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摘要：本文通过对某工程部分明挖基坑施工实例的分析与介绍，尤其是施工中出现的问题和险情的分析，找出了基坑施工的难点和风险点，同时通过采取施工措施，克服了险情，有效控制了周边地面沉降及房屋管线的沉降开裂，保证了施工安全和周边环境。并初步总结了基坑开挖中变形控制与周边建（构）筑物保护的一些好的方法，提出了一些有益的建议，以供借鉴参考。
关键字：基坑支护；影响因素；施工质量；监测
Abstract: This paper through the analysis and introduction of some engineering examples part open-cut foundation pit construction, especially the analysis of the problems and dangers in the construction, find out the difficulties and risks of foundation construction, at the same time by taking the construction measures, overcome the danger, effective control of the settlement of surrounding ground settlement and cracking of building pipelines, to ensure the construction safety and surrounding environment. And primarily summarizes the control and the surrounding building deformation of foundation pit excavation in the (structure) some good methods to build the protection, and puts forward some useful suggestions, so as to provide reference for.
Keywords: foundation pit; influencing factors; construction quality; monitoring
中圖分类号：TV551.4文献标识码：A文章编号：2095-2104（2013）
1 引言
近年来随着城市建设的大发展，基坑建设也随之向“宽、深、大”的方向发展，基坑施工安全重要性日益显著，它不仅要保证基坑施工中的结构稳定、基坑内作业人员的施工安全，而且要严格控制周边地层的变形与位移，确保周边建筑物、道路、管线的安全。本章主要就某工程深基坑支护结构在开挖过程中变形控制及周边建（构）物保护等问题进行探讨。
2 影响深基坑支护结构变形控制及周边建（构）物保护的主要因素
1）合理的支护结构体系设计
合理、可靠的支护结构体系设计是做好深基坑围护结构变形控制的前提，若支护结构体系任何部位存在设计缺陷或考虑不周，则围护结构变形难以控制在允许值范围内，甚至变形严重超限导致基坑失稳或坍塌等事故。支护结构设计合理性主要体现在几方面：围护结构的选型、围护结构的嵌固深度、围护结构的刚度、支撑结构的选型、支撑结构布设方式及强度、基底处理以及施工监测布置等。
实践证明，该工程各明挖基坑支护体系设计总体合理，工程施工处于可控状态，但仍有一些经验和教训值得借鉴和总结：
（1）应深入认识和理解工程地质水文条件
工程地质水文条件是工程设计的基础，参建各方必须深入了解场区的岩土类型、性质、参数以及水文条件；有些岩土特性在实验室不能准确的测试和揭露，就需要设计单位借鉴类似工程的经验和教训，做出正确的判断。
（2）内支撑体系设计问题
a) 支撑节点承载力既要满足轴力还应满足支撑和腰梁之间传递剪力要求，支撑和腰梁连接部位的翼缘和腹板均应加焊加劲板。基坑平面形状有向内凸出的阳角时，阳角两侧围檩应封闭，而且同时布设支撑点，该部位如有斜撑，设计可设置抗剪键或水平方向牛腿并进行抗剪验算。
