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【摘要】本文介绍了深基坑支护工程的特点及支护类型，分析归纳了深基坑支护工程中存在的问题，并提出了本人对深基坑支护一点建议，以供参考。
【关键词】深基坑支护工程开挖监测变形控制
中图分类号：TV551.4文献标识码： A 文章编号：
一、 概述
近年来，我国无论在宏观经济还是在国防重工上都取得了令人满意的佳绩，在国内经济持续走高的形势下，全国工程建设亦突飞猛进，高层建筑如雨后春笋般迅速发展，促进了建筑科学技术的进步和建筑结构设计、施工技术、建筑材料的更新与发展。为了保证建筑物的稳定性，建筑基础都必须满足地下埋深嵌固的要求。建筑高度越高，其埋置深度自然也就越深，这给建筑施工特别是城市中心区域的建筑施工带来较大的困难。
深基坑支护的设计、施工、监测技术是近年来经常遇到的技术难题。深基坑支护不仅仅要求确保边坡的稳定性，而且要满足变形控制要求，保证基坑内正常作业安全，要防止基坑及坑外土体的移动，保证基坑周边的建筑、道路、管网的正常运作。如今支护结构日趋完善，出现了许多新的支护结构形式与稳定边坡的方法，为了降低工程成本，减少土方工程量和对周边建筑的影响，绝大多数高层建筑都采用垂直开挖。这样给挡土支护技术带来了革命性的发展，采用大直径灌注桩加土层锚杆的挡土支护技术以及土钉支护技术在深基坑开挖工程中广泛应用，且经济效果和社会效果十分可观。
二、深基坑工程的特点及支护类型
随着深基坑支护工程广泛应用，深基坑开挖与支护问题也成为了我国建筑工程界中的热点问题之一，基坑工程数量、规模、分布急剧增加。经过十多年来的发展，目前我国深基坑工程具有以下特点：
1、建筑倾向高层化，基坑则向大纵深方向发展；
2、基坑开挖面积大，长度与宽度有的达数百米，给支撑体系带来了较大的难度；
3、在软弱土层中，基坑开挖会产生较大的位移和沉降，对周围建筑物、市政建设和地下管网造成影响；
4、深基坑施工工期长，场地狭窄，降雨、重物堆放等对基坑稳定性不利；
5、在相邻场地的施工中，打桩、降水、挖土及基础浇筑混凝土等工序会互相制约与影响，增加协调工作的难度。
经过20多年的发展，深基坑支护类型已发展到数十种，目前我国常见的有以下几种支护类型：钢板桩支护、深层搅拌桩支护、排桩支护、地下连续墙支护、土钉墙支护、锚杆支护、加筋水泥土墙支护、旋喷桩帷幕墙支护等等，然而，在实际使用中，这些支护措施往往都是采用两种或以上的结合运用。
三、深基坑支护工程当前存在的若干问题浅析
1、支护结构设计计算与实际受力不符。目前，深基坑支护结构的设计计算仍基于极限平衡论，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，甚至不能完全达到规范要求，但在实际工程中获得成功。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，也是一个松弛的过程，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常被忽视。
2、深基坑开挖存在的空间效应考虑不周。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。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下面应变假设设计时，支护结构的构造要适当调整，以适应开挖空间效应的要求。
3、深基坑土体的取样具有不完全性。在支护结构设计之前，必须对地基土层进行取样分析试验，以取得土体比较合理的物理力学指标，为支护结构的设计提供依据。一般在深基坑开挖区域内，按照国家规范的要求进行钻探取样。为减少勘探的工作量和降低工程造价，不可能钻孔过密。因此，所取得的土样具有一定的随机性。但是土质结构是极其复杂多变的，取得的土样不可能全面反映地基土层的真实性。因此，支护结构的设计也就不一定完全符合实际。
