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【摘 要】 城市建筑工程的数量不断增加，建筑规模不断扩大，建设高度也在不断增加，这些都给建筑行业的施工建设工作带来了极大的挑战。一方面是建设工作的任务更为繁重，对管理工作的要求更严格，对管理效率的要求更高;另一方面是人们对建筑工程本身的质量要求更高，这就使得建筑设计、施工的难度增加，尤其是针对很多大型建筑来说，其基坑的设计以及施工要求更为严格。
【关键词】 变形控制;大型建筑;基坑;设计;施工
随着城市建筑工程规模的不断扩大，大型的基坑施工不断涌现。就目前我国大型基坑的施工情况而言，基坑工程正在朝着大面积、大深度的方向发展，有的基坑甚至超过了100m;而且，很多时候这些大型基坑施工都是在城市人口密集区、闹市区进行，施工面积极为狭窄，施工场地周边的建筑物密集，施工场地之下有大量的管线通道，这些都对基坑施工有着严重的影响。与此同时，基坑规模的扩大使得其对各项技术（比如降水、支撑、土方开挖、防水、维护等）的要求更高。另外，基坑设计方案众多，因为各地区的地质条件不一致，地区性特点尤为突出。这些都是影响基坑设计的重要因素，变形控制是基坑设计中必须要着重考虑的设计要素之一。
一、大型基坑施工场地的地质条件分析
对于大型基坑设计以及施工来说，首先必须要对施工现场的地质条件进行全面的调查和分析。（1）工程地质条件。要对大型基坑施工现场的地质进行调查，一般来说都是通过岩土工程勘察实现。对施工场地内的土层进行勘察并分层，通常情况下土层结构可分为杂填土（色杂、松散，成分多数为砂石、碎石块、水泥砖块、生活垃圾等，厚度约为1～4m）、粉质粘土和粉土（呈黄褐色、局部夹杂着很多粗砂以及砾砂，局部相变为粉土，厚度约为1～7m）、混土角砾层（呈褐黄、密度较大、局部夹杂角砾以及砾砂，厚度约为1.5～10m）、片岩（分为强风化、微风化、中风化三类，主要构成物有长石、云母、石英等。强风化片岩的厚度大概在4～20m、中风化片岩的厚度大概在4～12m、微风化片岩的厚度7m以上，从未揭穿。）（2）土层物理力学性质指标。施工方要对施工场地内的土层物理力学性质进行全面的调查，确定其指标，这也是保证大型基坑施工质量的关键。表1为某大型基坑施工场地中各岩土层的参数。（3）水文地质条件。探查大型基坑施工场地内的水文地质条件也是较为重要的一项工作，主要的探查方向是影响基坑施工的地下水以及地表水，明确施工场地内地下水的埋深、水量、水位标高、流向以及补给来源等。
表1 某大型基坑施工场地中各岩土层的参数
二、基于变形控制基础上的大型基坑设计
在大型基坑设计之前，要对建筑结构的要求进行全面的分析和了解，确定基坑的最大开挖深度和基坑等级。同时，还要对基坑周边的道路情况、管线情况、建筑物分布等情况进行分析，哪些内容对基坑的变形控制影响大，就要加强这方面内容的设计。总体来说，大型基坑的设计方案以及施工要将基坑开挖以及地下建筑施工期间基坑的侧壁变形、基坑周围地面沉降等都必须控制在允许的范围内。
（一）基坑支护类型的选择
对于大型基坑设计及施工来说，基坑支护是其最为主要的工作，而基坑支护类型的选择是否科学合理，直接决定着基坑的安全。支护结构的选型必须要根据施工场地的具体地质情况、周围环境情况、基坑开挖深度、施工单位技术能力以及经济条件而定。目前常用的基坑支护类型有排桩、地下连续墙、水泥土墙、土钉墙、双排桩、桩墙内支撑、喷锚网支护、SMW工法、桩锚组合以及逆作拱墙等。设计者只有对施工场地进行全面的分析，才能从众多支护类型中选择科学合理的支护结构或是将几种结构综合运用，进而保证将大型基坑的变形度控制在最小的范围内。
