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摘要:城市发展，配合高层建筑使用要求，地下结构的使用也日益提高，各种高层建筑不断出现，深基坑可以充分利用地下资源，因而得到众多设计者的青睐，高层建筑深基坑工程施工中有一项重要工序就是土方的开挖。由于高层建筑基础普遍埋深较大，施工面积广，基坑开挖的土方工程量较大，这给施工现场的土方开挖和运输带来很多不便；如何选择合适的开挖方案，以便在保证施工工期要求的前提下，确保基坑开挖工程的质量和安全，成为值得施工技术人员深思的问题。本文结合我个人多年的深基坑开挖经验，简要分析深基坑开挖的技术以及支护的相关措施。
关键词：深基坑；开挖；支护
Abstract: urban development, with high building use requirement, use of the underground structure is increasing day by day, all kinds of high-rise buildings appear constantly, deep foundation pit can make full use of underground resources, so get the favour of many designers, high-rise building of deep foundation pit engineering construction there is an important process is the excavation of earthwork. Due to the high building foundation common buried depth is bigger, the construction area is wide, the foundation pit excavation earth quantity is bigger, this to the construction site of the turkmen excavation and transportation bring a lot of inconvenience; How to select the suitable excavation schemes, in order to ensure construction time limit for, under the premise of foundation pit engineering to ensure the quality and safety of construction technology personnel be worth ponder question. Based on my personal years of deep foundation pit excavation experience, a brief analysis of the deep foundation pit excavation and supporting measures related to the technology.
Keywords: deep foundation pit; Excavation; supporting
中图分类号：TV551.4文献标识码：A 文章编号：
1、深基坑工程内容及施工特点
1.1深基坑工程的主要内容
深基坑工程的内容主要有：岩土工程勘察与工程调查、支护结构的设计、基坑开挖与支护的施工、低层位移的预测与周边工程的保护和施工现场的测量与监控。其中支护结构设计中考虑的主要内容有当地经验，土体和地下水状况，四周环境安全所允许的地层变形限值，可提供的施工设施与施工场地，工期与造价等。
1.2深基坑工程施工的特点
目前，我国深基坑工程施工特点有以下几个方面：
⑴基坑深度不断增加。城市的发展使得建筑物成本中土地费用的比例增加，同时为了满足国家对于建筑物地下室及人防的要求，建筑投资者不得不向地下空间发展。过去建1～2层地下室，在大城市也不普遍，中等城市则更为少见。现在的基坑开挖深度往往多在10m以上。
