基坑支护设计和施工中存在的问题及对策

第43卷第9期

2 0 1 7 年 3 月

SHANXI ARCHITECTURE

山西建筑

Vol. 43 No. 9Mar. 2017

文章编号：1009-6825 (2017) 09-0072-03

基坑支护设计和施工中存在的问题及对策

(中化二建山西华晋岩土工程勘察有限公司，山西太原030021)

摘要:针对建筑基坑支护设计与施工中存在的问题，从更新设计理念、创新支护结构、控制基坑变形等方面，阐述了相应的解决 策略，并结合某工程实例，分析了基坑支护设计及施工方案，以确保基坑工程的安全性与经济性。关键词:基坑，支护设计，土方开挖，变形控制

中图分类号:TU463

文献标识码:A

1)现场实际施工条件与设计施工条件偏差过大或不符。

闫国平焦庆旺

〇引言

近几年来，随着城市建设的不断进行，高层、超高层的建筑越

来越多，基坑也在不断加深，目前施工的基坑已超过30 m，受建筑 周边环境的限制，对基坑变形的要求也愈加严格，并且基坑支护 结构作为建筑基础的一部分也逐渐得到重视。但在基坑支护设 计、施工过程中受到各种因素的影响，基坑支护技术的实际应用 还存在着一些问题。为确保基坑支护工程的稳定性和安全性并 兼顾效益，需要针对基坑支护设计、施工过程中存在的问题进行 分析并采取有效的对策来解决存在的问题。

a.在进行建筑基坑支护设计、施工前，需要建设单位提供基

坑周边的地下建筑、管线、管道等市政工程的分布情况及对变形 的要求。但建设单位一般不愿或不能提供所需的资料，只能由设 计人员现场踏勘和搜集，一般不可能搜集完全，潜在风险大。

b.在基坑支护工程实际施工过程中，施工单位的现场管理、施工

想当然施工，与设计脱离的现象。如搅拌桩的水泥不按照设计要 求的配比进行，凭经验添加，往往导致水泥的掺量不足，会造成搅 拌桩后期的支护强度不能满足设计要求，极易使止水、隔水措施失

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人员盲目相信、推崇自己已有经验，普遍存在不按施工图纸要求，

1建筑基坑支护设计、施工过程中存在的问题

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此钢支撑应用范围越来越广。时地对施工数据进行监测，并且要进行详细地记录。在出现设计 方案和实际的施工条件不相符时，施工人员一定要及时地与设计 人员相协调，严格地按照施工顺序进行施工。

5.5 降水和排水

虽然在基坑开挖之前设置了排水系统，但是整体的排水系统 只能对地表和渗透到地表以下的建筑物进行排除,为了保证基坑 开挖的顺利进行，需要及时对基坑进行降水施工。地下水控制方 法包括:截水、降水、集水明排，在对深基坑支护进行施工设计之 前，应该对建筑工程的地质和水文环境进行详细的调查，了解地 下水的具体情况，根据地下水情况选择最佳的深基坑支护设计 方案。

7结语

在现代的高层建筑和地下建筑中，深基坑支护技术应用越来

越重要，提高了整体建筑的质量，还提高了我国的施工水平。为 了不断地提高深基坑支护技术在建筑物中起到的作用，施工人员 应该积极地去了解和学习深基坑支护技术，把它广泛地应用到实 际的建筑工程中。本论文主要对深基坑支护施工技术的特点和 需要注意的问题进行简要的分析，希望能在以后的建筑工程中起 到借鉴作用。参考文献：

6深基坑支护技术的应用

在进行深基坑支护技术施工之前，施工技术人员一定要对施

6.1 做好工程勘察工作

工地的地质结构、自然环境和土壤条件进行科学的勘测，并对得出 数据结果进行分析，制定适合的深基坑支护施工方法，并且还要对 施工场地周围的地下建筑物，地表路面和地下管道进行调查，制定 相应的保护措施，避免基坑开挖时对原有建筑物造成危害。

[1] 郝艳领，王

刚，王庆辉.深基坑支护施工技术在建筑工程

中的应用分析[J].门窗，2014(1) :89,92.

[2] 孙晓军.建筑工程中深基坑支护施工技术分析[J].科技创

新与应用，2014(13) :223.

[3] 王长明.浅析建筑工程深基坑支护施工技术[J].价值工程，

2014(24) ：115-116.