b）控制支护结构位移和周边地表沉降量，第一道支撑点的位置和支撑及时架设是关键；另外，第一道支撑采用砼支撑可以有效提高支护体系整体稳定性。
c）支撑水平、竖向间距应考虑地质条件、施工方法及结构型式予以布置，必须保证土方开挖、结构施工作业有效空间，否则土方开挖与支撑架设工序衔接不好；另外要考虑结构柱、侧墙钢筋不应在同一水平面断开。
d）支撑布置尽量不采用换撑设计，换撑不但施工困难而且导致基坑暴露时间长，不利于基坑变形控制。
e）砼支撑与钢支撑体系相比，整体刚度大、稳定好，但施工周期长，往往在砼支撑体系施工完成达到龄期后，该时段支护结构变形已完成，变形量难以满足该设计工况下的变形值，设计工况验算时应考虑该问题。
f）钢支撑内力设计应考虑构件安装误差产生的偏心影响以及温差附加应力引起的不利影响。
2）支护结构体系施工质量
支护结构体系变形过大导致基坑失稳的一个主要原因是支护结构体系构件施工质量没有达到设计要求，导致构件作用减小或失效。常见的施工质量问题如下：
（1）围护结构质量问题
墙（桩）体垂直度不够甚至严重侵限、墙（桩）体砼灌注不密实出现孔洞甚至断墙（桩）、墙体接缝施工不规范等，这些问题造成围护结构经常渗漏水、涌水涌砂泥甚至墙体强度不够开裂，导致围护结构变形过大甚至失稳。
（2）支撑体系质量问题
包括钢支撑、围檩年久失修刚度下降，钢支撑安装后偏心率过大，支撑与围檩、围檩与墙体间焊接质量差或支座安装不规范，围檩与围护结构间充填不密实，钢支撑预应力施加不够或损失过大。
（3）止水帷幕质量问题
a）止水帷幕桩体垂直度偏差太大，使搭接失败，出现“开裆口”。
b）围护结构桩本身垂直度偏差与旋喷桩垂直度偏差的迭加效应，出现“开裆口”。
c）不良地层桩体成桩效果差，形成较多的缝隙、空洞。
d）止水帷幕由于施工或后期基坑土方开挖产生的变形而未能紧贴支护结构，一旦止水帷幕与密排桩之间的土颗粒流失，止水帷幕变成支挡结构，不堪负荷，必然破坏止水帷幕。
e）桩体施工中遇到地下障碍物，止水帷幕未能有效地形成。
3）土方开挖与支撑体系架设工序衔接
控制支护结构变形的核心是保证基坑内外的水土压力的平衡，严格控制水土的流失；不少基坑出现失稳、倒塌实质上都是上述两条出现问题，如基坑超挖、不及时加撑，导致基坑外水土压力大于基坑内的支承力，使围护结构变形过大甚至失稳。造成基坑超挖、不及时加撑的主要原因有：(1）承包商为抢进度主观忽视加撑的必要性；(2）支撑设置不合理导致机械开挖空间不足，难以实现随挖随撑；(3）土方开挖与支撑体系架设工序间安排不合理，没有有效衔接。
4）支护结构体系监测工作
及时、准确的基坑变形监测数据是支护结构设计优化和变形控制的依据，是参建各方深基坑安全管理的眼睛。有个别承包商不重视施工监测工作、监测点布设不规范、监测频率过低、监测点不注意保护，导致无法及时掌握基坑变形情况，贻误处理险情的最佳时机。
5）周边建（构）筑物鉴定和保护
做好基坑周边建（构）筑物保护工作的关键是掌握建（构）筑物的现状，控制基坑围护结构变形，严格控制水土的流失。该工程明挖法施工中除个别基坑及周边地表变形过大造成房屋出现裂缝外，总体未对周边环境造成大的不良影响。但有几点不足值得改进：
（1）做好周边建（构）筑物的调查和鉴定工作
设计单位应在工程招标前的各设计阶段会同建设单位逐步摸查并掌握周边建（构）筑物的类别、重要性、基础以及结构型式等资料。但受种种原因影响，个别项目该项工作开展不够细致，支护结构设计时还没有掌握相关必需资料，导致设计阶段对部分建构筑物保护认识不充分和考虑不周全。另外，施工单位基于成本考虑或重视不够，施工前对基坑周边建筑物鉴定范围和深度不够，现状鉴定资料不详实，导致后期施工出现投诉时维权证据不足和相互扯皮现象，甚至升级为上访事件和法律案件。
（2）针对基坑周边重要或危旧的建筑物，设计单位应在设计图中提出针对性的保护方案和要求，在招标设计中单独开项由承包商投标报价。
3 工程实例
笔者参建的该工程地质条件差，淤泥层、粉细砂层、花岗岩残积土层等不良地层厚度大，分布范围广，周边重要建筑物多，有一弧形楼距基坑最近处距离约6m，该楼基础为沉管灌注桩，桩深仅为12～13m，悬于基坑底之上，是基坑开挖中变形控制重中之重。