⑵工程地质条件不可选择。基坑周边环境复杂化。城市建筑物的选址受到整个城市整体规划的制约，不可避免的会遇到地质条件差的情况，这在某些沿海经济开发区更为突出。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。
⑶基坑支护形式多样化。常见的基坑支护型式主要有：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，及以上各种支护形式的综合使用。
⑷基坑支护工程的事故多。引发基坑事故频发的原因很多，具体体现在设计、勘察和施工等方面。如计算模式的选择、计算方法的选择、钻孔资料不详细、管理不善和技术不到位等。这需要靠各方面的共同努力来进行，确保工程质量的安全，减少事故的发生。
2、合理选择深基坑土方开挖方案
深基坑土方开挖通常使用大开口的方式进行，主要有人工开挖、机械开挖、人工与机械配合开挖等开挖方式；如果按照土方開挖时是否放坡，则可以分成设置支护开挖、大放坡开挖以及二者相结合开挖等方式。
在选择深基坑土方开挖方案时，应当结合施工现场的地下水水位、基坑深度、施工作业面大小、高层建筑结构形式、地质条件、场地宽窄、场地渗水情况、施工机械设备、地面承荷能力、周围建筑物情况以及施工方法等因素来综合考虑选择，可以预先编制多个施工方案，然后组织专家对施工方案进行分析，从中选取既经济又安全的方案，进而用于深基坑土方的开挖。
若施工现场机械设备条件允许时，最好选择使用机械开挖的方案，这样做可以明显加快土方开挖的速度，而且可以大量节省施工劳动力；若施工现场机械设备条件不允许时，对于基坑深度较浅、施工作业面不大、地下水水位不太高的基坑，可以考虑使用人工方法进行，但要注意科学合理地安排土方开挖作业，尽量使用小型机械设备配合人力开挖，这样做一般均能满足施工要求；
若高层建筑基础以下土质为碎石土、砂砾层、粉土、粘性土或者黄土等，这时应当选用分级放坡或者不放坡的方法进行开挖，而且这样开挖可以缩短工期、降低基坑工程造价；若施工现场条件不允许进行放坡开挖，这时可以考虑先对四周进行有效的支护，然后再进行开挖的方案，这样做可以节省土方施工量，并且能够减少对四周建筑物的影响。
3、基坑开挖施工准备
3.1施工准备
①建筑物位置的标准轴线桩、水平桩及灰线尺寸，已经过复核。②决定挖土方案，包括开挖方法、挖土顺序、堆土弃土位置、运土方法及路线等。③障碍物和地下管道已进行处理或迁移。④排水或降水的设施准备就绪。
3.2工艺流程
放线→挖土、挖基坑周边地面截（排）水沟→修边坡→维护坡面→挖土至坑底面设计标高→挖基底周边排水沟、基底找平。
3.3施工注意事项
①基坑开挖，在有水平标准严格控制基底的标高，标桩间的距离≤3m，以防基底超挖。②在地下水位以下挖土，必须有措施、有方案。③土方工程一般不宜在雨天进行。在雨季施工时，工作面不宜过大。应逐段、逐片地完成，并应切实制订雨季施工的安全技术措施。④为减少对地基土的扰动，机械挖土应在基底标高以上保留200~300mm左右，以后用人工挖平清底。所有预留厚度应在基础施工前用人工挖除。
4、深基坑开挖及降水开挖总体方案
①考虑场区外周边施工环境因素，合理确定基坑开挖时间。②确定季节性变化对地下水位影响，为优化基坑土方开挖方案创造条件。施工期间场地的地下水位变化范围的准确测定，为进一步优化本工程深基坑开挖方案提供了可靠依据。③工程深基坑开挖及降水开挖方案的优化原则。通过上述对本工程场内外施工技术条件及对施工期间场地内地下水位实际变化论证，从有利于连续作业、便于施工、技术可靠、经济合理等方面出发，在多方案比较的基础上，确定了地下水位以上基础土方采用正常大开挖方案；地下水位以下深基坑集群的土方采用轻型井点降水开挖方案。④通过轻型井点降水系统将地下水抽至专用水箱后，采用离心泵将专用水箱内的井水排至自然地坪以上。
4.1基坑开挖施工
采取分步开挖、分步支护的方法，按设计要求进行开挖。开挖完毕后，采用小型机具或铲等进行切削清坡，以保证坡面平整并达到设计坡度。
4.2基坑降水