4、边坡施工达不到设计、规范要求，常存在超挖和欠挖现象。一般深基础在开挖时均使用机械开挖、人工简单修坡后即开始挡土支护、初喷等工序。而在实际开挖时，由于施工管理人员不到位，技术交底不充分，分层分段开挖高度不一，挖机操作人员的操作水平等外界客觀因素的影响，使机械开挖后的边坡表面平整度、顺直度极不规则，而人工修坡时不可能深度开挖，只能就表面作平顺修整，在没有严格检查验收就开始初喷，故出现超挖和欠挖的现象。
5、成孔注浆不到位，土钉或锚杆受力达不到设计要求。深基坑支护所用土钉或锚杆钻孔直径为100~150mm的钻杆成孔，孔深少则5~6米，深则达20多米，钻孔所穿过的土层质量也各不相同。钻孔如果不认真研究土体情况，往往造成出渣不尽，残渣沉积而影响注浆，有的甚至成孔困难、孔洞坍塌，无法插筋和注浆。再者注浆时配料随意性大、注浆管不插到位、注浆压力不够等而造成注浆长度不足、充盈度不够，而使土钉或锚杆的抗拔力达不到设计要求，影响工程质量，甚至要做再次处理。
6、边坡顶面未按要求处理。在城市中心区域，特别是旧城改造和闹市区，地面下1~2m往往因杂填土或管线纵横等而不利于支护，设计时第一排土钉或锚杆距地面均较远，故开挖第一层后应将钢筋网挂好后将其上口于基坑边水平面1~2m内固定，且及时将土层表面硬化，做好排水设施，防止雨水冲刷、渗入边坡而增加土体的主动土压力，给边坡稳定带来不利影响。很多施工单位只盲目地抢进度，不注重表面硬化和排水处理，以致雨水渗入边坡土体而使土体产生过大的位移，而不得不做加固处理。
7、忽视施工跟踪监测。跟踪监测是随时掌握基坑支护变化的重要手段，是确保工程正常使用和发现问题及解决问题的重要基础，但是许多施工单位在施工中没有完善的跟踪监测手段和制度，有的即使有，也形同虚设，没有发挥他应有的作用，没有及时地监测到基坑支护变形的第一手资料，等到发现基坑变形时已是无法挽救了。
四、完善深基坑支护工程技术的措施
1、建立变形控制的新的工程设计方法
极限平衡原理是一种简便实用的常用设计方法，其计算结果具有重要的参考价值。但是，将这种设计方法用于深基坑支护结构，只能单纯满足支护结构的强度，而不能保证支护结构的刚度。众多工程事故就是因为支护结构产生过大变形而造成的。由此可见，评价一个支护结构设计方案优劣，不仅要看其是否满足强度的要求，而且还要看其是否会产生环境问题，关键在于其变形大小。鉴于上述实际，在建立新的变形控制设计方法时，应着重研究以下问题：a、支护结构变形控制的标准。这是关系支护结构成败的决定性数据，但至今仍未有一个具体标准。b、空间应变简化为平面应变。这是如何将开挖过程中的空间效应转化为设计中的平面应变问题。简化的目的是既考虑空间效应的影响，又简化计算。C、地面超载的确定及其对支护结构变形的影响。
2、探讨新型支护结构的计算方法
高层建筑的飞速发展给深基坑支护结构带来一场技术革命。在钢板桩、钢筋混凝土板桩、钻孔灌注桩挡墙、地下连续墙等支护结构成功应用后，双排桩、土钉、组合拱帷幕、旋喷土锚、预应力钢筋混凝土多孔板等新的支护结构型式相继问世。但是，这些支护结构型式的计算模型如何建立、计算简图怎样选取、设计方法如何趋于正确，仍是当前新型支护结构设计中急需解决的问题。
3、加强施工过程控制
深基坑支护施工中，应加强过程控制。施工中必须严格按照基坑支护设计、基坑支护施工组织设计、技术交底和相关规范等进行施工。施工中如出现异常情况，应由现场技术负责人根据情况的性质和大小，向基坑支护设计人汇报，设计人应及时根据现场实际情况进行设计变更，将问题消灭在萌芽状态。
4、加强对土方开挖施工工序的组织与管理
深基坑开挖施工中，精心安排开挖施工分层、分块的部位和时间，精心安排挡土支护的施工时间，以有效地控制基坑已开挖部分的无支护暴露时间和减少土体被扰动的时间与范围，以达到利用尚未被挖动的土体还能在一定程度上控制其自动位移的潜力，而使其应力控制土体位移和基坑支护周围土体位移之间存在着一定的相关性。所以科学地安排土方开挖施工顺序和控制施工进度，充分利用这种相关性，将有助于控制支护结构的坑周围土体的位移。
5、对开挖过程实施跟踪监测，及时记录和反馈信息
