土木工程建筑中深基坑施工技术分析

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　土木工程建筑中深基坑施工技术分析

　随着建筑行业的持续性发展，施工项目不断进行，带动了我国的经济进步，但与此同时土地资源变得越来越紧张。为了减缓土地面积的缩小趋势，很多现代化企业将建筑由原来的大面积建筑转变为高层建筑，而且呈逐渐发展的趋势。但是在增加高楼层数的同时，对地基的要求更加严格，这样才能保证整体项目工程的稳定性与安全性。深基坑施工是项目工程的重点，但是会因为各种原因使施工进度阻滞不前。因此，施工技术人员要根据深基坑建设的特点，找出在建设过程中应该注意的地方，地基建筑稳定得到了保障建筑物的安全。

　一、绪论

　1.1 研究背景，目的及意义 1.1.1 研究背景 改革开放以来，伴随着我国经济建设的不断发展和进步，城市作为经济的中心，特别是中央提出积极稳妥推进新型城镇化以来，城镇化再次成为热点话题。中央和地方政府先后召开城镇化工作会议并设定了城镇化指标和推出城镇化新政策，全国上下开始掀起了新一轮城镇化的浪潮，对于不断加快的城镇化进程，这是一个城市发展的必经过程，城市化所带来的结果是有利有弊的，对于城市化的利弊每个人都有自己的看法。

　人们不断涌入城市，导致了一个又一个大城市的形成，在寸土寸金的大城市里为了满足日益增多人口的需求，一幢幢高层、超高层建筑拔地而起，人们在不断突破和刷新一个又一个高度极限的同时，地下的建筑空间也是人们发掘的方向，大型基坑、深基坑工程应运而生，它们的出现迫使人们不断的研究新的技术和施工方法，在四川地区，位于西北部的四川省德阳市，它是我国较大的工业城市，在这座工业城市就出现了许多为满足工业生产需要的深基坑工程，如位于德阳的中国二重集团为满足工业需要就创下了四川最深的基坑纪录，（基坑深达37.4米）。实际上，对于大型基坑、深基坑工程的限制要求本来就比较严格，再加上工程周边的实际施工环境，复杂性的地理情况、现场交通条件，设计和施工技术上的难度也越来越大，工程的危险系数也越来越高，因此工程上出现的影响工程安全的事件也时有发生。

　1.1.2 研究目的及意义 建筑工程邻域是一个庞大、复杂的领域，虽然经过了很多年的研究和发展，但是

　建筑工程邻域里面至今仍然有许多困扰专家学者的技术难点和问题，而大型基坑和深基坑工程就是其中之一，它主要包括的内容有以下几方面：基坑土方开挖、基坑降水、基坑周围土体支护和加固、基坑土体变形监测、基坑下土体抗浮等。深基坑工程综合了多学科领域的专业技术知识，它不仅涉及到岩石力学和土力学中稳定（强度）、渗流和变形三方面的内容，还包括了土体与支护结构的相互影响和时空效应，容纳了岩石力学、土力学、地质工程、地下结构工程以及现代工程施工技术等多方面的知识。

　然而对于现代深基坑理论方面的研究和发展，已经远远不能满足实际工程的要求，这方面的理论知识急待完善。在对深基坑工程开始进行施工的时候，如果遇到比较复杂的基坑施工条件及环境，采用简单的放坡技术处理是无法满足要求，所以，在基坑开挖施工的时候，对于具体的基坑工程项目采用经济、合理的支护形式显得尤为重要。深基坑开挖及使用过程中由于地质、水文条件的复杂性及其它不可预知因素的影响，常会导致各种基坑事故的发生。

　为了避免安全事故的发生，影响因建设中基坑工程所造成的生命、财产安全的严重损失，对具体的深基坑工程项目必须进行专门的技术理论研究和数据分析，针对不同的深基坑工程需得出具体可行的、经济的设计和施工方案。

　1.2 研究内容，方法及手段 1.2.1 研究内容

　 深基坑工程主要由开挖土挖，深基坑支护、降水工程等组成，深基坑工程技术不仅要解决复杂的地质环境问题，还要加强防护工作，有效的消除安全隐患。深基坑工程是一项综合性较强的工程，要求施工技术人员了解影响深基坑的各种因素，达到有效控制深基坑施工，符合深基坑安全要求，符合区域性施工情况的现实需要。深基坑工程技术体系融入了岩土工程、结构工程、测试技术、计算技术、施工机械等综合内容，是综合性较强的施工技术体系。