（1）调整土方开挖方法，加密钢支撑
基坑开挖原方案为分层接力台阶式开挖法，由南向北退挖，开挖中随挖随撑，参建各方研究决定在弧形楼范围内采取逐层开挖、逐层安装支撑的开挖方法，增加施工人员尽可能缩短钢支撑、围檩安装时间，缩小弧形楼范围内钢支撑间距。通过上述措施，支护结构位移量與设计工况基本吻合，达到预期效果。
（2）及时分析监测数据，有效处理基坑险情
弧形楼范围最后一层土方开挖之后，监测发现西侧连续墙（靠弧形楼一侧），监测数据显示连续墙侧向变形连续三天出现了3～5mm/天的增量，连续墙底部出现踢脚变形现象，若任其发展，将危及基坑及弧形楼的安全。参建各方立即研究，决定采取以下措施：
a）弧形楼前后沿基坑纵向40m范围增加第四排钢支撑；
b）在设计容许范围内增加钢支撑预加应力，并在加压后约12～16h之后进行二次预顶，增加支顶效果；
c）开挖至基底后，迅速清理，以最快的速度将垫层砼完成，尽量减少对基底岩土扰动；
d）加密监测连续墙、周边地表和弧形楼变形、沉降情况，保证监测频率为每天两次。
承包商立即落实了处理方案，监测数据显示，西侧连续墙异常变形增量稳定下来，险情被排除。
4 结语
综合以上所述，做好明挖基坑支护结构变形控制及周边建构筑物保护工作，应做到以下几个方面：
1）合理、可靠的支护结构体系设计是做好深基坑围护结构变形控制的前提。设计单位应深入认识和理解工程地质水文条件，尽可能收集并掌握基坑周边建构筑物情况，充分借鉴类似工程经验和教训，避免出现设计缺陷。
2）支护结构体系构件施工质量是深基坑围护结构变形控制的根本。施工单位必须充分重视并按照设计及规范要求做好支护体系施工质量过程控制。
3）控制支护结构变形的核心是保证基坑内外的水土压力的平衡，严格控制水土的流失。施工单位应根据工程地质和水文状况的特点，按照设计工况研究制定科学合理的基坑开挖方案，保证基坑开挖和支撑体系施作工序间有效衔接。
4）基坑监测数据是基坑变形控制的依据；施工单位必须重视施工监测工作，严格实施监测方案，及时反馈监测数据，使监理、设计、业主各方准确掌握基坑变形动态，及时调整、改进设计、施工方案，做到信息化施工。
5）施工单位应做好基坑开挖常见险情应急预案的编制、演练工作，落实到位各项应急设备和物资，出现险情后能够迅速启动预案。
参考文献：
1 孙智勇，深基坑周边建筑物保护的理论分析与工程措施，《铁道建筑技术》 2010年S2期。
关键字：基坑支护；影响因素；施工质量；监测
Abstract: This paper through the analysis and introduction of some engineering examples part open-cut foundation pit construction, especially the analysis of the problems and dangers in the construction, find out the difficulties and risks of foundation construction, at the same time by taking the construction measures, overcome the danger, effective control of the settlement of surrounding ground settlement and cracking of building pipelines, to ensure the construction safety and surrounding environment. And primarily summarizes the control and the surrounding building deformation of foundation pit excavation in the (structure) some good methods to build the protection, and puts forward some useful suggestions, so as to provide reference for.