①根据工程地质勘查资料，基坑开挖深度范围内各土层均属于含水率在32～49%之间的饱和淤泥质土。从渗透系数看，含水率较大的土层水平方向渗透系数要比铅直方向渗透系数大得多，若按常规施工方法即仅在井管末端设置滤管，则仅能抽取局部土层内水平向渗透水。因此根据这一特性，滤管由原来在井管末端部设置一段改成整根井管多段设置，工程滤管从原来的一段增加为三段，分别长3m、2m、2m，以便最大限度地将各土层内渗透水抽吸出来。②滤管不包密目滤网，成孔洗井结束直接下井管，井管四周填以砾砂石，增加水透过能力。在井管露出地面端部先用胶带封死再用稀泥巴封堵死，仅露出真空管、抽水管和电源线。
5、支撑安装
5.1钢支撑安装
每根支撑预拼到设计长度，采用龙门吊与汽车吊配合的方式整体起吊摆放在支撑牛腿上，钢支撑整体吊装到位后用千斤顶施加预应力，达到设计轴力之后，在活络端插入钢楔块。预应力分步施加，第1次施加50%～80%；通过检查螺栓、螺帽，无异常情况后，施加第2次预应力，达到设计值。施工时，因支撑横向跨度大（>20m），在基坑中间增设格构柱，以减小钢支撑长细比，增加稳定性。配合监测单位做好轴力计的安装和监测工作。
5.2钢支撑施工技术措施
千斤顶预加轴力要求分级加载，所有支撑连接处均应垫紧贴密，防止钢支撑偏心受压。钢支撑拆除时应分级释放轴力，避免瞬间预加应力释放过大而导致结构局部变形、开裂。利用主体结构换支撑时，主体结构顶板、中板或底板混凝土强度必须达到设计强度。施工时加强监测，对基坑回弹导致格构柱竖向支撑位移所产生的横向支撑竖向挠曲变形在接近允许值时，及时采取措施，防止支撑挠曲变形过大。支撑体系中底板混凝土垫层的作用不容忽视，基坑开挖后迅速封底。
6、深基坑支护的几种措施
悬臂式支护结构：挡土结构的使用是在现场不允许基坑维持其天然坡度的情况下用于保持基坑开挖稳定的构筑物，悬臂式挡土结构可能是地下连续墙、木桩、钢筋混凝土桩、钢板桩等。
锚杆挡墙支护结构：锚杆式挡土墙（anchored retaining wall by tie rods）指的是由钢筋混凝土板和锚杆组成，依靠锚固在岩土层内的锚杆的水平拉力以承受土体侧压力的挡土墙。为便于立柱和挡板安装，大多采用竖直墙面。立柱间距2.5~3.5m，每根立柱视其高布置2~3根锚杆，锚杆的位置应尽量使立柱受弯分布均匀。锚杆一般水平向下倾斜10°~45°，并使锚杆长度尽可能短。锚杆的有效锚固长度在岩层中一般不小于4m，在稳定土层内，应有9~10m。锚孔内灌以膨胀水泥砂浆；锚孔口与墙面间一段锚杆采用沥青包扎防锈。挡墙分级设置时，每级高度不大于6m，两级之间留有1~2m的平台，以利施工操作和安全。
混合支护结构：这是由挡墙和固定挡墙就位的组合挡土结构体系，挡墙可以是板桩（钢、混凝土、木），有挡板或无挡板的立柱（或桩），钢筋混凝土灌注桩和地下连续墙等。而固定挡墙就位（支点）主要有撑梁支撑、斜撑或锚杆等。
地下连续墙支护结构：地下连续墙施工震动小、噪声低，墙体刚度大，防渗性能好，对周围地基无扰动，可以组成具有很大承载力的任意多边形连续墙代替桩基础、沉井基础或沉箱基础。对土壤的适应范围很广，在软弱的冲积层、中硬地层、密实的砂砾层以及岩石的地基中都可施工。初期用于坝体防渗，水库地下截流，后发展为挡土墙、地下结构的一部分或全部。房屋的深层地下室、地下停车场、地下街、地下铁道、地下仓库、矿井等均可应用。
7、结语
高层建筑深基坑开挖是一项十分复杂的工程，对技术要求十分严格，在具体施工中，要合理选择基坑开挖程序，选择合适机械，根据地质条件，遵循施工要求来选择其相应的开挖方式。由于各工程场地的地质、环境条件千差万别，在每个深基坑工程设计施工的具体技术方案的制定中，必须因地制宜，切不可生搬硬套。深基坑工程施工存在较大危险性，易发生较大工程事故，因此，深基坑工程需专家组审核通过方可施工，严禁超挖、无证开挖。对基坑进行变形监测，注意基坑边坡位移变化的信息化管理，超出预警位移量时立即采取补救措施防止基坑边坡塌方影响周边建筑物安全。
参考文献：
[1]建筑基坑工程技术规范（YB9258-97）
[2]建筑樁基技术规范（JGJ94-2008）
[3]吴其波.深基坑边坡支护施工技术[J].西部探矿工程，2003，（11）.