　论文分析了建筑深基坑施工中涉及的支护结构、内支撑结构、锚杆施工、基坑降水施工、土方开挖施工、基坑监测几方菌内容，并在分析过程中提出相应建议。

　1.2.2 研究方法及手段

　（1）文献研究法 查阅国内外与深基坑、建筑施工相关的文献资料，总结国内外的研究成果，归纳整理之后，确定本文的研究方向。

　（2）定性研究法 对目前建设施工项目中支护结构、内支撑结构、基坑降水、土方开挖等进行分析

　，找出存在问题，提出一定的建议，得出结论。

　1.3 国内外研究现状 经过长期的科学理论研究和几十年的工程实践经验，我国的基坑工程技术有了飞速发展和进步，现今国内主要采用的基坑支护方式有：钢板桩支护、地下连续墙支护、水泥墙支护、排桩支护、土钉墙支护、锚杆支护等等。支护计算方法也有所改变和提高，由于钢筋混凝土桩和钢板桩它们自身的刚度小，变形大，所以我国使用的内力分析方法有：古典方法（如Terzaghi法、等弯矩法、传统等值梁法），以及对于其他支护结构（排桩支护、地下连续墙等方法），因为其结构的刚度介于柔性和刚性二者之间，所以不仅在设计上需满足相关规范要求，而且对于它们的内力分析往往必须考虑工程施工的实际情况影响。针对于特定的基坑项目，选择合理、经济的支护方案需要结合基坑本身的结构特性以及工程的具体实际施工环境，为了确保工程的绝对安全采用多种支护形式也是现在设计人员考虑的方向。然而不幸的是，我国目前还暂时缺少统一的基坑支护结构设计的相关规范和标准，基坑的加固设计也大多是根据工程经验采用扩大修正系数考虑的。

　唐业清学者曾对103项深基坑工程事故的原因进行过调查和研究，研究结果发现80%的事故由于水处理不当、深基坑设计失误、结构和基坑失稳的原因造成的，当然施工技术限制和局限也是这些事故发生不可忽视的原因。

　谭烽分析了深基坑信息化施工的变形，林青对宁波某复杂地质工程进行了信息化施工的研究，冯利坡利用信息化技术研究了基坑变形等等。信息化监测技术是一种很好的基坑分析工具，对基坑附近建筑物沉降深基坑支护结构的变形以及地下水位，这样做更能及早发现基坑存在的危险，对于保基坑工程施工安全及周围建筑物的作用不容忽视，这些技术经验的积累更能为以后深坑施工监测提供科学的指导。

　在上个世纪30年代，被誉为现代土力学创始人的著名基坑研究专家K.Terzaghi就明确提出了总应力法的概念，这在当时的基坑研究领域引起很大的震动，他运用相关假设和数据很好的提出了有效应力理论的概念，这样就使得土力学在以后的研究中成为了一门独立的学科。这一理论一直沿用至今，但又有了许多的改进与修正。

　Peck的研究同K.Terzaghi有相同的贡献，他还研究了侧向位移、地表沉降、坑底隆起失效、较小地表沉降的措施及土压力计算图示等内容，特别是他对某些实际基坑工程的实测数据进行了分析，提出了对实际基坑工程具有重要指导价值的研究方法。

　随着城市高层建筑的增多，超大型深基坑设计与施工也越来越普遍，实际基坑工程项目为国内外基坑工程理论的研究提供了很好的参考，Rourke等学者依据许多实际工程数据进行了基坑变形的专门研究，他们分析了基坑开挖及使用期间、支护结构刚度等因素对基坑变形的影响，同时也分析了其他因素影响基坑变形的作用机理。

　二、关于深基坑技术的相关阐述

　2.1 深基坑技术施工特点

　 深基坑施工技术具有较为显著的四大特点：

　（1）周围环境影响大。

　由于现阶段我国高层建筑比较多见，通常也是我国的商业繁华地段或者交通较为便利的地方。因此，在开展深基坑施工之前需要结合多方因素进行综合性思考，同时重视施工建设的人身安全以及地面管线的布局等。

　（2）建筑施工条件逐渐复杂。

　随着我国施工建设的环境逐渐复杂，需要加大深基坑技术的施工技术强度。比如，我国深基坑施工建设技术的时候，由于建设场所的特殊地理环境，严重影响了施工建设的安全问题，并对周围的建筑产生一定的影响。

　（3）风险性以及随机性。

　通常情况下，深基坑施工技术的所需时间较长，建设施工期间难免出现意外事件，比如突然恶劣的天气环境等。这些意外事件不仅具有较大的随机性，还存在一定的风险因素。

　（4）较强的区域性。

　由于不同地区存在这一定的差异性，深基坑工程的施工也需要不同的设计方案。因此，需要根据施工建设人员根据该地的实际情况展开预算，勇于技术创新从而开展灵活的施工建设。

　2.2 深基坑技术控制要点

　 深基坑施工建设过程包含了挖土方、挡水、围护以及防水等相关建设项目，部分较细的结构施工内容仍旧较为繁杂。因此，建筑项目施工过程中需要严格把控每个环节，以免由于部分建设环节为施工项目产生不良影响。一般情况下，施工建筑单位将建设技术作为主要依据，并严格依照相关规范对施工建设团队进行管理，并对建设项目团队的施工技术以及措施进行监督。

