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摘要：随着建筑的发展高层建筑的建设，在不影响毗邻建筑物沉降的施工方法中，深基坑支护已经成为首选的施工方案。由于深基坑支护包括挖土、挡土、围护和防水等项目的施工，任何一个中间过程的失误都可能导致施工事故，因此是一项复杂的系统工程。本文作者根据多年的施工工作对建筑深基坑支护的重要性作了分析，并对深基坑支护信息化的施工和施工中的一些突发事件的预防及应急措施进行了详细阐述。
关键词：建筑工程；深基坑支护；技术探讨
Abstract: With the development of high-rise building construction, in does not affect the construction method of adjacent buildings, deep foundation pit construction scheme has become the preferred. The support comprises construction project excavation, retaining, and waterproof enclosure of deep foundation pit, any intermediate process errors may lead to the construction accident, so it is a complicated system engineering. The author of this paper according to the construction work for many years, analyses the importance of building deep foundation pit supporting, and prevention of deep foundation pit support the information construction and construction of some unexpected events and emergency measures were described in detail.
Key words: building engineering; deep foundation pit; technology study
中图分类号：TU74
一、深基坑支護结构类型
1.1钢板桩支护
钢板桩应用于建筑深基坑的支护,是一种施工简单,投资经济的支护方法。在上海软土地区过去应用较多,但由于钢板桩本身柔性大,如支撑或锚拉系统设置不当,其变形会很大。因此对基坑支护深度达7m以上软土地层,基坑支护不宜采用钢板桩支护,除非设置多层支撑或锚拉杆,但应考虑到地下室施工结束后钢板桩拔除时对周围地基和地表变形的影响。
1.2地下连续墙
地下连续墙是在泥浆护壁的条件下分槽段构筑的钢筋混凝土墙体,地下连续墙最早于1950年开始应用于巴黎和米兰市的地下建筑工程。我国在20世纪60年代初开始应用于水坝的防渗墙。后来国内将地下连续墙用于城市深基坑的围护结构最早是广州白天鹅宾馆,现在全国各地已用得比较普遍,如地下连续墙的施工深度国内已有超过80m,厚度达1.4m。由于地下连续墙具有整体刚度大和防渗性好,适用于地下水位以下的软粘土和砂土多种地层条件和复杂的施工环境,尤其是基坑底面以下有深层软土需将墙体插入很深的情况.因此,在国内外的地下工程中得到广泛应用,并且随着技术的发展和施工方法及机械的改进,地下连续墙发展到既是基坑施工时的挡墙围护结构,又能作为拟建主体结构的侧墙。也可采用逆作法施工减少对环境和地面交通的影响。
1.3柱列式灌注桩排桩支护