Keywords: foundation pit; influencing factors; construction quality; monitoring
中圖分类号：TV551.4文献标识码：A文章编号：2095-2104（2013）
1 引言
近年来随着城市建设的大发展，基坑建设也随之向“宽、深、大”的方向发展，基坑施工安全重要性日益显著，它不仅要保证基坑施工中的结构稳定、基坑内作业人员的施工安全，而且要严格控制周边地层的变形与位移，确保周边建筑物、道路、管线的安全。本章主要就某工程深基坑支护结构在开挖过程中变形控制及周边建（构）物保护等问题进行探讨。
2 影响深基坑支护结构变形控制及周边建（构）物保护的主要因素
1）合理的支护结构体系设计
合理、可靠的支护结构体系设计是做好深基坑围护结构变形控制的前提，若支护结构体系任何部位存在设计缺陷或考虑不周，则围护结构变形难以控制在允许值范围内，甚至变形严重超限导致基坑失稳或坍塌等事故。支护结构设计合理性主要体现在几方面：围护结构的选型、围护结构的嵌固深度、围护结构的刚度、支撑结构的选型、支撑结构布设方式及强度、基底处理以及施工监测布置等。
实践证明，该工程各明挖基坑支护体系设计总体合理，工程施工处于可控状态，但仍有一些经验和教训值得借鉴和总结：
（1）应深入认识和理解工程地质水文条件
工程地质水文条件是工程设计的基础，参建各方必须深入了解场区的岩土类型、性质、参数以及水文条件；有些岩土特性在实验室不能准确的测试和揭露，就需要设计单位借鉴类似工程的经验和教训，做出正确的判断。
（2）内支撑体系设计问题
a) 支撑节点承载力既要满足轴力还应满足支撑和腰梁之间传递剪力要求，支撑和腰梁连接部位的翼缘和腹板均应加焊加劲板。基坑平面形状有向内凸出的阳角时，阳角两侧围檩应封闭，而且同时布设支撑点，该部位如有斜撑，设计可设置抗剪键或水平方向牛腿并进行抗剪验算。
b）控制支护结构位移和周边地表沉降量，第一道支撑点的位置和支撑及时架设是关键；另外，第一道支撑采用砼支撑可以有效提高支护体系整体稳定性。
c）支撑水平、竖向间距应考虑地质条件、施工方法及结构型式予以布置，必须保证土方开挖、结构施工作业有效空间，否则土方开挖与支撑架设工序衔接不好；另外要考虑结构柱、侧墙钢筋不应在同一水平面断开。
d）支撑布置尽量不采用换撑设计，换撑不但施工困难而且导致基坑暴露时间长，不利于基坑变形控制。
e）砼支撑与钢支撑体系相比，整体刚度大、稳定好，但施工周期长，往往在砼支撑体系施工完成达到龄期后，该时段支护结构变形已完成，变形量难以满足该设计工况下的变形值，设计工况验算时应考虑该问题。
f）钢支撑内力设计应考虑构件安装误差产生的偏心影响以及温差附加应力引起的不利影响。
2）支护结构体系施工质量
支护结构体系变形过大导致基坑失稳的一个主要原因是支护结构体系构件施工质量没有达到设计要求，导致构件作用减小或失效。常见的施工质量问题如下：
（1）围护结构质量问题
墙（桩）体垂直度不够甚至严重侵限、墙（桩）体砼灌注不密实出现孔洞甚至断墙（桩）、墙体接缝施工不规范等，这些问题造成围护结构经常渗漏水、涌水涌砂泥甚至墙体强度不够开裂，导致围护结构变形过大甚至失稳。
（2）支撑体系质量问题
包括钢支撑、围檩年久失修刚度下降，钢支撑安装后偏心率过大，支撑与围檩、围檩与墙体间焊接质量差或支座安装不规范，围檩与围护结构间充填不密实，钢支撑预应力施加不够或损失过大。
（3）止水帷幕质量问题
a）止水帷幕桩体垂直度偏差太大，使搭接失败，出现“开裆口”。
b）围护结构桩本身垂直度偏差与旋喷桩垂直度偏差的迭加效应，出现“开裆口”。
c）不良地层桩体成桩效果差，形成较多的缝隙、空洞。
d）止水帷幕由于施工或后期基坑土方开挖产生的变形而未能紧贴支护结构，一旦止水帷幕与密排桩之间的土颗粒流失，止水帷幕变成支挡结构，不堪负荷，必然破坏止水帷幕。
e）桩体施工中遇到地下障碍物，止水帷幕未能有效地形成。
3）土方开挖与支撑体系架设工序衔接
控制支护结构变形的核心是保证基坑内外的水土压力的平衡，严格控制水土的流失；不少基坑出现失稳、倒塌实质上都是上述两条出现问题，如基坑超挖、不及时加撑，导致基坑外水土压力大于基坑内的支承力，使围护结构变形过大甚至失稳。造成基坑超挖、不及时加撑的主要原因有：(1）承包商为抢进度主观忽视加撑的必要性；(2）支撑设置不合理导致机械开挖空间不足，难以实现随挖随撑；(3）土方开挖与支撑体系架设工序间安排不合理，没有有效衔接。