[4]冯谦.深基坑工程支护结构设计及优化方法研究[D].中国优秀博硕士学位论文全文数据库（硕士），2007，（04）.
关键词：深基坑；开挖；支护
Abstract: urban development, with high building use requirement, use of the underground structure is increasing day by day, all kinds of high-rise buildings appear constantly, deep foundation pit can make full use of underground resources, so get the favour of many designers, high-rise building of deep foundation pit engineering construction there is an important process is the excavation of earthwork. Due to the high building foundation common buried depth is bigger, the construction area is wide, the foundation pit excavation earth quantity is bigger, this to the construction site of the turkmen excavation and transportation bring a lot of inconvenience; How to select the suitable excavation schemes, in order to ensure construction time limit for, under the premise of foundation pit engineering to ensure the quality and safety of construction technology personnel be worth ponder question. Based on my personal years of deep foundation pit excavation experience, a brief analysis of the deep foundation pit excavation and supporting measures related to the technology.
Keywords: deep foundation pit; Excavation; supporting
中图分类号：TV551.4文献标识码：A 文章编号：
1、深基坑工程内容及施工特点
1.1深基坑工程的主要内容
深基坑工程的内容主要有：岩土工程勘察与工程调查、支护结构的设计、基坑开挖与支护的施工、低层位移的预测与周边工程的保护和施工现场的测量与监控。其中支护结构设计中考虑的主要内容有当地经验，土体和地下水状况，四周环境安全所允许的地层变形限值，可提供的施工设施与施工场地，工期与造价等。
1.2深基坑工程施工的特点
目前，我国深基坑工程施工特点有以下几个方面：
⑴基坑深度不断增加。城市的发展使得建筑物成本中土地费用的比例增加，同时为了满足国家对于建筑物地下室及人防的要求，建筑投资者不得不向地下空间发展。过去建1～2层地下室，在大城市也不普遍，中等城市则更为少见。现在的基坑开挖深度往往多在10m以上。
⑵工程地质条件不可选择。基坑周边环境复杂化。城市建筑物的选址受到整个城市整体规划的制约，不可避免的会遇到地质条件差的情况，这在某些沿海经济开发区更为突出。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。