柱列式间隔布置包括:桩与桩之间有一定的净距的疏排布置形式和桩与桩相切的密排布置形式。为降低工程造价和施工方便,柱列式灌注桩作为挡土围护结构有很好的刚度,但各桩之间的连系差,必须在桩顶浇筑较大截面的钢筋混凝土帽梁加以可靠连结。为防止地下水并夹带土体颗粒从桩间空隙流入坑内,应同时在桩间或桩背采用高压注浆、设置深层搅拌桩、旋喷桩等措施,或在桩后专门构筑防水帷幕。灌注桩施工时无振动,对周围邻近建筑物、道路和地下管线影响危害比较少。具有一定的优越性,但缺点是桩的施工速度较慢,且场地泥浆处理较困难,工期长。
二、土钉墙支护深基坑的作用
土钉墙是由天然土体通过土钉就地加固之后并且与所喷射得混凝土面板相结合，并形成的一种类似重力挡墙的结构，以此来抵抗墙后所产生的土压力；最终达到保持开挖面稳定的效果，这个土挡墙就被称为土钉墙。土钉墙的做法与矿山加固坑道用的喷锚网加固岩体的做法类似，所以有时也被称为喷锚网加固边坡或喷锚网挡墙装置，《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99)正式命名为土钉墙。
1、应力传递与扩散作用
当荷载增大到一定程度后，边坡表面和内部裂缝己发展到一定宽度，此时坡脚应力最大。这时下层土钉伸入到滑裂域外稳定土体中的部分仍能提供较大的抗力，土钉通过其应力传递作用，将滑裂面内部应力传递到后部的稳定土体中，并分散在较大范围的土体内，降低应力集中程度。在相同的荷载作用下，经过检验：被土钉锁加固的土体在内部的应变水平比其他素土边坡土体内的应变水平要降低了很多，这种情况带来的优势就是对开裂区域的形成与发展产生了明显的阻碍效果。
2、箍束骨架作用
土钉与土共同作用，土钉自身的刚度和强度以及它在土体内的分布空间所决定的，它具有制约土体变形的作用，使得复合土体构成一个整体结构。
3、坡面变形的约束作用
在坡面上设置的与土钉连成一体的钢筋混凝土面板是发挥土钉有效作用的重要组成部分。面板提供的约束取决土钉表面与土的摩阻力，当复合土体开裂扩大并连成片时，只有开裂区域后面的稳定复合土体产生摩阻力。
4、分担作用
在复合土体内，土钉有较高的抗拉、抗剪强度和抗弯强度，当土体进入塑性状态后，应力逐渐向土钉转移。当土体开裂时，土钉分担作用更为明显。土钉内产生相应的弯剪、拉剪等复合应力，于是就会导致土钉体外裹浆体碎裂、钢筋屈服的结果。
三、深基坑支护施工的信息化
对基坑开挖进行实时监控是施工信息化管理的基础。根据施工监控反馈的数据进行分析。一方面可以及时掌握支护工程的受力状态，防止出现重大安全事故;另一方面通过对地质情况的了解不断修正原有的认识和设计。开挖施工监测的主要内容包括：支护结构顶部水平向的位移;支护结构自身的裂缝和沉降;相邻建筑物和道路的裂缝、沉降和倾斜;基坑底部有无隆起的观测等。其一般是安排专业人员对基坑及周围建筑物进行监测，根据基坑开挖期间监测信息，比照勘察设计和施工组织设计中的预期性状，动态分析基坑支护结构或岩土变形等情况，全面掌握位移变形量的大小、方向和速度，及时对施工中可能出现的险情进行预报。对照报警标准及时采取有效的应对措施，确保施工安全。监测体系一般有两套监测系统。一套是施工单位组织的自检监控，主要是监测桩顶水平位移等，这种监测的频率要求较密;另一套是由甲方委托有资质的专业单位进行监测。一般部位每隔8~10m布设一个监测点，关键部位适当加密布设监测点。开挖基坑较深时，还应该测试支撑结构的内应力和支撑变形量，当所测应力达到设计值的90%或支撑变形量达到10 mm 时，要停止施工并采取防范措施。开挖后每天监测一次，当变形超过有关标准或监测结果变化较大时，应加密观测次数。当有事故征兆时，应停止施工并加大监测频率，加强监测。要根据观测结果绘制出变化曲线图，反映所测目标的动态趋势，传递险情前兆信息。当出现位移量发生突变、位移量有增加趋势、位移方向改变等现象时，必须结合气象条件、开挖施工、地下水变化等相关的诱发情况，认真分析支护结构、地质特性、地下设施、临近建筑物等监测信息，再次计算基坑支护结构的稳定性，确定排除险情后再继续施工。
四、施工中突发事件预防及应急措施
4.1 内容
