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岩土工程深基坑支护的影响因素及防治
摘要：深基坑工程是城市相当繁荣和进步之后的必然产物，它所涉及的问题多广杂。本文基于深基坑支护工程这个问题，将各工程施工案例、数值分析及现场实测等多种方法和手段相结合进行因素分析和防治措施。达至全面提高各参建者业务水平，杜绝重大安全事故发生。
关键词：深基坑岩土工程；影响因素；支护方案；监测
0前 言
随着城市建设的发展，各种用途的地下空间已在全国各大城市中得到开发利用，其规模和深度不断加大，基坑工程逐渐成了城市建设中岩土工程的主要内容之一。为了克服在有限的空间里施工此类地下结构的难度，便于基坑支护工程。解决目前基坑工程的安全储备相对较低，技术复杂，涉及范围广，变化因素多。这样，设计及施工人员经常遇到新的问题及新的挑战，所以研究深基坑支护的影响与对策日渐突显重要。
1深基坑支护工程的影响因素
根据众多事故分析，影响基坑支护的主要因素有以下几点：
1.1岩土的性质
根据大量的事故分析归纳，土质条件是造成基坑事故的首要原因。土质条件足基坑支护设计结构选型的重要因素，所以在施工中应特别注意分清基坑开挖范围及下部l～2倍基坑深度内岩土的工程性质。
(1)首先要确定基坑开挖土的分类。根据土的成因、物理力学性质及其特殊性可分为碎石土、砂土、粉土、粘性土和特殊性土。对于特殊性土主要考虑杂填土及软土的影响。
(2)粘性土是指粒径大于0.075mm的颗粒质量不超过总质量的50％，且塑性指数Ip大于10的土。进一步可分为粉质粘土(1017)。其土的软硬状态可使用液限指数划分。IL值越大，土质越软：反之，土质越硬。
(3)相比软土来说，碎石土、砂土和粉土，其抗剪强度较高、变形小、渗透性高等特点，特别在砂土地层中极易引起坑壁、坑冒砂涌水的流土事故。
(4)杂填上层分布以及地下障碍。在场地杂填上层厚度大或地下障碍多的条
件下，易使止水帷幕出现薄弱点，造成基坑的止水效果差；同时给土钉墙支护结构的施工带来一定的难度：
1.2水的影响
水是影响深基坑安全稳定的又一重要因素。深基坑开挖程中，改变了原有地下水的平衡状态，地下水便向基坑内产生流动，从而影响基坑的稳定性。
(1)首先是地表水，地表水对基坑坑壁稳定性影响很大。
(2)地下水处理不好将直接影响基坑坑壁的稳定性，尤其基坑壁或基坑底揭露砂土时，由于砂层的透水性较好，故地下水涌水现象更为严重，如不采取控制地下水的措施，则严重影响施工或无法施工。
(3)止水：一般采用的是止水帷幕的形式，包括深层搅拌桩、高压旋喷桩、压密注浆、挂网喷浆和地下连续墙等。
(4)降水：指地下水位保持在基坑底面0.50～1.00m以下，方便基坑土方工程的施工。一般根据基坑规模、开挖深度和土层透性等因素采用轻型井点、喷射井点、电渗井点、管兰井井点和深井井点等方法。
(5)排水：主要指排出地下潜水、施工用水和天降雨水，一般采取明沟加集水井的方式。
1.3施工场地周边环境的影响
基坑支护的目之一就是确保周边建筑，道路及市政设施的安全。从理论上讲，凡是深、大基坑的施工必然会打破原场地土力系平衡，从而产生变形，一旦产生变形将会对周围环境产生危害。支护的目的就是减少施工对土体强度的破坏，并给予一定的支撑，控制周边变形。
1.4基坑支护方案受到桩基施工干扰引发事故
此类事故一般是由于孤立的看待支护方案，多发生在先打桩后挖土的基坑工程。如果打桩后立即开挖基坑，由于开挖时的应力释放，再加上挖土高差形成一侧卸载和水平推力，土体极易产生水平位移，从而使原先打入的桩产生位移和倾斜，从而导致基坑支护工程的安全事故，对预应力管桩产生的破坏性更为严重。
1.5基坑支护工程中各单项施工的协调