（二）支护桩设计
支护桩作为支护结构的主要承力部分，其设计是否合理直接关系着支护结构能否发挥其作用。在支护桩设计中，主要涉及到以下几个方面的内容：（1）内力计算。以常见的钻孔灌注桩为例，其内力计算如下，首先要先计算出刚度墙的厚度h，其公式为，
其中D代表桩径，t代表桩净距。然后再根据h换算出每延米的内力Mw，其公式为。（2）确定支护桩的入土深度。在确定其入土深度时，要综合考虑基坑底土的抗倾覆能力、抗隆起能力、内力变形以及整体滑动等情况。（3）支护桩的构造要求。一般情况下，在制作钢筋笼时，箍筋可用6-8mm的螺旋箍筋，布置间距为20cm-30cm。加强箍必须要进行焊接封闭处理，间距控制在2m左右，直径可以在12-18mm间选择，支护桩本身的混凝土强度等级不得低于C20，主筋必须要有大于50mm的保护层。
（三）止水、降水设计
对于大型基坑来说，止水、降水设计是保证其安全的关键性工作之一。基坑的情况不同，对止水、降水设计的要求也不一样。具体而言，在设计止水、降水措施时，必须要先确定地下水的埋深以及地下水分布在哪一土层，然后根据土层特点，设计相应的防水、止水、降水措施。降水工作一般都是采用降水井，在设计降水管井时，要考虑到地下管线、施工空间等情况，井底标高、成空管径、滤管选择等都必须要以实际情况而定。止水工作一般都是采用止水帷幕，常见的止水帷幕有高压旋喷桩、旋喷桩止水帷幕、螺旋钻机素砼、压浆止水帷幕等，具体选择何种形式也要以具体施工情况为依据。
三、基于变形控制基础上的大型基坑施工
（一）基坑开挖
大型基坑的开挖工作涉及到很多方面的内容，比如土方开挖、成孔施工、注浆等。严格说来，基坑开挖过程中的所有工作都必须要安装施工设计进行，任何施工人员不得随意更改施工设计。如有特殊需要，必须要先上报相关部门，进行核实审查，再进行调节。成孔施工时，必须要用清水洗孔，确保孔内不再泛出泥浆时候为止。在制作水泥浆时，必要严控水灰比，因为大型基坑的施工场地比较大，为了保证注浆具备一定的流动性，可以在其中加入一定量的减水剂。另外，要严控注浆量，注浆量的参数根据实际施工设计而定。
（二）变形观测
基坑变形是在大型基坑施工中常见的问题，如果不能进行有效的控制，就会导致基坑施工出现极大的安全隐患。首先，要对可能存在的变形进行预测，但前提是预测人员必须要对基坑施工现场的地质、水文、周边环境、支护结构等有极为全面的了解，然后才能找到施工中可能出现变形的地方。一旦发现基层某些部位出现变形，就必须要立即控制，以最快的速度、最有效的方式解决变形问题，以防其影响扩大化。
四、结束语
总而言之，在城市将高速发展的今天，大型建筑的不断涌现使得基坑的施工难度不断增加，要保证基坑施工的安全性以及稳定性，设计人员就必须要对基坑施工场地的地质、水文、周边环境等情况进行全面的了解和分析，保证设计的准确性和科学性。
参考文献：
[1]唐鹏，程怀江.基于变形控制的深基坑工程土钉支护设计优化研究[J].工程与建设，2012，26（6）：813-816.
[2]徐意智，廖少明，周小华等.上海软土坑中坑型基坑围护的等效深度计算法[J].岩土力学，2012，33（9）：2736-2742.
[3]吴加武.基坑开挖对紧邻地铁隧道的影响分析及变形控制研究[D].广东工业大学，2012.
[4]李进军，王卫东.紧邻地铁区间隧道深基坑工程的设计和实践[J].铁道工程学报，2011，（11）：104-111.
[5]孙晓阳，周军红.复杂地质条件下基于变形控制的深基坑支护设计与施工优化[J].施工技术，2012，41（7）：44-48.
