莊詩鴻

（廣東省工程勘察院，廣東廣州510510）

深大基坑工程的施工具有較大的風險性，涉及到的理論多而復雜，而且有著非常強的綜合性。為了降低施工風險發(fā)生的概率，保證深大基坑工程的施工質量和施工效率，深大基坑工程設計人員必須要做好基坑工程的設計工作，尤其在復雜環(huán)境下深大基坑工程的設計工作，這樣既有利于深大基坑工程施工活動的有序和高效開展，又能為深大基坑工程的施工質量以及施工人員的人身安全提供可靠的保障。本文在此基礎上，就復雜環(huán)境下深大基坑工程的設計展開具體的論述。

1 深大基坑工程的特點

1.1 社會危害性和環(huán)境敏感性

一般來說，深大基坑工程都是處在商業(yè)繁華地帶或者老城區(qū)，周邊通常緊鄰地鐵、老舊建筑、管線和道路等。對深大基坑工程進行開挖，原本就對地面造成破壞，使原先土體靜力平衡遭受破壞。與此同時，深大基坑工程的施工對地下水的徑流水位和路徑等都造成了改變，因此產生多種多樣的巖土力學情況，會進一步造成各種環(huán)境問題，比如地鐵線受損、地下管網斷裂、道路沉陷變形以及房屋開裂傾斜等，這些破壞會產生放大效應，在一定程度上會引起不良的社會反響[1]。

1.2 多樣性

深大基坑工程是一項非常復雜的系統(tǒng)工程，涉及到很多復雜的理論，計算的方式也是各不相同，而且經驗系數(shù)以及經驗公式比較多。施工單位和設計單位在經驗和計算上的不同，勢必會造成工作中出現(xiàn)各種各樣的矛盾和分歧，這種情況下，深大基坑工程的設計很容易就出現(xiàn)遺漏等問題，這在一定程度上會為深大基坑工程的施工埋下巨大的安全隱患[2]。

1.3 綜合性

深大基坑工程并不是簡單的對土方進行開挖，涉及到的施工內容比較多，除了土方開挖，還有結構工程、支撐工程、降水工程以及圍護工程等，由此可見，深大基坑工程具有較強的綜合性[3]。

1.4 差異性

在實際施工過程中，并不是每個深大基坑工程所涉及到的水文地質以及工程地質都是相同的，大多數(shù)都是各不相同的。加上深大基坑工程周圍所處環(huán)境的不同，所以對深大基坑工程的施工以及設計要求也會不斷發(fā)生變化。正是因為深大基坑工程具有差異性的特點，所以在實際施工過程中使用的施工方法、支撐體系設計以及圍護結構也是不盡相同的[4]。

1.5 臨時性

深大基坑工程的圍護結構只是為建筑結構提供相應的施工服務，是一種臨時性的構筑物，但是工期卻在總工期中占據五分之一到四分之一，其造價在建筑物總造價中占據七分之一到五分之一。這種情況下，很多的業(yè)主都希望能夠投入最少的費用，花費最少的時間。

2 復雜環(huán)境下深大基坑工程設計的分析

2.1 工程概況

筆者所選擇的施工案例為廣東某個地下二層結構的工程，基坑周圍有很多的市政道路側管線，該工程的南側是區(qū)間隧道和地鐵車站，最近的距離只有4m。周圍環(huán)境非常復雜，而且具有較高的保護要求。該基坑工程的周長大約為600m，面積為18000m2，開挖的深入達到11.4m。

2.2 復雜環(huán)境下深大基坑工程的具體設計

2.2.1 對工程特點進行分析

科學合理的設計能夠為深大基坑工程的安全和高效施工提供良好的保障，設計人員要對此加以重視，在對深大基坑工程進行設計之前，一定要對工程特點進行全面的分析，熟練掌握工程的每一個細節(jié)，只有做到了然于胸，才能進行科學的設計[5]。就該工程而言，其工程特點主要表現(xiàn)為以下幾點：①圍護地下連續(xù)墻具有一定的作用，在該工程中可以作為地下室外墻進行使用，也就是將兩墻進行合一設計；②該基坑工程的開挖深度比較深，開挖面積大；③該基坑工程緊鄰區(qū)間隧道和地鐵車站，周圍環(huán)境非常復雜，具有較高的保護要求。在充分掌握這些特點之后，設計人員才能進行下一個環(huán)節(jié)的設計。