6.2做好检测与监测工作

基坑支护施工的过程中，一定要安排专门的施工监测人员定

The construction technology of deep

foundation pit support in construction engineering

Li Congrong

(Hongyuan Engineering Construction Limited Liability Company, Datong Coal Mine Group, Datong 037003 , China)Abstract ： According to the complexity and randomness characteristics of deep foundation pit support construction technology, this paper intro­duced the requirements and precautions of deep foundation pit construction, and elaborated the applicable conditions of row piles, underground continuous wall, soil nail wall, inner support structure model and other support technology, provided basis for the foundation pit engineering con­struction.Key words ： deep foundation pit, support technology, row piles, underground continuous wall, soil nailing wall

收稿日期=2017-01-16

作者简介：闫国平（1985-)，男，工程师；焦庆旺（1981-),男，高级工程师

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效，造成质量事故。分析现场实际施工条件与设计施工条件偏差 过大或不符的原因主要有:基坑设计人员的设计欠妥。由于基坑 设计是按假定的施工条件设计的，在设计方案中存在不符实际或 不妥的地方。如一些设计人员在设计中没有对基坑开挖施工进行 空间问题设计，还沿用传统的平面应变模型。基坑施工单位追求 施工速度和利润的最大化，在基坑的施工过程中偷工减料、强行赶 进度、野蛮施工等，造成在基坑施工过程中质量问题、质量事故频 频出现。

2) 基坑施工过程中土方超挖、欠挖现象普遍。

基坑支护工程在前期的施工过程中,土方普遍存在着超挖、欠 加强对基坑支护技术的总结、归纳,对提高基坑支护设计、施 工具有重要作用。众所周知，试验数据的准确性、有效性对科研 质量的优劣有直接影响。所以要加强对基坑支护结构变形、内力 的监测，积累相关的实测数据。同时归纳、总结不同工程地质条 件和水文地质条件下的施工经验，形成不同条件、不同区域内基 坑支护设计的地方标准，并把现有的一些定性施工经验形成相应 的定量计算方法，提高基坑工程支护设计和施工的质量。3

工程实例

以太原的某基坑为例对建筑基坑支护设计、施工中存在的问

题进行分析。某基坑位于太原市晋源区城中村内,基坑深7.6 挖现象，这将严重影响下一步基坑支护工程的施工质量。土方施 工超挖、欠挖的原因主要是土方现场管理、施工人员管理粗放、不 规范施工，即现场管理、施工人员，尤其是机械操作人员的技术水 平低、不服从管理、野蛮施工。在土方开挖一段时间后，由于受到 现场实际施工条件的限制，施工难度会逐渐增大，如果现场施工人 员的技术水平低下或责任心不够，极易出现超挖、欠挖、基坑四周 边坡面不平整、坡度过大、顺直度不规则等质量缺陷或事故。这些 都可能会加大施工量，影响基坑支护工程的施工进度和施工单位 的形象。

3) 基坑施工过程中土方开挖与基坑支护不能协调施工。通常由于土方工程技术含量低，管理较简单，一般由附近村民 组织的非专业队伍完成。与之相反，基坑支护的施工由于技术含

量和管理水平要求比较高，一般由专业的施工单位完成。在实际 施工过程中,这两项工程是会签订2个平行的施工合同，由不同的 队伍施工，但这给具体施工带来一定难度。例如土方工程开挖方 为赶进度，在管理上比较混乱、土方施工单位不顾及挡土支护施工 所需要的工作面，尤其是雨期，留下的操作界面难以进行接下来的 基坑支护施工的操作，致使基坑支护施工工期不能按时、按进度进 行、影响基坑支护的施工进度。

2建筑基坑支护存在问题的解决对策及改进措施

2.1

建筑基坑支护设计人员要不断更新设计理念目前我国并没有形成先进、统一的基坑设计规范，主要还是

采用传统的库仑理论或朗肯理论进行相应的计算、设计,基于这

些理论计算出来的结果与实际的情况往往相差比较大，不利于施 工质量、安全的控制。因此，在今后的建筑基坑支护设计过程中，要 形成以施工监测数据为主导，进行动态数据反馈的新设计理念。 2.2积极创新新型的支护结构、科学的计算方法

随着高层、超高层建筑的不断出现，一些新型支护结构也不 断涌现，并应用到实际基坑支护工程中。比如型钢内支撑体系、 地下连续墙兼做地下结构外墙等，促进了地下连续墙、连续排桩 止水、支护等基坑支护结构的产生。但是对于这些新型基坑支护 结构的设计并没有形成统一的设计理论，加强其计算和设计理论 的研究，还是一个需要迫切解决的现实问题。