常见的深基坑支护工程施工突发事件包括有：基坑内出现管涌、流沙等;基坑支护局部出现裂缝、沉降;工程所在地连续多日出现狂风暴雨;相邻工地降水、打桩、开挖土方对本工程的影响;开挖中出现地下障碍物妨碍基坑支护结构或止水帷幕等。在深基坑开挖施工中，要事先设立预案，发现有异常，即时拿出相应方案指导施工，并进行跟踪监测，验证方案是否有效， 确保基坑及周边环境的安全。当预计事件发生后， 应立即启动应急预案及时解决。
4.2 预防措施
在施工中一般做好以下预防措施。为确保止水质量，防止基坑开挖时漏水，止水桩施工前要对施工桩位及临近的障碍物进行逐一清除。为确保基坑不发生漏水和滲水现象，基坑开挖时，要做好桩间土的保护，如发现坑内漏水严重，要先在坑内封堵抢险，同时查明原因，进行整改。必要时可用高标号砂浆在桩间砌砖或在桩间进行挂网喷浆。为确保支护桩施工质量与桩周管线安全，在支护桩施工前，要查明下部管线并进行标注，开挖并架空处理靠近施工区的下部管线。为应对突发事件，现场要储备足够的钢管、水泥、木桩、草袋、水玻璃等物资和潜水泵、压浆机、注浆机等设备。一旦出现险情，马上采取措施控制其发展。为防止周围地下水降深过大，要事先做好灌槽和回灌井。
4.3 应急措施
尽管在施工中以预防为主，力争做到事前控制，但在施工中仍有可能会出现意外情况。因此，要做好相应的处理，确保施工顺利。当出现基坑漏水时，要针对现场情况在坑外采用压密注浆或深层搅拌来进行止水。当止水桩达一定强度后，才可逐步拆除坑内抢险封堵物。在拆除坑内抢险封堵物时，要密切观察原出水处情况。当支护桩出现位移量超过警报值时， 应立即停止开挖，分析原因并采取措施，当措施落实并生效后才能继续开挖。同时要加大基坑及其周边监测频率。当出现周边道路、管线沉降过大时，也应立即停止土方开挖，分析查找原因，并在沉降区及周边采用压密注浆加固土体，采用树根桩加固管道后才能继续施工。当出现道路和管道开裂时，应立即切断相应的气源、水源和电源，配合相关部门修复，并针对原因在开裂区加固土体后再继续施工。
五、结语
深基坑的技术发展，施工的安全可靠，直接关系着高层建筑的安全性、稳定性和长久性。在施工时，要注意施工技术要点，并结合监测同时进行，不可盲目施行。只有过硬的技术，才能既节省了施工费用，又确保了周围环境的安全，完全达到预期的施工目的，才能最终保证了工程的顺利进行。
关键词：建筑工程；深基坑支护；技术探讨
Abstract: With the development of high-rise building construction, in does not affect the construction method of adjacent buildings, deep foundation pit construction scheme has become the preferred. The support comprises construction project excavation, retaining, and waterproof enclosure of deep foundation pit, any intermediate process errors may lead to the construction accident, so it is a complicated system engineering. The author of this paper according to the construction work for many years, analyses the importance of building deep foundation pit supporting, and prevention of deep foundation pit support the information construction and construction of some unexpected events and emergency measures were described in detail.
