的深基坑支护类型主要有以下几种。（1）钢板桩支护。主要的组成材料是热轧型钢制成的，由于施工简单所以被广泛的应用于挡土和挡水中。但是使用钢板桩对施工相邻的地基会产生一定的负面影响，所以在人口密集、建筑密度大的地方不使用该种支护方法。主要的特点就是施工方便、周期短，缺点是不能再水位高的地方直接使用，必须采取隔水或者降水的措施。（2）深层搅拌水泥土围护墙支护。该种支护方法的主要做法就是讲土和水泥浆在深层搅拌机中强行的搅拌，然后生成连续搭接的水泥土状加固体挡墙。这种支护方式比较经济划算，而且在施工中没有任何的噪音，对环境的污染少。特别是在长度大的基坑中，可以采用起拱的方式限制位移过大。深层搅拌水泥土围护墙支护的基坑开挖的深度不能超过6m，否则效果就能够达到最佳。（3）地下连续墙。主要适用于地下水位以及复杂的施工环境当中，具备了良好的防渗功能，在混凝土浇筑中一定要对质量进行监控。混凝土在浇筑的时候应该注意矿物原料的离析，在混凝土不断被搅拌的时候达到饱和点就应该被浇筑到模型里，对于混凝土的浇筑高度也是有相应的要求，一般不超过2m用漏斗或者料斗进行浇筑，如果太高则采取有用斜槽或者串筒的方式进行浇筑，这样不会影响浇筑效果。在浇筑的过程中应该连续进行，尽量避免间歇浇筑，如果有特殊情况尽量缩短间歇的时间间隔，一般有规定的时间间隔，在间歇的浇筑时，应等到前一层混凝土已经凝固了，然后再继续浇筑。

3.设计要求

在建筑中基础的施工技术包括土方开挖、现浇混凝土、基坑的支护等，工作，所以建筑的基础施工是整个建筑中的重点工程。其施工周期也较长，占总工期的30%～40%左右。在《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程》中明确的提出，对于基础埋置高度有不同的要求，埋置桩基时要占总建筑高度的1/15，埋置天然地基时占总建筑高度的1/12，要注意不能将桩长算在埋置深度中。由于建筑的施工地点一般是城市的密集场所，施工场地比较狭窄。所以要对周围建筑以及市政工程设施要有严格的安全保护措施，同时在施工中要对基坑的稳定和位移不能出现任何的差错，而基坑工程在施工建设中不属于长期的工程。对于深基坑的开挖和支护，在施工中的危险性比较高，涉及到的专业知识强，力学强度与位移的问题都要有很好的把握，同时还要解决土力强度与支护结构的相互影响的问题，如果这些问题在施工中不能够有精准的计算，就会造成施工设计出现问题，很容易造成基坑的工程事故。在基坑深度超过5m以上的工程，就要采取专项的施工方案，对于边坡支护和底下降水有特殊的要求，在经过施工专家组的许可得到审核通过后才能够进行下一步的施工项目。

三、结合实践分析深基坑工程与支护中的设计难点及建议

某建筑工程建筑面积约40500m2，层数为26层。该建筑是一座办公大楼，主体高层建筑为单元式办公间，一至五层为集中办公空间和服务设施，北侧群房（三层）为商业网点，地下两层为设备间和停车库。该基坑拟设计为二层地下室，基坑周长300多米，呈北窄南宽的不规则形状，基坑深度为：11.0m。由于该建筑地区的大部分已经被开挖，所以形成了陡坡，地面差比较大，地面高程介于41.01～46.46m，地貌类型属浑河冲积阶地，地层主要以砂石层为主。

1.工程特点、难点分析

本工程基坑面积大、开挖深度深，支护结构方案的选择要根据现此昂的实际情况优先选择；护坡桩施工要经过厚度较大的砂层，所以在施工的过程中可能比较麻烦；本基坑的西侧道路，距本基坑距离约5.46m，南侧道路，距基坑约10.45m；周边环境的保护要求较高。

2.基坑支护方案优选

由于在施工前的勘察，改基坑开挖的难度比较大，使用传统的土钉墙等支护方试安全系数较低，难以控制边坡变形，所以为了保证工程的质量，为应该采用桩+锚的支护结构体系。同时由于场地的地层成分大部分为砂石层，所以施工进度会比较慢。在护坡桩成孔时，压灌砼可预防塌孔现象，并能进行水下灌注混凝土。锚杆施工传统的做法是采用“丢杆法”，即用地质钻杆作为钻具同时也是锚杆体，这种施工方法成本较高。本设计中采用水泥土地锚工艺，在成功决砂层中成孔易塌孔，一次性下入钢铰线的同时可一次性完成注浆，不仅提高了工作的效率，且大大降低了工程成本。除此之外，为了保证边坡的稳定，邻近建筑物不受基坑开挖的影响，从整体的布局出发，计采用双支点排桩+素喷混凝土的联合支护体系，排桩采用超流态混凝土钻孔压灌桩，锚杆采用加筋水泥土地锚，桩间土素喷混凝土。

3.深基坑开挖前

深基坑开挖前要准备好相应的施工方案，然后对相关的措施进行全面的检查，特备是构筑物以及地下管线等重要部分的保护措施要落实到位。同时深基坑施工单位要加强对现场施工的管理，按照审定的专项施工技术进行施工，并对现场的施工情况进行动态的监控。要注意在深基坑坑顶周边在基坑深度的两倍距离以内，不能够设置职工的住宿场所和设备的停留场所，确保施工的安全。如果深基坑要进行加固处理，要将加固的方案经过专家审定之后才能偶实施。

4.开挖与支护施工

高层建筑的不断发展使基坑深度不断增大，导致边坡月越来越陡立，大到90°，但是在目前的边坡稳定计算的取值范围都是在60°左右的数值，所以与现在的陡立边坡受力状态存在很大的差异。同时在边坡开挖的过程中，将土体中的三向作用力受到破坏。如果基坑的开挖附近是一个高能区，在开挖的过程中能量就会转换，一部分就作为了土壤的变形动力。对于边坡角度为90°的情况，不能够一次开挖的深度太大，这样会造成能力集中散失，很可能会出现塌方的现象，所以在基坑施工的过程中必须要对开挖面的长度与宽度进行理论的计算，然后设计出最佳的支护措施，做好预防工作。最好的方法就是分层分段的开挖并进行支护，这样可以将边坡的能量逐渐的散发出去，所以使用分层分段的开挖并支护的方式可以将能量慢慢的释放出去，对于稳定坡面有着很大的作用。

5.深基坑开挖或支护工程完成后的检验

在深基坑工程或者支护工程完成后必须要经过监理单位对基坑工程进行细致的验收，包括其稳定性与时效性，并在验收时提供可参考性的意见，然后将验收的信息上报到安全监督管理部门，如果合格后才能够进行地下结构的施工，施工单位就要对基坑围护结构在满足抗浮要求的同时及时进行基坑的回填工作，不能长时间的将基坑暴露出来。

总而言之，在我国高层建筑工程的施工技术得到了很大的提升，但是在深基坑工程设计中还是存在很大的问题基坑工程是建筑工程的重要做成部分，对整个建筑的质量起到至关重要的作用，良好的基坑支护技术也是整个工程顺利进行的前提和保障，所以要引进国外先进的施工技术和理论，并结合我国建筑的实践经验，制定出高标准的基坑工程建筑施工技术准则，同时采取科学的管理制度，定能推动我国建筑行业快速、稳定的发展。

作者：段胜利单位：中国中铁隧道集团四处有限公司