1，存在的問題
近年來，隨著城市現代化的推進，城市的建築密度不斷增加。隨著高層建築的不斷興建，深基坑開挖和支護問題日益突出。因此，工程師們越來越重視深基坑的開挖和支護及其對鄰近建築物、道路和設施的影響，並制定了許多好的措施。然而，深基坑開挖深度越來越深，開挖環境越來越復雜，設計和施工人員經常遇到新的問題和挑戰，從而降低了基坑工程的成功率。尤其是上海、深圳等大城市，事故率更高。上海壹年發生基坑事故近40起，上海廣東路壹基坑事故導致1.8m沈降，造成各種地下管線嚴重損壞，煤氣泄漏爆炸，當場熏死20余人，直接經濟損失5000余萬元，社會影響極其惡劣。1998年，深圳某基坑發生嚴重坍塌事故，數名施工人員被埋，基坑周邊數棟建築受損嚴重，轟動全國。本文對深基坑開挖和支護的現狀進行了分析，提出了壹些意見和建議，供設計和施工參考。
2.深基坑工程的特點及現狀
(1)基坑越挖越深。為了方便使用，昂貴的土地，或滿足城市管理和人防的要求，建設投資者不得不去地下。以前建1 ~ 2層的地下室，即使在大城市也不常見，在中等城市就更少見了。現在大城市和沿海地區，特別是特區，地下3 ~ 4層很常見，5 ~ 6層也有。所以基坑深度多在10 ~ 16m之間，20m左右的也不少。
(2)工程地質條件越來越差。這在壹些沿海經濟開發區更為突出。
(3)基坑周邊環境復雜。重要高層、超高層建築集中在人口密集、建築密集的地方，且靠近重要市政道路。這裏原有的建築結構已經過時，地上地下管線密布。因此，基坑開挖既要保證基坑本身的穩定，又要保證周圍的建築物、構築物不被破壞。
(4)基坑支護方式多種多樣。如人工挖孔樁、預制樁、深層攪拌樁、鋼板樁、地下連續墻、內支撐、各種樁、板、墻、管、帶錨桿支撐的組合支撐，此外還有錨釘墻等。
(5)基坑工程成功率低。基坑支護壹旦失效，往往會導致相鄰房屋、地下管線、道路出現裂縫，引發工程糾紛甚至嚴重破壞，造成重大經濟損失和人員傷亡。
3.深基坑工程事故分析
由於深基坑工程的上述特點，深基坑支護已成為最棘手的工程問題。通過對工程事故的調查分析，對原因提出以下看法:
3.1設計方案錯誤
(1)方案選擇錯誤。這類工程事故多。例如，濟南某大廈位於繁華市區，地上23層，地下3層，基坑深12m。場地狹窄，東、南、北三面都靠近建築。建設單位建議采用樁錨支護體系，樁錨支護體系采用大直徑灌註樁，樁頂采用土錨和混凝土圈梁。部分采用φ800懸臂灌註樁，部分采用φ150鋼管懸臂樁，部分放坡方案費用40萬。結果根據建設單位方案，西側采用1∶0.3放坡，在東、南、西北三個方向澆築57根φ800 C30懸臂灌註樁，樁長65438。入坑底為6m。北面φ150鋼管懸臂樁7根，@1000，樁長15m，懸臂12m，入坑底3m。結果樁斷了好幾次，塌方很猛，都是瞬間發生的。* *造成坑內土方堆積3000m3，斷樁23根。基坑支護壹定要重視，絕對不能為了節約成本隨便做壹個方案。經過分析，建設單位提出的原方案還是可行的。施工單位隨意制定計劃，行為不科學，造成投資浪費，延誤工期，欲速則不達。
(2)實施計劃與設計計劃不壹致。