2.2.2 對水文地質和工程地質的概況進行調查

每個深大基坑工程所處的環(huán)境不一樣，水文地質和工程地質也是不盡相同。這就意味著，設計人員在設計之前，必須要對深大基坑工程的水文地質和工程地質進行全面的、深入的調查，結合深大基坑工程的實際情況進行科學合理的設計。通過對該工程水文地質和工程地質進行調查，設計人員發(fā)現(xiàn)，該場區(qū)的土層主要由粉性土和粘性土組成，淺部粉性土層厚度達到20多米，在對基坑進行開挖時，淺層地下水有0.5m的埋深，在水頭差作用下，施工人員在開挖基坑的過程中很容易出現(xiàn)流砂現(xiàn)象以及管涌現(xiàn)象，這些都是需要充分考慮的。除此之外，設計人員還發(fā)現(xiàn)，該基坑工程砂質粉土層是微承壓水層，水頭埋深約為2.3m。

2.2.3 對基坑工程圍護進行設計

圍護工程在深大基坑工程施工中是一個不可或缺的組成部分，設計人員要對此加以重視，根據實地勘察結果以及設計經驗對深大基坑工程的圍護結構進行科學、合理的設計。根據上海市對于地基的規(guī)范要求以及該深大基坑工程周圍環(huán)境條件，確定靠近地鐵一側的基坑環(huán)境保護的安全等級是一級，其他側的基坑環(huán)境保護安全等級是二級，這也意味著圍護結構變形應當控制在地鐵一側的15mm以內，其他側的則控制在25mm以內。該基坑工程使用的是內支撐順作開挖方式，結合基坑變形、抗管涌穩(wěn)定性、抗隆起穩(wěn)定性以及二墻合一抗?jié)B、耐久等要求，最終確定圍護墻體的厚度為0.8m，地下連續(xù)墻的深度為22～23m。

2.2.4 對基坑工程開挖以及支撐進行設計

在布置支撐的時候，結合主體結構施工以及土方開挖等要求，使用剛度較好、受力明確簡單的對稱體系。一共設置2道鋼筋混凝土支撐，其中心距離地面的距離分別為7.2m和1.5m。在布置支撐結構的時候，盡可能避開主體結構的剪力墻暗柱、柱和梁等構件。由于上海地區(qū)的流土有著比較明顯的流變特征，依據時空效應的理論，基坑土方支撐設計、土方開挖以及具體的施工應當嚴格按照“限時、分層、分區(qū)開挖支撐”的原則去實行。將基坑工程的施工給周圍環(huán)境帶來的影響和破壞降到最低，盡可能讓施工實際符合計算工況。根據本基坑工程的水文地質和工程地質情況，每塊土方從開挖一直到支撐澆筑完成，這個工程的時間盡可能控制在48～72h之間，這些都是設計人員在設計過程中需要充分考慮到的。除此之外，為了降低工程開挖階段對附近地鐵車站周圍地表沉降、地下連續(xù)墻的變形，從而保護區(qū)間隧道和車站主體結構，設計人員在對基坑內側坑底以下進行設計的時候，可以考慮用水泥土攪拌樁，對于頂面以上的部分，可以使用低摻量填充以及加固的方式，這樣就可以將施工對原狀土的破壞降到最低。

3 結論

綜上所述，隨著城市化進程的逐漸加快，復雜環(huán)境下的深大基坑工程越來越多，設計單位以及相應的設計人員要對此加以重視，對復雜環(huán)境條件下深大基坑工程的設計和施工進行深入的研究，確保施工單位按照設計圖紙和設計要求進行施工的時候可以取得良好的效果。

參考文獻：

[1] 王兆君.關于基坑工程設計與施工階段的思考[J].當代生態(tài)農業(yè)，2013(2)：65-66.

[2] 楊學林.基坑工程設計、施工和監(jiān)測中應關注的若干問題[J].巖石力學與工程學報，2012(11)：90-91.

[3] 唐傳政,朱蘭萍,洪興全.基坑工程設計中的一些問題探討[J].西部探礦工程，2003(3)：132-133.

[4] 王金修.軟土地區(qū)某平面形狀復雜的基坑圍護設計與施工技術探討[J].科技視界，2016(18)：54-55.

[5] 王勇,謝石連,葛敏敏,丁永平.重力式水泥土擋墻在軟土地區(qū)基坑圍護中的應用[J].建筑施工，2013(7)：97-98.