在深基坑开挖过程中，及时对开挖进行跟踪监测，是为了掌握支护结构和坑周围土体移动的动态，以便于随时科学调整施工因素，优化设计和施工，利于采取相应措施，来确保施工安全顺利进行。同时，施工监测还有利于积累资料，检验设计的正确性，为今后改进设计理念和施工技术提供依据。
五、深基坑支护技术的发展趋势
1、土钉墙方案的大量实施，使得喷射混凝土技术得以充分运用和发展。为减少喷射混凝土的回弹量以及保护环境的需要，湿式喷射混凝土将逐步取代干式喷射混凝土。
2、基坑向着大深度、大面积方向发展，周边环境更加复杂，深基坑开挖与支护的难度愈来愈大。因此，从工期和造价的角度看两墙合一的逆作法将是今后发展的主要方向。但逆作法施工受桩承载力的限制很大，采用逆作法时不能采用一柱一桩，而是一柱多桩，增加了成本和施工难度。如何提高单桩承载力、降低沉降，减少中柱桩（中间支承柱），达到一柱一桩，使上部结构施工速度可以放开限制，从而加快进度，缩短总工期，这将成为今后的研究方向。
3、目前，在有支护的深基坑工程中，基坑开挖大多以人工开挖土为主，效率不高，今后必须大力研究开发小型、灵活、专用的地下挖土机械，以提高工效，加快施工进度，减少时间效应的影响。
4、为了减少基坑变形，通过施加预应力的方法控制变形将逐步被推广，另外采用深层搅拌或注浆技术对基坑底部或被动区土体进行加固，也将成为控制变形的有效手段被推广。
六、总结
深基坑工程中，设计是核心，监测是手段，施工是保证。一个支护方案是否合理，决定着基坑工程的成败。怎样判断设计方案的合理性，就看它是否安全可靠、经济合理，是否采用先进的施工工艺，是否有利于工程施工。只要我们积极推进动态设计和信息化施工技术，加强监测力度，促进实测工作，就可以避免基坑工程事故的发生或降低事故所带来的损失。同时，通过计算理论的不断改进，施工工艺的不断完善，进一步推动我国深基坑支护技术的发展。
参考文件
[1] 宋福渊深基坑支护设计与施工管理的探讨[J] 工程勘察，2005
[2] 龙姚深基坑支护施工 [J]国外建材科技，2005
[3] 陈宗平深基坑支护设计与施工技术探讨 [J]管理施工，2007
[4] 杜峰深基坑支護综合施工技术[J]建材技术与应用，2005
【关键词】深基坑支护工程开挖监测变形控制
中图分类号：TV551.4文献标识码： A 文章编号：
一、 概述
近年来，我国无论在宏观经济还是在国防重工上都取得了令人满意的佳绩，在国内经济持续走高的形势下，全国工程建设亦突飞猛进，高层建筑如雨后春笋般迅速发展，促进了建筑科学技术的进步和建筑结构设计、施工技术、建筑材料的更新与发展。为了保证建筑物的稳定性，建筑基础都必须满足地下埋深嵌固的要求。建筑高度越高，其埋置深度自然也就越深，这给建筑施工特别是城市中心区域的建筑施工带来较大的困难。
深基坑支护的设计、施工、监测技术是近年来经常遇到的技术难题。深基坑支护不仅仅要求确保边坡的稳定性，而且要满足变形控制要求，保证基坑内正常作业安全，要防止基坑及坑外土体的移动，保证基坑周边的建筑、道路、管网的正常运作。如今支护结构日趋完善，出现了许多新的支护结构形式与稳定边坡的方法，为了降低工程成本，减少土方工程量和对周边建筑的影响，绝大多数高层建筑都采用垂直开挖。这样给挡土支护技术带来了革命性的发展，采用大直径灌注桩加土层锚杆的挡土支护技术以及土钉支护技术在深基坑开挖工程中广泛应用，且经济效果和社会效果十分可观。
二、深基坑工程的特点及支护类型
随着深基坑支护工程广泛应用，深基坑开挖与支护问题也成为了我国建筑工程界中的热点问题之一，基坑工程数量、规模、分布急剧增加。经过十多年来的发展，目前我国深基坑工程具有以下特点：
1、建筑倾向高层化，基坑则向大纵深方向发展；
2、基坑开挖面积大，长度与宽度有的达数百米，给支撑体系带来了较大的难度；
3、在软弱土层中，基坑开挖会产生较大的位移和沉降，对周围建筑物、市政建设和地下管网造成影响；
4、深基坑施工工期长，场地狭窄，降雨、重物堆放等对基坑稳定性不利；
5、在相邻场地的施工中，打桩、降水、挖土及基础浇筑混凝土等工序会互相制约与影响，增加协调工作的难度。