(3)止水帷幕強度不當。如南京交通銀行大廈地上28層，地下室1層，基坑深度6.7m設計方案為:支撐？800懸臂灌註樁，@1000，樁長14m，樁頂設800×500mm圈梁，樁嵌入坑底8.8m；防水降水:在排樁後設置高壓旋噴混凝土，形成止水帷幕。基坑東側長42m，距離房屋約15m。邊坡開挖采用1∶1。坑內設三口管井，深度為20m，作為降水井。實施方案為:基坑加深0.7m至7.4m，樁長改為13m，樁因場地限制埋入坑底5.6m，坡面改為1: 0.3 ~ 0.5。為了加快進度，樁頂圈梁在施工前就開始挖，壹次挖到設計標高。基坑開挖後，東南角樁間出現大量湧泥流沙，支護結構向基坑內側偏移20cm以上。打樁後形成5 ~ 10 cm的地裂縫，斜坡區失穩滑移，降水井失效，使東南側的和平電影院開裂破壞嚴重，被迫停止拆遷。北側湖南路路面開裂，被迫采用土錨加固，造成直接經濟損失1萬余元。可見，未按原設計方案施工，未能在灌註樁和噴射混凝土之間形成防水帷幕，是基坑事故的主要原因。
3.2設計計算誤差
(1)螺栓計算錯誤。如石家莊某高層建築，建築面積65438+萬平方米，地上28層，地下4層，基坑深度20.5.5m，東西長120m，南北寬100m。基坑采用φ600灌註樁，@ 1000，樁長20m，混凝土強度5m。130錨桿:第壹根錨桿長度為15.5m，@ 2000；第二根錨桿長20m，@ 1500；第三根錨桿長度為18m，@1000。槽鋼與擋土樁相結合。1993年9月12日，西坑底部墊層施工完畢後，施工管理人員發現基坑西部圍護樁之間有碎土掉落，有滲水現象。頂部的磚墻向外傾斜，頂部的地面出現了裂縫。9月65438日。部分錨定螺母松動。施工人員焊接槽鋼並擰緊螺母。坑頂部分開挖並卸載。9月16日下午5點左右，基坑西側、南側約50m的擋土墻結構迅速坍塌，斷裂鋼筋混凝土樁48根。塌陷邊緣距坑邊約13m。擋土墻樁分為三段，斷裂點分別在第二層和第三層錨，第壹層錨從土中取出。經分析計算，第壹錨的錨固長度為25.6~30m，第二錨的錨固長度為22 ~ 25m。可以看出，坍塌的主要原因是設計中的完全拔出、第二層和第三層錨的錨頭拔出、腰梁扭轉。通過分析計算，第壹根錨桿的錨固長度需要為25.6~30m，第二根錨桿的錨固長度需要為22 ~ 25m。可見，坍塌的主要原因是設計和計算錯誤造成的。
(2)支護樁的埋深不夠。上海某工程基坑支護采用深層水泥攪拌樁。基坑開挖深度5 ~ 7m，樁長12m，埋深5m。開挖5m時沒有發生事故，開挖7m時發生管湧、湧砂、湧水。由於大量沙子的出現，支撐結構最終倒塌。僅加固投資就增加了30萬元(原支護費用)
(3)安全系數小。很多基坑設計中，為了單純追求造價，忽略了很多因素，使得工程的安全系數很小。如遇下雨或坑邊少量意外堆載，基坑將失穩。
3.3未進行穩定性驗算
從許多工程事故中可以看出，僅僅設計基坑支護或選擇方案是不夠的，還要進行穩定性驗算，以保證基坑的整體和局部穩定，特別是在軟土地區。
3.4施工管理中的問題
(1)嚴重超挖，未遵循分層、分段開挖的原則；(2)坑邊堆積過多；(3)管理混亂。
4.建議和對策
4.1堅持分層、分段開挖和支護的原則。
