对高层建筑深基坑施工中的问题的论述

对高层建筑深基坑施工中的问题的论述
摘要：本文主要的阐述了对目前高层建筑深基坑设计与支护中存在的问题，并对其提出了相应的解决对策。

关键词：深基坑；问题对策
1.深基坑工程施工的特点
1.1 基坑深度不断增加为了使用方便、节约土地，为了符合城市管理规定及人防需要等，建筑不断向地下发展。

过去建 l-2 层地下室，在大城市也不普遍，中等城市则更为少见。

现在大城市、沿海地区尤其是特区，地下 34 层已经很平常， 5-6 层也很多见。

因此，基坑开挖深度多在 10m-16m 之间，深度在 20m 左右的也很多。

1.2 建筑工程地质条件越来越差，基坑周围环境复杂
在某些沿海经济开发区，建筑工程所处的地质条件差的问题较为突出。

城市中，高层和超高层建筑集中在人口稠密、建筑物密集的地方，并紧靠重要市政公路。

而一般情况下，这些地方的原有建筑结构陈旧，地上与地下管线密布。

因此，基坑开挖不仅要保证基坑本身的稳定，也要保证周围的建筑物和构筑物不受破坏。

1.3 基坑支护方法多
现在，深基坑支护的方法越来越多，如混凝土灌注桩、人工挖孔桩、预制桩、深层搅拌桩、钢板桩、地下连续墙、锚钉墙等，还有各种桩、板、墙、管、撑同锚杆联合支护。

1.4 基坑支护工程的事故隐患较大
深基坑支护工程技术较复杂，而且当基坑支护失效时，会造成邻近房屋、地下管线及道路的开裂，引发工程纠纷，甚至出现严重的破坏，造成重大的经济损失及人员的伤亡。

因此，在具体的工程实践中，科学设计和处理深基坑支护结构，并采用安全合理的支护技术措施保证深基坑施工至关重要。

2.水对基坑开挖与支护的影响
在饱和软土或地下水位较高的基坑工程中，开挖深基坑时，应特别重视防止水渗透引起基坑过坡坍塌。

传统的降排水方法有：明沟排水法、一级轻型井点降水法、二级或多级轻型井点降水法、喷射井点降水法、电渗井点降水法、大井管降水法等。

采用何种方法排水应视现场的情况而定，如对饱和软粘土施工，由于渗透系数小，排水速度慢，仅采用单排水技术往往不经济，可采用复合排水技术。

如以井点排水为主，再辅以电渗排水。

基坑内有水，在施工期间必须排除。

排水与降水总会使周围土层产生沉降，沉降过大会影响邻近建筑物的使用。

最为理想的方法是使基坑内的水既降低又排走，而基坑外侧的地下水位却又维持原状，这就是所用的止水帷幕法。

如将挡土护坡桩的间距稍大于桩径，φ1000 的灌注桩间距可选为φ1200，相邻两桩的外侧（坑内为内侧）筑一根φ400 的混凝土止水桩，为预防两桩间连接不密实，可在大小桩连线上进行高压灌浆。

另一种方法是回灌井点技术，在井点降水时，降水井点与原存在建筑物之间打回灌井和做回灌沟，在降水和排水的同时，将水注入回灌沟而流进回灌井中，使靠近建筑物一侧的地下水
位得以减小，从而有效控制地面沉降。

当地下水的渗流自下而上时，产生向上的浮力，其作用与土粒的自重作用是相反的。

当遇见砂土时，若上浮力大于土粒自重则会使土粒悬浮起来，随着动力压力增大，水夹杂砂粒涌出坑底产生管涌现象。

承压水层或坑底土层存在粉、细砂层或粘性很低的砂质粉土时，一旦引起动力压力，就十分容易产生管涌现象，施工中应充分考虑其对深基坑开挖的影响。

3.常见深基坑问题及对策
3.1 支护结构设计计算问题及对策
目前，深基坑支护结构的设计计算仍基于极限平衡理论，但支护结构的实际受力并不那么简单。

工程实践证明，有的支护结构按极限平衡理论计算的安全系数，从理论上讲是绝对安全的，但却发生破坏；有的支护结构却恰恰相反，即安全系数虽然比较小，甚至达不到规范的要求，但在实际工程中却获得成功。