[6]王荣彦.复杂环境条件下高水位深基坑变形控制设计探讨[J].探矿工程-岩土钻掘工程，2012，39（4）：39-43.
【关键词】 变形控制;大型建筑;基坑;设计;施工
随着城市建筑工程规模的不断扩大，大型的基坑施工不断涌现。就目前我国大型基坑的施工情况而言，基坑工程正在朝着大面积、大深度的方向发展，有的基坑甚至超过了100m;而且，很多时候这些大型基坑施工都是在城市人口密集区、闹市区进行，施工面积极为狭窄，施工场地周边的建筑物密集，施工场地之下有大量的管线通道，这些都对基坑施工有着严重的影响。与此同时，基坑规模的扩大使得其对各项技术（比如降水、支撑、土方开挖、防水、维护等）的要求更高。另外，基坑设计方案众多，因为各地区的地质条件不一致，地区性特点尤为突出。这些都是影响基坑设计的重要因素，变形控制是基坑设计中必须要着重考虑的设计要素之一。
一、大型基坑施工场地的地质条件分析
对于大型基坑设计以及施工来说，首先必须要对施工现场的地质条件进行全面的调查和分析。（1）工程地质条件。要对大型基坑施工现场的地质进行调查，一般来说都是通过岩土工程勘察实现。对施工场地内的土层进行勘察并分层，通常情况下土层结构可分为杂填土（色杂、松散，成分多数为砂石、碎石块、水泥砖块、生活垃圾等，厚度约为1～4m）、粉质粘土和粉土（呈黄褐色、局部夹杂着很多粗砂以及砾砂，局部相变为粉土，厚度约为1～7m）、混土角砾层（呈褐黄、密度较大、局部夹杂角砾以及砾砂，厚度约为1.5～10m）、片岩（分为强风化、微风化、中风化三类，主要构成物有长石、云母、石英等。强风化片岩的厚度大概在4～20m、中风化片岩的厚度大概在4～12m、微风化片岩的厚度7m以上，从未揭穿。）（2）土层物理力学性质指标。施工方要对施工场地内的土层物理力学性质进行全面的调查，确定其指标，这也是保证大型基坑施工质量的关键。表1为某大型基坑施工场地中各岩土层的参数。（3）水文地质条件。探查大型基坑施工场地内的水文地质条件也是较为重要的一项工作，主要的探查方向是影响基坑施工的地下水以及地表水，明确施工场地内地下水的埋深、水量、水位标高、流向以及补给来源等。
表1 某大型基坑施工场地中各岩土层的参数
二、基于变形控制基础上的大型基坑设计
在大型基坑设计之前，要对建筑结构的要求进行全面的分析和了解，确定基坑的最大开挖深度和基坑等级。同时，还要对基坑周边的道路情况、管线情况、建筑物分布等情况进行分析，哪些内容对基坑的变形控制影响大，就要加强这方面内容的设计。总体来说，大型基坑的设计方案以及施工要将基坑开挖以及地下建筑施工期间基坑的侧壁变形、基坑周围地面沉降等都必须控制在允许的范围内。
（一）基坑支护类型的选择
对于大型基坑设计及施工来说，基坑支护是其最为主要的工作，而基坑支护类型的选择是否科学合理，直接决定着基坑的安全。支护结构的选型必须要根据施工场地的具体地质情况、周围环境情况、基坑开挖深度、施工单位技术能力以及经济条件而定。目前常用的基坑支护类型有排桩、地下连续墙、水泥土墙、土钉墙、双排桩、桩墙内支撑、喷锚网支护、SMW工法、桩锚组合以及逆作拱墙等。设计者只有对施工场地进行全面的分析，才能从众多支护类型中选择科学合理的支护结构或是将几种结构综合运用，进而保证将大型基坑的变形度控制在最小的范围内。
（二）支护桩设计
支护桩作为支护结构的主要承力部分，其设计是否合理直接关系着支护结构能否发挥其作用。在支护桩设计中，主要涉及到以下几个方面的内容：（1）内力计算。以常见的钻孔灌注桩为例，其内力计算如下，首先要先计算出刚度墙的厚度h，其公式为，