经过20多年的发展，深基坑支护类型已发展到数十种，目前我国常见的有以下几种支护类型：钢板桩支护、深层搅拌桩支护、排桩支护、地下连续墙支护、土钉墙支护、锚杆支护、加筋水泥土墙支护、旋喷桩帷幕墙支护等等，然而，在实际使用中，这些支护措施往往都是采用两种或以上的结合运用。
三、深基坑支护工程当前存在的若干问题浅析
1、支护结构设计计算与实际受力不符。目前，深基坑支护结构的设计计算仍基于极限平衡论，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，甚至不能完全达到规范要求，但在实际工程中获得成功。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，也是一个松弛的过程，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常被忽视。
2、深基坑开挖存在的空间效应考虑不周。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。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下面应变假设设计时，支护结构的构造要适当调整，以适应开挖空间效应的要求。
3、深基坑土体的取样具有不完全性。在支护结构设计之前，必须对地基土层进行取样分析试验，以取得土体比较合理的物理力学指标，为支护结构的设计提供依据。一般在深基坑开挖区域内，按照国家规范的要求进行钻探取样。为减少勘探的工作量和降低工程造价，不可能钻孔过密。因此，所取得的土样具有一定的随机性。但是土质结构是极其复杂多变的，取得的土样不可能全面反映地基土层的真实性。因此，支护结构的设计也就不一定完全符合实际。
4、边坡施工达不到设计、规范要求，常存在超挖和欠挖现象。一般深基础在开挖时均使用机械开挖、人工简单修坡后即开始挡土支护、初喷等工序。而在实际开挖时，由于施工管理人员不到位，技术交底不充分，分层分段开挖高度不一，挖机操作人员的操作水平等外界客觀因素的影响，使机械开挖后的边坡表面平整度、顺直度极不规则，而人工修坡时不可能深度开挖，只能就表面作平顺修整，在没有严格检查验收就开始初喷，故出现超挖和欠挖的现象。
5、成孔注浆不到位，土钉或锚杆受力达不到设计要求。深基坑支护所用土钉或锚杆钻孔直径为100~150mm的钻杆成孔，孔深少则5~6米，深则达20多米，钻孔所穿过的土层质量也各不相同。钻孔如果不认真研究土体情况，往往造成出渣不尽，残渣沉积而影响注浆，有的甚至成孔困难、孔洞坍塌，无法插筋和注浆。再者注浆时配料随意性大、注浆管不插到位、注浆压力不够等而造成注浆长度不足、充盈度不够，而使土钉或锚杆的抗拔力达不到设计要求，影响工程质量，甚至要做再次处理。
6、边坡顶面未按要求处理。在城市中心区域，特别是旧城改造和闹市区，地面下1~2m往往因杂填土或管线纵横等而不利于支护，设计时第一排土钉或锚杆距地面均较远，故开挖第一层后应将钢筋网挂好后将其上口于基坑边水平面1~2m内固定，且及时将土层表面硬化，做好排水设施，防止雨水冲刷、渗入边坡而增加土体的主动土压力，给边坡稳定带来不利影响。很多施工单位只盲目地抢进度，不注重表面硬化和排水处理，以致雨水渗入边坡土体而使土体产生过大的位移，而不得不做加固处理。
7、忽视施工跟踪监测。跟踪监测是随时掌握基坑支护变化的重要手段，是确保工程正常使用和发现问题及解决问题的重要基础，但是许多施工单位在施工中没有完善的跟踪监测手段和制度，有的即使有，也形同虚设，没有发挥他应有的作用，没有及时地监测到基坑支护变形的第一手资料，等到发现基坑变形时已是无法挽救了。
四、完善深基坑支护工程技术的措施
1、建立变形控制的新的工程设计方法