⑶基坑支护形式多样化。常见的基坑支护型式主要有：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，及以上各种支护形式的综合使用。
⑷基坑支护工程的事故多。引发基坑事故频发的原因很多，具体体现在设计、勘察和施工等方面。如计算模式的选择、计算方法的选择、钻孔资料不详细、管理不善和技术不到位等。这需要靠各方面的共同努力来进行，确保工程质量的安全，减少事故的发生。
2、合理选择深基坑土方开挖方案
深基坑土方开挖通常使用大开口的方式进行，主要有人工开挖、机械开挖、人工与机械配合开挖等开挖方式；如果按照土方開挖时是否放坡，则可以分成设置支护开挖、大放坡开挖以及二者相结合开挖等方式。
在选择深基坑土方开挖方案时，应当结合施工现场的地下水水位、基坑深度、施工作业面大小、高层建筑结构形式、地质条件、场地宽窄、场地渗水情况、施工机械设备、地面承荷能力、周围建筑物情况以及施工方法等因素来综合考虑选择，可以预先编制多个施工方案，然后组织专家对施工方案进行分析，从中选取既经济又安全的方案，进而用于深基坑土方的开挖。
若施工现场机械设备条件允许时，最好选择使用机械开挖的方案，这样做可以明显加快土方开挖的速度，而且可以大量节省施工劳动力；若施工现场机械设备条件不允许时，对于基坑深度较浅、施工作业面不大、地下水水位不太高的基坑，可以考虑使用人工方法进行，但要注意科学合理地安排土方开挖作业，尽量使用小型机械设备配合人力开挖，这样做一般均能满足施工要求；
若高层建筑基础以下土质为碎石土、砂砾层、粉土、粘性土或者黄土等，这时应当选用分级放坡或者不放坡的方法进行开挖，而且这样开挖可以缩短工期、降低基坑工程造价；若施工现场条件不允许进行放坡开挖，这时可以考虑先对四周进行有效的支护，然后再进行开挖的方案，这样做可以节省土方施工量，并且能够减少对四周建筑物的影响。
3、基坑开挖施工准备
3.1施工准备
①建筑物位置的标准轴线桩、水平桩及灰线尺寸，已经过复核。②决定挖土方案，包括开挖方法、挖土顺序、堆土弃土位置、运土方法及路线等。③障碍物和地下管道已进行处理或迁移。④排水或降水的设施准备就绪。
3.2工艺流程
放线→挖土、挖基坑周边地面截（排）水沟→修边坡→维护坡面→挖土至坑底面设计标高→挖基底周边排水沟、基底找平。
3.3施工注意事项
①基坑开挖，在有水平标准严格控制基底的标高，标桩间的距离≤3m，以防基底超挖。②在地下水位以下挖土，必须有措施、有方案。③土方工程一般不宜在雨天进行。在雨季施工时，工作面不宜过大。应逐段、逐片地完成，并应切实制订雨季施工的安全技术措施。④为减少对地基土的扰动，机械挖土应在基底标高以上保留200~300mm左右，以后用人工挖平清底。所有预留厚度应在基础施工前用人工挖除。
4、深基坑开挖及降水开挖总体方案
①考虑场区外周边施工环境因素，合理确定基坑开挖时间。②确定季节性变化对地下水位影响，为优化基坑土方开挖方案创造条件。施工期间场地的地下水位变化范围的准确测定，为进一步优化本工程深基坑开挖方案提供了可靠依据。③工程深基坑开挖及降水开挖方案的优化原则。通过上述对本工程场内外施工技术条件及对施工期间场地内地下水位实际变化论证，从有利于连续作业、便于施工、技术可靠、经济合理等方面出发，在多方案比较的基础上，确定了地下水位以上基础土方采用正常大开挖方案；地下水位以下深基坑集群的土方采用轻型井点降水开挖方案。④通过轻型井点降水系统将地下水抽至专用水箱后，采用离心泵将专用水箱内的井水排至自然地坪以上。
4.1基坑开挖施工
采取分步开挖、分步支护的方法，按设计要求进行开挖。开挖完毕后，采用小型机具或铲等进行切削清坡，以保证坡面平整并达到设计坡度。
4.2基坑降水