极限平衡理论是深基坑支护结构的一种静态设计，而实际上开挖后的土体是一种动态平衡状态，也是一个松弛过程，随着时间的增长，土体强度逐渐下降，并产生一定的变形。

这说明在设计中必须给予充分的考虑，但在目前的设计计算中却常被忽视。

支护结构设计时要考虑由于超孔隙水压力对土体的影响，对土的各项物理力学性质指标取值要慎重，为了使取值更加可靠，最好在工程桩结束后，对土体做原位测试，以取得第一手资料，积累经验，提高工程的设计与施工水平，预防和避免事故的发生。

深基坑开挖中大量的实测资料表明：基坑周边向基坑内发生的水平位移是中间大两边小。

深基坑边坡失稳常常在长边的居中位置发生，这说明深基坑开挖是一个空间问题。

目前，支护结构中支撑的形式很多，但主要有两类：内撑式和拉锚式。

对于拉锚式，每根锚杆单独作用，靠土体的锚固作用形成水平承载力，锚杆之间仅靠腰梁联系，维持围护桩墙的平衡。

对于内撑式，通常采用井字梁加立柱，这样，排桩墙、支撑梁和立柱就形成一个空间框架结构。

尤其当有两道以上的水平支撑时，空间效应就更加明显，这时，水平支撑梁就不仅起单根支撑作用，而是以整体结构的形式起支撑作用。

然而，目前在支护结构设计中，完全没有考虑内撑式支护结构的这一空间效应，将内撑式和拉锚式同等看待，即仅仅提供一个水平支撑力，是不合理的。

传统的深基坑支护结构的设计是按平面应变问题处理的。

对一些细长条基坑来讲，这种平面应变假设比较符合实际，而对近似方形或长方形深基坑则差别比较大。

所以，在未能进行空间问题处理前而需按应变假设设计时，支护结构的构造要适当调整，以适应开挖空间效应的要求。

在支护结构中，支撑的形式及位置对结构的变形和内力有显著的影响。

选择合理的支撑形式及位置，对围护结构的稳定性，减少位移及降低造价有很大的作用。

一般的支护结构中，围护桩墙的顶部都设有压顶圈梁，压顶圈梁不但将各单桩联系起来，增强桩间的整体性，而且作为施工人员的通道，为施工提供方便。

土方开挖后支护墙出现渗水或漏水，对基坑施工带来不便，如渗漏严重时则往往会造成土颗粒流失，引起支护墙背地面沉陷甚至支护结构坍塌。

例如某银行，基坑开挖深度为-7.4m，支护桩为钻孔灌注桩φ800@1000，桩长 13m，其后设直径 0.3m 的旋喷桩作止水帐幕，地下水位在地表下 1m 处。

由于钻孔桩和止水桩质量差，未形成止水帐幕，基坑开挖后，桩间出现大量涌泥和流砂，支护桩向基坑内侧倾斜达200mm 以上，桩后形成的地面裂缝达 50～100mm，边坡滑移，严重开裂破坏，被迫停止拆除。

3.4 断桩及漏桩问题及处理对策
对于施工过程中未知的断桩或漏桩，开挖发现后应先进行止水处理，再用混凝土补浇填实，如止水有困难，也可采用“引流一修补”的方法，先在断桩处设一引流管，再将断桩修补，混凝土修补时可将引流管埋入其中，但引流管两端不可封死，应保证引流畅通，防止压力水对引流管边修补的混凝土产生微裂缝。

在混凝土达到强度后，可封住引流管。

施工阶段未知的断桩，其位置又发生在基坑底面以下，一般很难发现也难以修复。

如开挖后发生坑底支护桩边有严重管涌、冒砂或土体隆起现象，应怀疑下部断桩或漏桩，此时，应先行堵漏，查明原因，如确系断桩，则可采用高压喷射注浆（定喷或摆喷）予以修补。