2.3通过采用新的设计理念来控制基坑的变形

在进行建筑基坑支护工程设计时，通常我们采用的是极限平 衡原理，这是一种传统的简单、实用的计算方法。基于这种方法 所设计出来的基坑支护结构虽然可以符合支护结构强度上的要

求，但不能有效体现支护结构刚度上的要求即变形要求。所以， 为避免由于支护结构的刚度失稳而造成基坑事故,应该采用新的 设计理念来控制基坑变形、失稳。基坑支护的设计人员应当对基 坑变形控制的标准、空间效应的变化造成的荷载变化等问题做进 一步的详细研究。

2.4加强基坑支护技术的总结、归纳

8.5 m,东西两边临市区干道，其中西侧还有市政管道通过，南距 现有住宅楼约不足5.0 m,周围环境复杂，对基坑变形要求严格。 该工程包括高层商住楼三栋,2层地下室，地上32层、剪力墙结 构,基坑使用期预估半年，基坑安全等级为一级。

基坑支护方案:基坑支护采用一排混凝土灌注桩加两道预应 力锚索，桩长为14 m~ 15.0 m,桩距1.40 m,桩径0.80 m,锚索 7小15.2的钢绞线，锚索长17.0 m~22.0 m,孔径130 mm,混凝土 强度等级为C30。

该基坑从设计理论上看，桩锚支护结构形式的安全性是很高 的，但实际出现的一些情况应该引起基坑设计、施工者的思考，应 提高施工现场的各种因素对基坑支护的影响的重视。

1) 基坑施工时恰逢罕见多雨天气、使得已施工支护结构的水 平位移不断增大，当水平位移达到11.8 mm时，基坑东西两边的 市政道路已出现裂缝。分析原因应该是混凝土灌注桩后土体中 有雨水不断渗人，逐步增大的主动土压力使支护结构变形不断 加大，造成基坑周边地面变形、下沉，路面裂缝产生。由于路面 出现裂缝，从裂缝渗人的雨水汇集到桩后的土体里，仅仅一周时 间基坑东西两边水平变形量累计已经达到19 mm，水平位移速 率已接近预警速率，对基坑的安全来说是个非常大的威胁，因此 可以看出对基坑支护结构来说，地表水的影响必须引起足够重 视。不论是支护结构设计时还是后续的土方回填后以及在期间 的过程都必须重视水的管理与预控，可考虑注浆止水、水泥搅拌 桩等。

2)

基坑设计时通过理论计算出的较高的安全系数，但实际东

西两侧市政道路边的支护段大量的动荷载作用在支护结构上，又 适逢多雨天气，大量雨水渗人，以致该段基坑支护结构存在较大 安全隐患，并不存在理论计算上较高的安全系数。所以在基坑支 护设计中必须考虑天气情况、临近基坑周边实际的荷载情况。

3)

由于原有桩铺支护结构的理论计算（只计算支护结构的稳

定性、强度）与支护工程实际情况存在较大的差异,所以下一步的 计算方法应考虑变形控制理论。

4)

工程实际中桩锚支护结构的工程要超越理论研究，目前指

导实践的设计理论越来越凸显它的脆弱，用传统理论的方法分析 基坑支护工程事故又十分困难，就提出了对传统的支护结构加大 研究的要求，以期望理论的研究能指导工程实践。4

结语

建筑基坑的设计、施工存在一定的风险，工程地质条件又变

化多样，工程建设的管理者应当在结合工程所在地建设经验的基 础上，按照一定的要求和理念进行基坑支护工程的设计、施工，根 据特定条件下的工程条件和要求进行综合考虑，做出既安全可靠 又经济合理的包括支护结构及支护体系内的土方开挖、降水、被 动区地基土的加固、监测和环保的整体施工方案。

参考文献：

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SHANXI ARCHITECTURE

山西建筑

Vol. 43 No. 9 Mar. 2017

文章编号：1009-6825 (2017) 09-0074-03

基于监测的围岩松弛变形特征研究

建剑波

(河南省河口村水库工程建设管理局，河南济源

454650)

摘要:基于柱状节理玄武岩围岩应力应变及变形等监测成果，系统地进行了围岩松弛变形演化规律和变形机制研究，初步建立

了能量速率和单位变形力双重指标的围岩安全评价体系，研究成果表明：开挖有利于释放围岩浅层节理变形所产生的能量，及时 支护有利于控制围岩变形所伴生的隐节理变形所产生的能量。

