复杂环境下的深基坑工程的特殊性
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【摘要】在城市中建设高层建筑，其深基坑工程常处于密集的既有建筑物、道路桥梁、地下管线、地铁隧道或人防工程的近旁，基坑支护：正程虽然属于临时性工程，但其技术复杂性和施工过程中的不确定性却远高于永久性的基础结构或上部结构，稍有不慎，不仅将危及基坑本身安全，而且会殃及临近的建构筑物、道路桥梁和各种地下设施，造成巨大损失。
【关键词】复杂；环境；深基坑；工程特殊性
在城市中建设高层建筑，其深基坑工程常处于密集的既有建筑物、道路桥梁、地下管线、地铁隧道或人防工程的近旁，基坑支护：正程虽然属于临时性工程，但其技术复杂性和施工过程中的不确定性却远高于永久性的基础结构或上部结构，稍有不慎，不仅将危及基坑本身安全，而且会殃及临近的建构筑物、道路桥梁和各种地下设施，造成巨大损失。
1 深基坑工程存在的主要问题
1.1 对待深基坑工程支护工程的设计远不如对主体结构设计那样重视。通常在深基坑的设计上有设计资质的设计院及岩土工程部门介入相对较少，而许多基坑支护的施工设计方案是由施工单位自己完成的，而这些设计在参数的取值以及计算方法选用上还不够完善，使一些工程隐患较大，导致发生严重工程事故。
1.2 深基坑工程仍然靠半经验半理论的方法来设计和施工，很多工程是边开挖边实践边摸索靠经验来进行，缺乏成熟的技术规范的指导。
1.3 由于缺乏成熟的技术规范的指导，容易出现两种极端，即要么为了保证安全而片面地放大和增加安全系数，不考虑基坑周边的实际情况，对整个支护设施全面设点，全面检测，造成很大浪费；要么一味地为了节省投资，不去认真研究本工程的实际情况，生搬硬套别的工程的做法，应该设点的而不设点，或者是为了节省投入而设点不足，结果基坑在实施过程中出了问题后再去追加抢险投资，延长工程。
1.4 支护工程施工质量检验验收标准不完善，深基坑工程的质量检验、验收的方法无章可循，给深基坑工程的质量监督和质量评价带来困难，没有针对深基坑工程特点建立竣工验收的质量管理体系。
1.5 缺乏地域性规范、规程及标准。
2 设计预估值与实际值基坑工作存在差异的主要原因
深基坑工程设计需以开挖施工时的诸多技术参数为依据，但在基坑支护工程实践中，设计预估值与实际值基坑工作状态往往存在一定的差异，有时差异的程度还很大，其主要原因有几个方面：
2.1 深基坑工程具有很强的区域性
岩土工程区域性强，岩土工程中的深基坑工程，区域性更强。如黄土地基、砂土地基、软粘土地基等工程地质和水文地质条件不同的地基中，基坑工程差异性很大。即使是同一城市不同区域也有差异。正是由于岩土性质千变万化，地质埋藏条件和水文地质条件的复杂性、不均匀性，往往造成勘察所得到的数据离散性很大，难以代表十层的总体情况，且精确度很低。另外地质勘探所获得的数据很难准确代表土层的全貌，钻探取样所产生的土样的挠动和应力释放也会造成一定程度试验误差，因此，一定要根据本地具体情况，具体问题具体分析，而不能简单地完全照搬外地的经验。
2.2 深基坑工程具有很强的个性
随着高层建筑的兴起与普及，深基坑工程越来越多。深基坑工程不仅与当地的工程地质条件和水文地质条件有关，还与基坑相邻建筑物、构筑物及市政地下管网的位置、抵御变形的能力、重要性以及周围场地条件有关。因此，对深基坑工程进行分类，对支护结构允许变形规定统一的标准是比较困难的。
2.3 基坑工程具有很强的综合性
深基坑工程涉及土力学中强度、变形和渗流三个基本问题，三者融溶一起需要综合处理。有的基坑工程土压力引起支护结构的稳定性问题是主要矛盾；有的土中渗流引起土破坏是主要矛盾；有的基坑周围地面变形是主要矛盾，深基坑工程的区域性和个性强也表现在这―方面。另外，深基坑工程是岩土工程、结构工程及施工技术相互交叉的学科，是多种复杂因素相互影响的系统工程，是理论上尚待发展的综合技术学科，因此，基坑围护结构设计和变形预估时，对土层和围护结构本身所作的分析模型构筑计算简化假定，以及参数选用等与实际状况相比会存在一定的近似性和相对误差。
2.4 深基坑工程受到环境影响较大
深基坑工程的在开挖过程中，土方开挖量大，土体中原有天然应力的释放也大，这就使基坑周围环境的不均匀沉降加大，使基坑周围的建筑物出现不利的拉应力，地下管线的某些部位出现应力集中等，必将引起周围地基中地下水位变化和应力场的改变，导致周围地基土体的变形，对相邻建筑物、构筑物及市政地下管网产生影响。影响严重的将危及相邻建筑物、构筑物及市政地下管网的安全与正常使用。大量土方外运也对城市环境和交通产生不利的影响。
2.5 深基坑工程具有较大的风险性
深基坑工程是个临时工程，安全储备相对较小，施工周期长，从开挖到完成地面以下的全部隐蔽工程，常常经历多次降雨、同时在基坑开挖和基础施工过程中，随着土层开挖标高变化和支撑体系的设置和拆除，围护结构的受力处于经常性的动态变化状况，诸如挖机撞击、地面堆载等突发和偶然随机因素，使得结构荷载作用时间和影响范围难以预料，安全度的随机性较大，事故的发生往往具有突发性。
2.6 深基坑工程临时性
深基坑支护体系以及在施工过程中的监测系统需要安排资金投入，由于基坑施工期间的检测是为工程基础施工服务的，属于临时性工程。所以在安排资金投放比例时，投资方一般不太愿意在临时性的工程项目上投入较多资金，而――旦出现事故，造成的经济损失和社会影响往往十分严重。
2.7 深基坑工程具有较高的事故率
深基坑工程施工周期长，从开挖到完成地面以下的全部隐蔽工程，常常经历多次降雨、周边堆载、振动等许多不利条件，安全度的随机性较大，事故的发生往往具有突发性。
从另一方面讲，在深基坑的设计施工过程中，由于地质条件、荷载条件、材料性质、施工条件和外界其他条件的复杂影响，而且，基于当前土压力计算理论和边坡计算模型的局限性，很难单纯从理论上预测工程中可能遇到的问题。所以在基坑的开挖施工中，对支护结构、基坑邻近建筑物、地下管线以及周围土体等在理论分析指导下有计划的监测，以此监测数据为依据，对基坑支护进行动态设计，是十分必要的。
参考文献：
[1]吴纪宁.建筑工程特殊施工与加固技术.机械工业出版社.2008
[2]姜晨光.土木工程概论.化学工业出版社.2009
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