Key words: building engineering; deep foundation pit; technology study
中图分类号：TU74
一、深基坑支護结构类型
1.1钢板桩支护
钢板桩应用于建筑深基坑的支护,是一种施工简单,投资经济的支护方法。在上海软土地区过去应用较多,但由于钢板桩本身柔性大,如支撑或锚拉系统设置不当,其变形会很大。因此对基坑支护深度达7m以上软土地层,基坑支护不宜采用钢板桩支护,除非设置多层支撑或锚拉杆,但应考虑到地下室施工结束后钢板桩拔除时对周围地基和地表变形的影响。
1.2地下连续墙
地下连续墙是在泥浆护壁的条件下分槽段构筑的钢筋混凝土墙体,地下连续墙最早于1950年开始应用于巴黎和米兰市的地下建筑工程。我国在20世纪60年代初开始应用于水坝的防渗墙。后来国内将地下连续墙用于城市深基坑的围护结构最早是广州白天鹅宾馆,现在全国各地已用得比较普遍,如地下连续墙的施工深度国内已有超过80m,厚度达1.4m。由于地下连续墙具有整体刚度大和防渗性好,适用于地下水位以下的软粘土和砂土多种地层条件和复杂的施工环境,尤其是基坑底面以下有深层软土需将墙体插入很深的情况.因此,在国内外的地下工程中得到广泛应用,并且随着技术的发展和施工方法及机械的改进,地下连续墙发展到既是基坑施工时的挡墙围护结构,又能作为拟建主体结构的侧墙。也可采用逆作法施工减少对环境和地面交通的影响。
1.3柱列式灌注桩排桩支护
柱列式间隔布置包括:桩与桩之间有一定的净距的疏排布置形式和桩与桩相切的密排布置形式。为降低工程造价和施工方便,柱列式灌注桩作为挡土围护结构有很好的刚度,但各桩之间的连系差,必须在桩顶浇筑较大截面的钢筋混凝土帽梁加以可靠连结。为防止地下水并夹带土体颗粒从桩间空隙流入坑内,应同时在桩间或桩背采用高压注浆、设置深层搅拌桩、旋喷桩等措施,或在桩后专门构筑防水帷幕。灌注桩施工时无振动,对周围邻近建筑物、道路和地下管线影响危害比较少。具有一定的优越性,但缺点是桩的施工速度较慢,且场地泥浆处理较困难,工期长。
二、土钉墙支护深基坑的作用
土钉墙是由天然土体通过土钉就地加固之后并且与所喷射得混凝土面板相结合，并形成的一种类似重力挡墙的结构，以此来抵抗墙后所产生的土压力；最终达到保持开挖面稳定的效果，这个土挡墙就被称为土钉墙。土钉墙的做法与矿山加固坑道用的喷锚网加固岩体的做法类似，所以有时也被称为喷锚网加固边坡或喷锚网挡墙装置，《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99)正式命名为土钉墙。
1、应力传递与扩散作用
当荷载增大到一定程度后，边坡表面和内部裂缝己发展到一定宽度，此时坡脚应力最大。这时下层土钉伸入到滑裂域外稳定土体中的部分仍能提供较大的抗力，土钉通过其应力传递作用，将滑裂面内部应力传递到后部的稳定土体中，并分散在较大范围的土体内，降低应力集中程度。在相同的荷载作用下，经过检验：被土钉锁加固的土体在内部的应变水平比其他素土边坡土体内的应变水平要降低了很多，这种情况带来的优势就是对开裂区域的形成与发展产生了明显的阻碍效果。
2、箍束骨架作用
土钉与土共同作用，土钉自身的刚度和强度以及它在土体内的分布空间所决定的，它具有制约土体变形的作用，使得复合土体构成一个整体结构。
3、坡面变形的约束作用
在坡面上设置的与土钉连成一体的钢筋混凝土面板是发挥土钉有效作用的重要组成部分。面板提供的约束取决土钉表面与土的摩阻力，当复合土体开裂扩大并连成片时，只有开裂区域后面的稳定复合土体产生摩阻力。
4、分担作用
在复合土体内，土钉有较高的抗拉、抗剪强度和抗弯强度，当土体进入塑性状态后，应力逐渐向土钉转移。当土体开裂时，土钉分担作用更为明显。土钉内产生相应的弯剪、拉剪等复合应力，于是就会导致土钉体外裹浆体碎裂、钢筋屈服的结果。
三、深基坑支护施工的信息化