关键词:柱状节理玄武岩，围岩松弛，安全性状，监测信息

中图分类号:TU433

文献标识码:A

〇引言

玄武岩是火山熔岩的一类岩石,其受成岩过程和地质构造影 响而发育成一种呈不规则或规则柱状形态的原生张性构造一

柱状节理。柱状节理玄武岩内部节理、裂隙较为发育，在施工过 程中受本身岩体自稳能力差影响易发生岩体松弛、局部掉块和垮 塌现象[1]。

近几年来，随着大型水电站的建设，揭露了柱状节理玄武岩 对工程施工的影响和制约，引起学者诸多关注。陈旭等[2]对玄武 岩柱状节理成因性状和岩体质量评价进行研究，徐卫亚等[3’4]对 柱状节理岩体横观各向同性本构关系、宏观等效弹性模量、宏观 等效强度参数、尺寸效应等进行了研究，石安池等[5]对柱状节理 玄武岩岩体变形特性进行了研究，王思敬等[6,7]对柱状节理岩体 真三轴模型试验、抗剪强度参数尺寸效应进行研究，朱道建等[8,9] 对柱状节理岩体变形和强度各向异性进行了模型试验研究，冯夏 庭等[1°_13]对柱状节理玄武岩隧洞稳定、破坏模式及力学机制进行 了研究。

本文结合现场白鹤滩水电站右岸导流洞围岩变形、锚固结构 受力等施工期监测成果,采用现场监测、数值计算等方法,从柱状 节理玄武岩结构、变形、力学等特性方面人手，研究其松弛变形演 化规律和开挖支护效果，初步建立柱状节理玄武岩围岩松弛一开 挖一支护协同的安全评价体系。其研究成果具有十分重要的现 实意义和应用价值。

图2典型柱状

节理玄武岩围岩结构

图3柱状节理玄武岩钻孔取芯岩芯

图1导流隧洞典型断面边墙监测布设示意图

隧洞开挖后，围岩呈现多个节理面相交构成的不规则的柱状 节理立体网格，以四或五棱柱（块体）为主，棱体长度一般在 10 cm ~25 cm,在缓倾角节理和层内（间）裂隙带切割下形成长度 数十厘米~数米的柱体单元，如图2所示。围岩地质钻孔过程 中，无法钻取完整岩芯，均为破碎块体，如图3所示。

柱状节理玄武岩围岩节理柱体被节理、裂隙切割为不规则排 列块体，节理柱体间呈闭合或微张状态，节理缝间无充填物，裂隙 缝间破碎岩屑充填。卸荷后受法向张拉影响，节理岩体存在隐性 节理结构面张开与节理面、裂隙面贯通，分解为更小的不稳定块 体。地质钻孔取芯岩芯较围岩表面柱状节理块体小一些，也佐证

1工程概况

白鹤滩水电站位于金沙江下游四川宁南县和云南巧家县境

内，工程施工导流采用断流围堰、隧洞导流方式。导流洞采用城 了此情况。

门洞型，洞身断面尺寸为19 m X24 m(宽X高）。其隧洞分上、中、 3柱状节理玄武岩围岩变形特性下等三层开挖，典型断面和监测布置情况如图1所示。

结合柱状节理玄武岩隧洞开挖出现的掉块、局部垮塌等可能 危及工程建设的情况，在柱状节理玄武岩洞段选取三段设定开挖

2柱状节理玄武岩围岩结构特性

[1] [2]

JGJ 120—2012,建筑基坑支护技术规程[S].

GB 50010—2010,混凝土结构设计规范[S].

[3] 林宗元.岩土工程治理手册[M社，2005.

].北京：中国建筑工业出版

Foundation support design and construction problems and countermeasures

Yan Guoping Jiao Qingwang

(Zhonghua 2nd Construction Shanxi Huajin Geotechnical Engineering Survey Co. , Ltdf Taiyuan 030021, China)Abstract ： In light of building foundation support design and construction problems, starting from aspects of renovating design concept, creating support structure and controlling foundation deformation, the paper describes corresponding solving strategies. Combining with engineering exam­ples, it analyzes the foundation support design and construction scheme, with a view to guarantee the foundation engineering safety and economy. Key words： foundation, support design, earthwork excavation, deformation control

收稿日期=2017-01-14

作者简介:建剑波（1981-),男，工程师