　通常建设团队在进行土石方施工建设前，需要对建设场所周围的建筑物体、构筑物体以及施工建设场地进行拍照、录像，施工建设设计人员需要收集相关信息以及地理环境的水质等因素，并对收集到的资源进行分析研究，从而进行更为严格的深入施工组织，特别是针对软土层的处理，并且开挖的深度不应过大。由于部分施工建设团队在施工时，所挖地基深度较大或者团队挖掘速度较快，会对施工现场出现失衡情况，并减少整体土质的整体强度以及稳定性，从而导致该地的土质出现滑移情况。这些均会影响工程施工的管理工作以及监督工作，并且延长施工的进展程度，从而对工程造成严重的影响。

　三、深基坑施工的技术分析

　3.1 支护结构施工技术分析 选择深基坑支护工程需要确保基坑边坡稳定，并满足变形量的控制标准，最终目标是确保周围建构筑物的安全性。若施工区域的水文、地质条件较好，周边环境要求标准相对较低时，可以使用柔性支护，以降低成本、缩短工期。但是，若深基坑临近市政道路，就会因地下管网的复杂性导致无法使用锚杆施工；若周边环境要求标准相对较高，可以使用钢性支护，以减少水平位移，但这种施工方式的造价高、工期长。

　对于排桩来说，施工组织便利、工期较短，能够结合工程桩同步施工，对于地下连续墙来说，刚度大、止水性好，更能适应地质条件差的复杂地域，对于周边环境要求较高的基坑更为适用。对于支撑的形式，当地质条件较差时，锚杆不宜对土体再进行扰动，只能采用内支撑的形式；当地质条件特别差，有多层地下室时，可采用地下连续墙加逆作法的支护方案。这种方案一般将地下连续墙兼做地下室外墙使用，地下室结构体系代替支撑体系，受力更为合理且可缩短总工期，具有明显的经济效益。

　3.2 内支撑结构施工技术分析 支撑系统包括围护和支撑两部分，若支撑较长还包括支撑立柱及立柱桩。较为常用的支撑系统材料有钢筋混凝土。在现场正式施工前，要充分掌握支撑系统图纸及设计情况，了解基坑开挖及支撑设置的主要方式。

　支撑结构的安装、拆除要与围护结构工况保持一致，现场施工过程中要严格控制开挖流程、时间，对每层开挖深度、支撑位置、围护结构进行深入检查。待现场全部支撑安装完成后，要注意保持内支撑系统运转正常，直到所有支撑全部拆除，相关的质量监督、检验必须严格依照标准规范开展工作。

　3.3 基坑降水施工技术分析 深基坑降水方案有多种方式，其中轻型井点降水、明沟加集水井降水在实践过程中使用较多。实际施工会对地下水位相对较高的区域产生不利影响。若地下水来源丰富，基坑施工前必须对周边水文、地质、气候、环境等条件进行综合调查，结合相应数据进行综合分析，制订合理的深基坑降水施工方案。在降低施工区域地下水位的过程中，要尽量避免使用连续抽水的方式，同时，在排水过程中要严格控制出水的含砂土量，避免地下水抽排造成地下砂土被掏空，引发基坑管涌流砂或地面沉降等问题。

　在进行基坑降水施工时，要布设相应的沉降位移观测点、水位监测点，随时掌握周边建构筑物变化情况及地下水位。在基坑开挖前，要在四周设置截水沟，以便顺利排除地表水，减少地表水流入基坑，或冲刷基坑边坡坡面，截水沟与坡顶间要进行硬化处理。

　3.4 土方开挖施工技术分析 深基坑土方开挖施工期间，需要关注多个方面的问题，需要自上而下分层逐级开

　挖，避免雨季施工，遇下雨时应覆盖坡面避免雨水冲刷等。首先，在深基坑开挖前要了解施工区域底线管线的走向、分布，对存在的各类地下设施进行统计分析，特别是当深基坑工程紧挨市政道路时，其中的各类管线较多，必须提前了解各类管线的走向、标高，并根据现场实际情况制订科学的开挖方案，确保地下管线安全的同时保证土方开挖成效；其次，基坑土方开挖会出现大量土方运输工作，现场设计的出土坡道必须合理，严禁绕边坡顶设置车辆行走路线，出土坡道设置要保证边坡支护体系受力均匀，避免出现边坡失稳的问题：再者，现场进行土方开挖时要合理控制开挖量，若开挖量较大会对周边环境产生不利影响，若施工过程中遇到软土地基要避免深开挖，若开挖进程较快、高差大都会对基坑土体抗剪强度产生不利影响，严重者会破坏土体原平衡，甚至引发坍塌事故；最后，对于部分特殊区域的土方开挖可能需要动用爆破作业，在施工过程中要严格控制炸药用量，并根据标准设置减震缓冲沟。

　四、深基坑施工的存在问题及策略 4.1 深基坑施工设计合理性问题 建筑施工之前应该提前根据建筑工程的特殊性，编制一套合理性的计划，不仅要保障质量安全，还要追求经济适用原则。与...