其中D代表桩径，t代表桩净距。然后再根据h换算出每延米的内力Mw，其公式为。（2）确定支护桩的入土深度。在确定其入土深度时，要综合考虑基坑底土的抗倾覆能力、抗隆起能力、内力变形以及整体滑动等情况。（3）支护桩的构造要求。一般情况下，在制作钢筋笼时，箍筋可用6-8mm的螺旋箍筋，布置间距为20cm-30cm。加强箍必须要进行焊接封闭处理，间距控制在2m左右，直径可以在12-18mm间选择，支护桩本身的混凝土强度等级不得低于C20，主筋必须要有大于50mm的保护层。
（三）止水、降水设计
对于大型基坑来说，止水、降水设计是保证其安全的关键性工作之一。基坑的情况不同，对止水、降水设计的要求也不一样。具体而言，在设计止水、降水措施时，必须要先确定地下水的埋深以及地下水分布在哪一土层，然后根据土层特点，设计相应的防水、止水、降水措施。降水工作一般都是采用降水井，在设计降水管井时，要考虑到地下管线、施工空间等情况，井底标高、成空管径、滤管选择等都必须要以实际情况而定。止水工作一般都是采用止水帷幕，常见的止水帷幕有高压旋喷桩、旋喷桩止水帷幕、螺旋钻机素砼、压浆止水帷幕等，具体选择何种形式也要以具体施工情况为依据。
三、基于变形控制基础上的大型基坑施工
（一）基坑开挖
大型基坑的开挖工作涉及到很多方面的内容，比如土方开挖、成孔施工、注浆等。严格说来，基坑开挖过程中的所有工作都必须要安装施工设计进行，任何施工人员不得随意更改施工设计。如有特殊需要，必须要先上报相关部门，进行核实审查，再进行调节。成孔施工时，必须要用清水洗孔，确保孔内不再泛出泥浆时候为止。在制作水泥浆时，必要严控水灰比，因为大型基坑的施工场地比较大，为了保证注浆具备一定的流动性，可以在其中加入一定量的减水剂。另外，要严控注浆量，注浆量的参数根据实际施工设计而定。
（二）变形观测
基坑变形是在大型基坑施工中常见的问题，如果不能进行有效的控制，就会导致基坑施工出现极大的安全隐患。首先，要对可能存在的变形进行预测，但前提是预测人员必须要对基坑施工现场的地质、水文、周边环境、支护结构等有极为全面的了解，然后才能找到施工中可能出现变形的地方。一旦发现基层某些部位出现变形，就必须要立即控制，以最快的速度、最有效的方式解决变形问题，以防其影响扩大化。
四、结束语
总而言之，在城市将高速发展的今天，大型建筑的不断涌现使得基坑的施工难度不断增加，要保证基坑施工的安全性以及稳定性，设计人员就必须要对基坑施工场地的地质、水文、周边环境等情况进行全面的了解和分析，保证设计的准确性和科学性。
参考文献：
[1]唐鹏，程怀江.基于变形控制的深基坑工程土钉支护设计优化研究[J].工程与建设，2012，26（6）：813-816.
[2]徐意智，廖少明，周小华等.上海软土坑中坑型基坑围护的等效深度计算法[J].岩土力学，2012，33（9）：2736-2742.
[3]吴加武.基坑开挖对紧邻地铁隧道的影响分析及变形控制研究[D].广东工业大学，2012.
[4]李进军，王卫东.紧邻地铁区间隧道深基坑工程的设计和实践[J].铁道工程学报，2011，（11）：104-111.
[5]孙晓阳，周军红.复杂地质条件下基于变形控制的深基坑支护设计与施工优化[J].施工技术，2012，41（7）：44-48.
[6]王荣彦.复杂环境条件下高水位深基坑变形控制设计探讨[J].探矿工程-岩土钻掘工程，2012，39（4）：39-43.