壹般情況下，邊坡破壞有壹個從局部開始，逐漸擴大的過程。第壹，局部失敗是突破口。當某壹部位的土體應力達到或超過其強度時，突破點開始破壞，引起周圍土體力學性質的變化和相鄰部位應力的升值，從而擴大破壞面。隨著城市高層建築的發展，基坑深度日益增加。坡度越來越陡(壹般80 ~ 90)。目前邊坡穩定性的各種理論計算模型都是在60°左右建立的，與陡坡的初始應力狀態相差很大。邊坡開挖後，原有天然土體的三維應力狀態被破壞，在開挖面附近產生壹個高能區。壹部分能量轉移到周圍的土壤中，壹部分成為使土壤變形的動力。對於斜坡來說，幾乎是垂直的。積累的能量非常大，可能成為失敗的突破點，導致崩潰。因此，施工中必須控制開挖面的長度和深度，進行快速支護，使支護盡快發揮作用，達到控制和消除破壞突破點的目的。分層分段開挖支護有利於邊坡能量的釋放。前期開挖區間的部分能量通過錨體傳遞到土層更深處。由於建築面板的影響，其壹部分留在斜坡的淺部。下壹層開挖後，被後面的開挖段吸收釋放。因此，分層分段開挖支護的施工方法也是壹個能量釋放的過程，最終將總的開挖能量留在邊坡上，有利於整個斷層面的穩定。
邊坡層的開挖尺寸應作為設計的壹個重要部分。通過對土體力學性質、地下水和邊坡附加荷載分布的分析，預測可能的突破點位置，這是分層的重要依據。以此為基礎，繪制各邊坡層的開挖圖作為施工依據，並在施工中根據具體情況進行調整。
4.2信息反饋是基坑施工的重要組成部分。
所謂施工過程中的信息反饋，基本上是指兩個方面:壹是指邊坡開挖過程中暴露的地質構造、地下水分布變化和未知地下建築物的信息反饋；二是指施工過程中邊坡位移和應力監測的信息反饋。其中，施工期側向位移的原因有以下幾點:(1)土力學的模糊性:土的層狀結構多變，影響因素多，物理力學性質離散性大。它的結構計算原理和各種參數都是模糊的，不可能壹次性計算出來。(2)外力作用下的變形。(3)施工階段的不穩定性。
4.3支撐結構的創新
(1)從結構應力改變結構形式。閉合拱圈擋土和連拱基坑支護都是將平面結構變為空間支護結構。利用拱架，壹方面減小土對樁的側壓力，另壹方面將結構彎成拱圈受壓，充分發揮混凝土的受壓特性，降低工程造價。
(2)改變施工方法。樁墻壹體化地下室逆作法是將基坑支護樁與地下室墻體結合，利用地下室的梁板作為支撐，從地下室頂部開始施工，同時施工地下室外墻。它的優點是節省投資，在地下水豐富且不易降低水位的地區仍需要防水帷幕。
(3)開發新的支持方法。近年來，噴錨網支護和錨釘墻支護已在工程中得到應用，並顯示出顯著的經濟效益。它們不需要樁、板、管、撐，完全摒棄傳統方法及其被動支護理念，從而保持、顯著提高並最大限度地利用基坑側壁土體的固有力學強度，將土體荷載變為支護結構體系的壹部分。他們積極支持土壤。工期壹般比傳統方法縮短30 ~ 60天，工程造價降低10% ~ 30%。支護最大豎向坑深18m，建築淤泥基坑深度10m。
4.4進壹步研究基坑支護理論
可見，隨著國民經濟的快速發展和城市現代化的進程，基坑工程的可靠性已成為高層建築急需解決的問題。因此，工程實踐迫切需要進壹步探索基坑支護的方法和計算理論，特別是新型支護方法的計算理論。如噴錨網支護法、錨釘墻法等。
4.5探討基坑擋土墻應急救援技術。
如上所述，基坑工程失敗率高。因此，結合施工過程的監測和信息反饋技術，探討基坑護壁應急救援技術是非常必要的。目前發現基坑護壁無效，采取的方法是停止開挖或回填土方，效果不大。因此，在設計支撐或確定施工方案時，必須考慮基坑護壁的應急措施。比如基坑帷幕漏水的化學灌漿搶險技術，簡單經濟。快速有效，是目前基坑漏水、湧砂的最佳應急措施。
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