极限平衡原理是一种简便实用的常用设计方法，其计算结果具有重要的参考价值。但是，将这种设计方法用于深基坑支护结构，只能单纯满足支护结构的强度，而不能保证支护结构的刚度。众多工程事故就是因为支护结构产生过大变形而造成的。由此可见，评价一个支护结构设计方案优劣，不仅要看其是否满足强度的要求，而且还要看其是否会产生环境问题，关键在于其变形大小。鉴于上述实际，在建立新的变形控制设计方法时，应着重研究以下问题：a、支护结构变形控制的标准。这是关系支护结构成败的决定性数据，但至今仍未有一个具体标准。b、空间应变简化为平面应变。这是如何将开挖过程中的空间效应转化为设计中的平面应变问题。简化的目的是既考虑空间效应的影响，又简化计算。C、地面超载的确定及其对支护结构变形的影响。
2、探讨新型支护结构的计算方法
高层建筑的飞速发展给深基坑支护结构带来一场技术革命。在钢板桩、钢筋混凝土板桩、钻孔灌注桩挡墙、地下连续墙等支护结构成功应用后，双排桩、土钉、组合拱帷幕、旋喷土锚、预应力钢筋混凝土多孔板等新的支护结构型式相继问世。但是，这些支护结构型式的计算模型如何建立、计算简图怎样选取、设计方法如何趋于正确，仍是当前新型支护结构设计中急需解决的问题。
3、加强施工过程控制
深基坑支护施工中，应加强过程控制。施工中必须严格按照基坑支护设计、基坑支护施工组织设计、技术交底和相关规范等进行施工。施工中如出现异常情况，应由现场技术负责人根据情况的性质和大小，向基坑支护设计人汇报，设计人应及时根据现场实际情况进行设计变更，将问题消灭在萌芽状态。
4、加强对土方开挖施工工序的组织与管理
深基坑开挖施工中，精心安排开挖施工分层、分块的部位和时间，精心安排挡土支护的施工时间，以有效地控制基坑已开挖部分的无支护暴露时间和减少土体被扰动的时间与范围，以达到利用尚未被挖动的土体还能在一定程度上控制其自动位移的潜力，而使其应力控制土体位移和基坑支护周围土体位移之间存在着一定的相关性。所以科学地安排土方开挖施工顺序和控制施工进度，充分利用这种相关性，将有助于控制支护结构的坑周围土体的位移。
5、对开挖过程实施跟踪监测，及时记录和反馈信息
在深基坑开挖过程中，及时对开挖进行跟踪监测，是为了掌握支护结构和坑周围土体移动的动态，以便于随时科学调整施工因素，优化设计和施工，利于采取相应措施，来确保施工安全顺利进行。同时，施工监测还有利于积累资料，检验设计的正确性，为今后改进设计理念和施工技术提供依据。
五、深基坑支护技术的发展趋势
1、土钉墙方案的大量实施，使得喷射混凝土技术得以充分运用和发展。为减少喷射混凝土的回弹量以及保护环境的需要，湿式喷射混凝土将逐步取代干式喷射混凝土。
2、基坑向着大深度、大面积方向发展，周边环境更加复杂，深基坑开挖与支护的难度愈来愈大。因此，从工期和造价的角度看两墙合一的逆作法将是今后发展的主要方向。但逆作法施工受桩承载力的限制很大，采用逆作法时不能采用一柱一桩，而是一柱多桩，增加了成本和施工难度。如何提高单桩承载力、降低沉降，减少中柱桩（中间支承柱），达到一柱一桩，使上部结构施工速度可以放开限制，从而加快进度，缩短总工期，这将成为今后的研究方向。
3、目前，在有支护的深基坑工程中，基坑开挖大多以人工开挖土为主，效率不高，今后必须大力研究开发小型、灵活、专用的地下挖土机械，以提高工效，加快施工进度，减少时间效应的影响。
4、为了减少基坑变形，通过施加预应力的方法控制变形将逐步被推广，另外采用深层搅拌或注浆技术对基坑底部或被动区土体进行加固，也将成为控制变形的有效手段被推广。
六、总结
深基坑工程中，设计是核心，监测是手段，施工是保证。一个支护方案是否合理，决定着基坑工程的成败。怎样判断设计方案的合理性，就看它是否安全可靠、经济合理，是否采用先进的施工工艺，是否有利于工程施工。只要我们积极推进动态设计和信息化施工技术，加强监测力度，促进实测工作，就可以避免基坑工程事故的发生或降低事故所带来的损失。同时，通过计算理论的不断改进，施工工艺的不断完善，进一步推动我国深基坑支护技术的发展。
参考文件
[1] 宋福渊深基坑支护设计与施工管理的探讨[J] 工程勘察，2005
[2] 龙姚深基坑支护施工 [J]国外建材科技，2005
[3] 陈宗平深基坑支护设计与施工技术探讨 [J]管理施工，2007
[4] 杜峰深基坑支護综合施工技术[J]建材技术与应用，2005