4）支护结构体系监测工作
及时、准确的基坑变形监测数据是支护结构设计优化和变形控制的依据，是参建各方深基坑安全管理的眼睛。有个别承包商不重视施工监测工作、监测点布设不规范、监测频率过低、监测点不注意保护，导致无法及时掌握基坑变形情况，贻误处理险情的最佳时机。
5）周边建（构）筑物鉴定和保护
做好基坑周边建（构）筑物保护工作的关键是掌握建（构）筑物的现状，控制基坑围护结构变形，严格控制水土的流失。该工程明挖法施工中除个别基坑及周边地表变形过大造成房屋出现裂缝外，总体未对周边环境造成大的不良影响。但有几点不足值得改进：
（1）做好周边建（构）筑物的调查和鉴定工作
设计单位应在工程招标前的各设计阶段会同建设单位逐步摸查并掌握周边建（构）筑物的类别、重要性、基础以及结构型式等资料。但受种种原因影响，个别项目该项工作开展不够细致，支护结构设计时还没有掌握相关必需资料，导致设计阶段对部分建构筑物保护认识不充分和考虑不周全。另外，施工单位基于成本考虑或重视不够，施工前对基坑周边建筑物鉴定范围和深度不够，现状鉴定资料不详实，导致后期施工出现投诉时维权证据不足和相互扯皮现象，甚至升级为上访事件和法律案件。
（2）针对基坑周边重要或危旧的建筑物，设计单位应在设计图中提出针对性的保护方案和要求，在招标设计中单独开项由承包商投标报价。
3 工程实例
笔者参建的该工程地质条件差，淤泥层、粉细砂层、花岗岩残积土层等不良地层厚度大，分布范围广，周边重要建筑物多，有一弧形楼距基坑最近处距离约6m，该楼基础为沉管灌注桩，桩深仅为12～13m，悬于基坑底之上，是基坑开挖中变形控制重中之重。
（1）调整土方开挖方法，加密钢支撑
基坑开挖原方案为分层接力台阶式开挖法，由南向北退挖，开挖中随挖随撑，参建各方研究决定在弧形楼范围内采取逐层开挖、逐层安装支撑的开挖方法，增加施工人员尽可能缩短钢支撑、围檩安装时间，缩小弧形楼范围内钢支撑间距。通过上述措施，支护结构位移量與设计工况基本吻合，达到预期效果。
（2）及时分析监测数据，有效处理基坑险情
弧形楼范围最后一层土方开挖之后，监测发现西侧连续墙（靠弧形楼一侧），监测数据显示连续墙侧向变形连续三天出现了3～5mm/天的增量，连续墙底部出现踢脚变形现象，若任其发展，将危及基坑及弧形楼的安全。参建各方立即研究，决定采取以下措施：
a）弧形楼前后沿基坑纵向40m范围增加第四排钢支撑；
b）在设计容许范围内增加钢支撑预加应力，并在加压后约12～16h之后进行二次预顶，增加支顶效果；
c）开挖至基底后，迅速清理，以最快的速度将垫层砼完成，尽量减少对基底岩土扰动；
d）加密监测连续墙、周边地表和弧形楼变形、沉降情况，保证监测频率为每天两次。
承包商立即落实了处理方案，监测数据显示，西侧连续墙异常变形增量稳定下来，险情被排除。
4 结语
综合以上所述，做好明挖基坑支护结构变形控制及周边建构筑物保护工作，应做到以下几个方面：
1）合理、可靠的支护结构体系设计是做好深基坑围护结构变形控制的前提。设计单位应深入认识和理解工程地质水文条件，尽可能收集并掌握基坑周边建构筑物情况，充分借鉴类似工程经验和教训，避免出现设计缺陷。
2）支护结构体系构件施工质量是深基坑围护结构变形控制的根本。施工单位必须充分重视并按照设计及规范要求做好支护体系施工质量过程控制。
3）控制支护结构变形的核心是保证基坑内外的水土压力的平衡，严格控制水土的流失。施工单位应根据工程地质和水文状况的特点，按照设计工况研究制定科学合理的基坑开挖方案，保证基坑开挖和支撑体系施作工序间有效衔接。
4）基坑监测数据是基坑变形控制的依据；施工单位必须重视施工监测工作，严格实施监测方案，及时反馈监测数据，使监理、设计、业主各方准确掌握基坑变形动态，及时调整、改进设计、施工方案，做到信息化施工。
5）施工单位应做好基坑开挖常见险情应急预案的编制、演练工作，落实到位各项应急设备和物资，出现险情后能够迅速启动预案。
参考文献：
1 孙智勇，深基坑周边建筑物保护的理论分析与工程措施，《铁道建筑技术》 2010年S2期。