对基坑开挖进行实时监控是施工信息化管理的基础。根据施工监控反馈的数据进行分析。一方面可以及时掌握支护工程的受力状态，防止出现重大安全事故;另一方面通过对地质情况的了解不断修正原有的认识和设计。开挖施工监测的主要内容包括：支护结构顶部水平向的位移;支护结构自身的裂缝和沉降;相邻建筑物和道路的裂缝、沉降和倾斜;基坑底部有无隆起的观测等。其一般是安排专业人员对基坑及周围建筑物进行监测，根据基坑开挖期间监测信息，比照勘察设计和施工组织设计中的预期性状，动态分析基坑支护结构或岩土变形等情况，全面掌握位移变形量的大小、方向和速度，及时对施工中可能出现的险情进行预报。对照报警标准及时采取有效的应对措施，确保施工安全。监测体系一般有两套监测系统。一套是施工单位组织的自检监控，主要是监测桩顶水平位移等，这种监测的频率要求较密;另一套是由甲方委托有资质的专业单位进行监测。一般部位每隔8~10m布设一个监测点，关键部位适当加密布设监测点。开挖基坑较深时，还应该测试支撑结构的内应力和支撑变形量，当所测应力达到设计值的90%或支撑变形量达到10 mm 时，要停止施工并采取防范措施。开挖后每天监测一次，当变形超过有关标准或监测结果变化较大时，应加密观测次数。当有事故征兆时，应停止施工并加大监测频率，加强监测。要根据观测结果绘制出变化曲线图，反映所测目标的动态趋势，传递险情前兆信息。当出现位移量发生突变、位移量有增加趋势、位移方向改变等现象时，必须结合气象条件、开挖施工、地下水变化等相关的诱发情况，认真分析支护结构、地质特性、地下设施、临近建筑物等监测信息，再次计算基坑支护结构的稳定性，确定排除险情后再继续施工。
四、施工中突发事件预防及应急措施
4.1 内容
常见的深基坑支护工程施工突发事件包括有：基坑内出现管涌、流沙等;基坑支护局部出现裂缝、沉降;工程所在地连续多日出现狂风暴雨;相邻工地降水、打桩、开挖土方对本工程的影响;开挖中出现地下障碍物妨碍基坑支护结构或止水帷幕等。在深基坑开挖施工中，要事先设立预案，发现有异常，即时拿出相应方案指导施工，并进行跟踪监测，验证方案是否有效， 确保基坑及周边环境的安全。当预计事件发生后， 应立即启动应急预案及时解决。
4.2 预防措施
在施工中一般做好以下预防措施。为确保止水质量，防止基坑开挖时漏水，止水桩施工前要对施工桩位及临近的障碍物进行逐一清除。为确保基坑不发生漏水和滲水现象，基坑开挖时，要做好桩间土的保护，如发现坑内漏水严重，要先在坑内封堵抢险，同时查明原因，进行整改。必要时可用高标号砂浆在桩间砌砖或在桩间进行挂网喷浆。为确保支护桩施工质量与桩周管线安全，在支护桩施工前，要查明下部管线并进行标注，开挖并架空处理靠近施工区的下部管线。为应对突发事件，现场要储备足够的钢管、水泥、木桩、草袋、水玻璃等物资和潜水泵、压浆机、注浆机等设备。一旦出现险情，马上采取措施控制其发展。为防止周围地下水降深过大，要事先做好灌槽和回灌井。
4.3 应急措施
尽管在施工中以预防为主，力争做到事前控制，但在施工中仍有可能会出现意外情况。因此，要做好相应的处理，确保施工顺利。当出现基坑漏水时，要针对现场情况在坑外采用压密注浆或深层搅拌来进行止水。当止水桩达一定强度后，才可逐步拆除坑内抢险封堵物。在拆除坑内抢险封堵物时，要密切观察原出水处情况。当支护桩出现位移量超过警报值时， 应立即停止开挖，分析原因并采取措施，当措施落实并生效后才能继续开挖。同时要加大基坑及其周边监测频率。当出现周边道路、管线沉降过大时，也应立即停止土方开挖，分析查找原因，并在沉降区及周边采用压密注浆加固土体，采用树根桩加固管道后才能继续施工。当出现道路和管道开裂时，应立即切断相应的气源、水源和电源，配合相关部门修复，并针对原因在开裂区加固土体后再继续施工。
五、结语
深基坑的技术发展，施工的安全可靠，直接关系着高层建筑的安全性、稳定性和长久性。在施工时，要注意施工技术要点，并结合监测同时进行，不可盲目施行。只有过硬的技术，才能既节省了施工费用，又确保了周围环境的安全，完全达到预期的施工目的，才能最终保证了工程的顺利进行。