①根据工程地质勘查资料，基坑开挖深度范围内各土层均属于含水率在32～49%之间的饱和淤泥质土。从渗透系数看，含水率较大的土层水平方向渗透系数要比铅直方向渗透系数大得多，若按常规施工方法即仅在井管末端设置滤管，则仅能抽取局部土层内水平向渗透水。因此根据这一特性，滤管由原来在井管末端部设置一段改成整根井管多段设置，工程滤管从原来的一段增加为三段，分别长3m、2m、2m，以便最大限度地将各土层内渗透水抽吸出来。②滤管不包密目滤网，成孔洗井结束直接下井管，井管四周填以砾砂石，增加水透过能力。在井管露出地面端部先用胶带封死再用稀泥巴封堵死，仅露出真空管、抽水管和电源线。
5、支撑安装
5.1钢支撑安装
每根支撑预拼到设计长度，采用龙门吊与汽车吊配合的方式整体起吊摆放在支撑牛腿上，钢支撑整体吊装到位后用千斤顶施加预应力，达到设计轴力之后，在活络端插入钢楔块。预应力分步施加，第1次施加50%～80%；通过检查螺栓、螺帽，无异常情况后，施加第2次预应力，达到设计值。施工时，因支撑横向跨度大（>20m），在基坑中间增设格构柱，以减小钢支撑长细比，增加稳定性。配合监测单位做好轴力计的安装和监测工作。
5.2钢支撑施工技术措施
千斤顶预加轴力要求分级加载，所有支撑连接处均应垫紧贴密，防止钢支撑偏心受压。钢支撑拆除时应分级释放轴力，避免瞬间预加应力释放过大而导致结构局部变形、开裂。利用主体结构换支撑时，主体结构顶板、中板或底板混凝土强度必须达到设计强度。施工时加强监测，对基坑回弹导致格构柱竖向支撑位移所产生的横向支撑竖向挠曲变形在接近允许值时，及时采取措施，防止支撑挠曲变形过大。支撑体系中底板混凝土垫层的作用不容忽视，基坑开挖后迅速封底。
6、深基坑支护的几种措施
悬臂式支护结构：挡土结构的使用是在现场不允许基坑维持其天然坡度的情况下用于保持基坑开挖稳定的构筑物，悬臂式挡土结构可能是地下连续墙、木桩、钢筋混凝土桩、钢板桩等。
锚杆挡墙支护结构：锚杆式挡土墙（anchored retaining wall by tie rods）指的是由钢筋混凝土板和锚杆组成，依靠锚固在岩土层内的锚杆的水平拉力以承受土体侧压力的挡土墙。为便于立柱和挡板安装，大多采用竖直墙面。立柱间距2.5~3.5m，每根立柱视其高布置2~3根锚杆，锚杆的位置应尽量使立柱受弯分布均匀。锚杆一般水平向下倾斜10°~45°，并使锚杆长度尽可能短。锚杆的有效锚固长度在岩层中一般不小于4m，在稳定土层内，应有9~10m。锚孔内灌以膨胀水泥砂浆；锚孔口与墙面间一段锚杆采用沥青包扎防锈。挡墙分级设置时，每级高度不大于6m，两级之间留有1~2m的平台，以利施工操作和安全。
混合支护结构：这是由挡墙和固定挡墙就位的组合挡土结构体系，挡墙可以是板桩（钢、混凝土、木），有挡板或无挡板的立柱（或桩），钢筋混凝土灌注桩和地下连续墙等。而固定挡墙就位（支点）主要有撑梁支撑、斜撑或锚杆等。
地下连续墙支护结构：地下连续墙施工震动小、噪声低，墙体刚度大，防渗性能好，对周围地基无扰动，可以组成具有很大承载力的任意多边形连续墙代替桩基础、沉井基础或沉箱基础。对土壤的适应范围很广，在软弱的冲积层、中硬地层、密实的砂砾层以及岩石的地基中都可施工。初期用于坝体防渗，水库地下截流，后发展为挡土墙、地下结构的一部分或全部。房屋的深层地下室、地下停车场、地下街、地下铁道、地下仓库、矿井等均可应用。
7、结语
高层建筑深基坑开挖是一项十分复杂的工程，对技术要求十分严格，在具体施工中，要合理选择基坑开挖程序，选择合适机械，根据地质条件，遵循施工要求来选择其相应的开挖方式。由于各工程场地的地质、环境条件千差万别，在每个深基坑工程设计施工的具体技术方案的制定中，必须因地制宜，切不可生搬硬套。深基坑工程施工存在较大危险性，易发生较大工程事故，因此，深基坑工程需专家组审核通过方可施工，严禁超挖、无证开挖。对基坑进行变形监测，注意基坑边坡位移变化的信息化管理，超出预警位移量时立即采取补救措施防止基坑边坡塌方影响周边建筑物安全。
参考文献：
[1]建筑基坑工程技术规范（YB9258-97）
[2]建筑樁基技术规范（JGJ94-2008）
[3]吴其波.深基坑边坡支护施工技术[J].西部探矿工程，2003，（11）.
[4]冯谦.深基坑工程支护结构设计及优化方法研究[D].中国优秀博硕士学位论文全文数据库（硕士），2007，（04）.