房建工程超大深基坑的设计与施工

房建工程超大深基坑的设计与施工

向鹏飞 余健 万元杰

大成科创基础建设股份有限公司 湖北省武汉市 430000

摘要：在房建工程领域，深基坑支护是非常重要的施工内容，深基坑施工质量的高低与好坏，会对房建工程项目整体施工质量产生关键性影响，更会影响到房屋建筑物的后期使用安全和使用寿命。为了确保深基坑施工质量以及施工安全，必须要做好深基坑支护施工管理，真正发挥出深基坑支护施工技术的优越性，确保房建工程总体施工质量符合相关要求。本文整体阐述了超大深基坑支护施工的技术主要特征,并且进一步解析了房建工程超大深基坑的设计与施工,以期为房建工程的高质量建设提供可参考的建议。

关键词：房建工程；超大深基坑；设计；施工

引言

随着城市化进程的加快，城市土地资源日益紧缺，为满足城市交通、商业、停车等功能需求，开发大型的地下空间成为必然趋势。在此背景下，大批超大深基坑工程也随之而来。这些超大深基坑往往位于大城市的枢纽中心位置，工程项目的周边密布着众多建筑设施、地铁隧道、主副干道、地下管线等等。施工条件复杂，对周边环境的保护要求很高，再加上施工场地有限、施工周期紧张，进一步增大了超大深基坑工程的设计和施工难度。因此，亟需进一步对该问题的探讨，不断优化基坑工程的设计方法、施工手段和监测技术。

1房建工程超大深基坑特点

基坑围护体系是临时性的结构，与永久性的结构相比，基坑在设计时考虑的安全储备都比较小。因此基坑工程具有较大的风险性，对设计、施工和管理的各个环节都提出了更高的要求；同时基坑工程具有很强的区域性，它对场地工程地质条件和水文地质条件要求均很高，几乎每个基坑工程都有特殊性，它与周边环境条件密切相关，在城区和空旷地围护体系的差别也很大。在基坑设计时不仅涉及到土力学中稳定、变形和渗流三个基本课题，而且基坑围护结构受力复杂，基坑空间形状多变，所以要求设计人员不仅应具有很好的岩土工程分析能力，还应具有很好的结构工程分析能力。另外基坑围护体系的变形和地下水位下降都可能对基坑周围的道路、地下管线和建筑物产生不良影响，严重的可能导致破坏。基坑工程设计和施工一定要在重视环境效应的同时也要加强实时监测并实现智慧工地。

2房建工程超大深基坑方案设计

2.1基坑设计的前置条件

基坑的设计受部分条件的限制，需提前了解和熟悉周边环境和地质地下情况；依据地质勘察报告掌握地块内的地层分布、地下水水位及分布和来源；调研周围交通、建筑物、地下建筑及管线，并结合工期及当地气象条件设计基坑围护方案和降水措施。

2.2基坑支护体系选型

深基坑围护的方法包括板桩式围护、深层搅拌桩、钢板桩、内支撑和地下连续墙等等。目前深基坑的围护应用较多的是排桩、地下连续墙、水泥土重力式围护墙、土钉墙等，同时支护结构上部的支撑也多种多样，目前应用较广的包括钢筋混凝土内支撑、型钢混凝土内支撑、型钢内支撑及锚拉等。

2.3基坑的降排水设计思路

地下工程在施工过程中，控制地下水，防止地表水是基坑设计的重点工作之一。在基础施工时必须将水位降低至基底地面0.5m以下的高度，在施工时我们只能选择集水明排、截水、人工降水。地表及基坑明排都较为简单，但地下水排除方案需根据基坑的实际情况、周边环境、地质条件进行设计，设计不妥容易导致周边建筑物及围护体系发生变形，而目前常用的排水方式主要有轻型井点、多级轻型井点、喷射井点、电渗井点、真空降水管井、截水、井点回灌技术。各种技术所对应的排水深度及地质条件各有不同。