基坑工程可能包括打桩、土方开挖、支撑、降水等多项施工，极有可能不是一家总包，互相之间的配合不好，往往也容易产生事故。如果基坑底面暴露时间过长，加之基坑积水，使得粘性土吸水体积增大，抗剪强度降低，回弹变形增大，产生安全事故。
1.6运行期间的管理不当
有些基坑的支护和开挖均没有发生险情，但是由于在其运行期间忽略了管理，从而导致了安全事故。如三明某住宅小区基坑工程：地下室施工中，由于土方车以及运输材料的车辆等离支护结构太近，近距离的辗压运输，使得支护结构的荷载过大，产生了基坑变形。
1.7忽视安全监测的重要性
从所有的基坑事故分析中，可以得出一个结论，就是任何一起基坑事故都与安全监测不力或险情预报不准确相关。基坑支护的安全监测技术是指基坑在施工过程中，用科学仪器、设备和手段对支护结构、周边环境的位移、倾斜、沉降、应力、开裂、基底隆起以及地下水位的动态变化、土层孔隙水压力变化等进行综合监测。
2防治措施
2.1选择合适的基坑坑壁形式
基坑施工前，首先应按照规范的要求，依据基坑坑壁破坏后可能造成后果的严重性确定基坑坑壁的等级，然后根据坑壁安全等级、基坑周边环境、开挖深度、工程地质与水文地质、施工作业设备和施工季节的条件等因素选择坑壁的形式。
当基坑顶部无重要建(构)筑物，场地有放坡条件且基坑深度<8m时，可以优先采用坡率法。采用坡率法时，关键是要确定正确的坡率允许值。一般坑壁的坡率允许值可按工程类比的原则并结合已有稳定边坡的坡率值分析确定。
2.2加强对土方开挖的监控
基坑土方一般采用机械开挖法，开挖前，应根据基坑坑壁形式、降排水要求等制定开挖方案，并对机械操作人员进行交底。开挖时，应有技术人员在场，对开挖深度、坑壁坡度进行监控，防止超挖。对采用土钉墙支护的基坑，土方开挖深度应严格控制，不得在上一段土钉墙护壁未施工完毕前开挖下一段土方。软土基坑必须分层均衡开挖，层高不宜超过1m。对采用自然放坡的基坑，坑壁坡度是监控的重点，当出现基坑实际深度大于设计深度时，应及时调整坑顶开挖线，保证坑壁坡率满足要求。
2.3加强对支护结构施工质量的监督
主要内容有：①材料出厂合格证检查；②材料现场抽检；③锚杆浆体和混凝土的配合比试验，强度等级检验。对支护结构本身的检验要根据支护结构的形式
选择，如土钉墙应对土钉采用抗拉试验检测承载力，对混凝土灌注桩应检测桩身完整性等。
2.4加强对地表水的控制
在基坑施工前，应摸清基坑周边的管网情况，避免在施工过程中对管网造成损害，出现爆管或渗漏：同时为减少地表水渗入坑壁土体，基坑顶部四周应用混凝土封闭，施工现场内应设地表排水系统，对雨水、施工用水、从降水井中抽出的地下水等进行有组织排放，对坑边的积水坑、降水沉砂池应做防水处理，防止出现渗漏；对采用支护结构的坑壁应设置泄水孔，保证护壁内侧土体内水压力能及时消除；减少土体含水率，也便于观察基坑周边土体内地表水的情况，及时采取措施。泄水孔外倾坡度不宜小于5％，间距宜为2～3m，并宜按梅花形布置。
2.5搞好支护结构的现场监测
支护结构的监测是防止支护结构发生坍塌的重要手段。监测方案可根据设计要求、护壁稳定性、周边环境和施工进程等因素确定。监测单位应定期向施工单位和监理单位通报监测情况，当监测值超过报警值时应立即通知设计、施工和监理单位，分析原因，采取措施，防止事故的发生。
3结束语
基坑支护工程是一项复杂的工程，既要挡土又要挡水，而且要控制变形，同时又要便于施工。影响基坑稳定性的因素很多。支护结构设计、开挖放坡、基坑降水、施工管理、现场监测、相邻场地施工相互影响等密切相关。总之，总结有效措施和经验教训，希望能为今后类似工程提供一些借鉴和参考。
参考文献
[1]JGJ120一99建筑基坑支护技术规程［S］．
[2]GB50026—93工程测量规范［S］．
[3]JGJ8—2007建筑变形测量规范［S］．
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。