2.4基坑监测的手段

在基坑监测过程中，对一些常规的建筑物或临时构筑物在水平和垂直方向的监测主要采用全站仪和水准仪。为实现智能化，在一些关键监测方面我们需依靠斜侧管、安装钢筋计、锚杆轴力计、土压力盒、孔隙水压力计，运用传感器进行全自动采集，通过采集和无线传输系统实现远程监控，形成智能化工地。

2.5智能化应用

目前基坑支护单元计算设计软件及基坑数字化远程监控软件较多：如理正、同济曙光等，运用计算机软件计算，不仅可以从基坑支护结构的平面布置、内支撑设置，到支护结构的空间分析、配筋计算、构件归并、计算书及施工图的生成，全过程实现了计算机化。计算理论先进、有效解决工程难题、降低工程造价。同时它可以实现基坑数字化远程监控。在基坑施工监测的基础上，对基坑关键部位的受力、变形采用全自动监测，并可以建立数字化的施工安全监控系统，实现监测数据的网络化、可视化及安全预警。

3房建工程超大深基坑施工策略

3.1做好施工工艺设计与施工流程管理

在开展深基坑支护项目的施工之前，必须要做好施工工艺设计，并且制定科学完善的施工流程。设计人员需要亲自到房建工程项目的现场，对地质类型、地质结构、地下水条件等方面进行确认，并结合工程项目的实际情况，选择最为合适的深基坑支护技术，避免由于深基坑支护技术选择不合理而产生施工安全事故。此外，施工单位应当做好施工流程的设计与管理，一方面保证深基坑施工质量，另一方面有助于保证施工工期不受影响。

3.2加强施工监测修正支护数据

在深基坑支护设施安装后，将会进入施工的土石方挖掘阶段，在这个过程中，地基的性状会发生渐进式的变化，土质变松、应力变化、强度降低，随之而来的是支护结构的位移、支撑点变化等。既有的计算公式大多数基于施工前的地质条件进行运算，导致施工后的数据发生改变，土压力、支护桩参数的精确度明显降低。因此，传统算法的计算结果与实际施工中的深基坑支护结构参数悬殊，应该建立实时监测的动态设计体系，在施工中不断调整支护结构参数和设计，确保施工安全性。

3.3着重研究支护结构的刚度控制技术

极限平衡理论是设计施工的重要方法，设计人员将其计算结构作为建筑设计重要参考数值，但在深基坑支护结构的设计中，该理论衍生的数据只能起到较好的结构强度要求，在结构的刚度方面缺乏足够的支撑。国内发生的一些施工问题中，支护结构的刚度问题比较明显。因此，施工设计单位应该着重加强深基坑支护结构的刚度性能研究，确保支护结构变形较小，更好地适应周边环境变化和施工条件改变，将支护结构的变形控制标准、空间变化等作为今后的重点研究课题。

3.4加强施工全过程质量管理

为了确保深基坑支护施工质量，必须要在施工全过程进行质量监管，避免在某个施工环节或者隐蔽性工程项目中，出现不必要的质量问题或者安全隐患。为此，施工单位应当加强对各个施工环节的质量监管，及时处理暴露出来的施工质量问题，这样一方面能够确保深基坑支护结构发挥出应有的作用，另一方面能够避免出现施工安全事故。除此之外，施工企业还需要加强对支护结构变化的监测，一旦发现支护结构的实际参数与设计方案出现了偏差，则应当及时对其进行调整。为了避免出现质量问题和安全问题，在施工过程中需要保护好周边土壤环境，尤其及时封堵水源，防止地表水和地下水流入深基坑。

结束语

综上所述，我国深基坑支护设计理论以及施工技术的应用已经有了长足的发展，但在工程具体应用中，无论是单一的理论设计，还是单一实践技术经验，都难以真正达到科学合理，仍要坚持理论与实践相结合，选择合适的支护结构体系。

参考文献

[1]朱青龙,严艳艳.超大深基坑工程设计和施工方法研究[J].太原学院学报(自然科学版),2019,37(4):9-11.

[2]李志通,梁向前,袁晓文.超大深基坑工程设计与施工[J].建筑技术,2017,48(3):263-265.

[3]张颖,刘克文.春之眼商业中心超大深基坑施工关键技术[J].工程勘察,2020,48(9):45-49.