市政工程深基坑施工问题与对策

目前我国市政深基坑开挖主要有支护开挖和放坡开挖两种方式，支护开挖主要用于建设面积有限的城市中心区域，放坡开挖主要用于建设面积广阔的城市郊区区域。由于我国城市化进程的不断发展，市政深基坑工程受到周围建筑环境、地下管线等影响，支护开挖较为常见。深基坑支护开挖主要由围护体系、支撑结构、加固体系和检测体系等组成。深基坑工程施工主要包括土方开挖和围护设计两大部分，土方开挖与围护体系是相互影响的。土方开挖的组织施工直接影响着支护体系是否起作用。通常不合理的开挖方式、开挖速度、开挖顺序及支护方式都会引起基坑的坍塌、滑动而破坏。如2004年新加坡地铁事故中围檩支护面积设计有误，直接导致支护体系瞬间失效，基坑整体坍塌，因此对基坑工程的组织和施工要特别重视。采用开挖方式施工的深基坑主要有如下特点:
1)基坑工程施工空间狭窄，施工工期长，各部分工作相互影响，特别是施工荷载和降雨等，都会引起基坑支护体系的变形和位移、直接影响着整个工程的质量安全。
2)深基坑支护体系多种多样，要根据实际工程情况采取相应的支护措施。
3)随着地下空间的大开发，深基坑工程越来越向大深度方向发展。
4)市政基坑工程周围环境复杂，基坑的不均匀沉降和位移都会造成周围基础设施和建筑的损坏。
5)基坑开挖长度和面积向更大方向发展，使基坑的支护体系面临严峻挑战。
市政深基坑工程施工中存在的问题与对策
信息化施工不完善
深基坑的施工是随时间由量到质的变化过程，即深基坑的变形与时间相关，是缓慢进行的，实质就是应变的积累与应力的释放过程。目前我国深基坑施工过程中依然以工程经验为主，监测数据为辅的方式进行施工，对施工工程出现的问题并不能做出合理的解释，对工程中细微的变化不能察觉，不能实时把握工程的整体状况。其次，及时监测数据完善，但技术人员能力有限，对监测参数变化未做出合理解释。针对以上状况，深基坑施工过程中应采取较为严格的监测管理方案，对监测数据出现大幅度变化情况，应立即组织相关专家进行分析，避免事故的发生。如新加坡地铁事故、上海明珠车站深基坑工程事故都是由于施工过程中未对监测数据作出解释而导致巨大经济损失。
强化基坑加固设计
深基坑工程整体较为复杂，设计方采用较为保守的设计参数进行设计，造成不必要的资源浪费。同时支护体系中的土体参数是随深度和时间变化的，与设计方和勘察方给予的单一参数有很大区别，设计参数的不合理会直接影响整个工程的质量安全。为此，施工中应加强基坑施工过程中的监测，根据监测数据随时观察设计参数是否合理。若施工中土体参数与设计中的建议参数相差过大，应及时上报。设计方根据实际监测资料，采用有限分析软件重新分析，得到较为合理的施工设计参数，并对前期参数不合理做出合理解释。
预警系统不健全
深基坑工程事故的发生很多与险情预报不准和监测不力有关。深基坑施工过程中应建立健全施工容许位移监测预警系统和施工位移速率监测预警系统。施工容许位移监测预警系统可根据设计容许位移值和工程经验采取小于容许位移值的经验容许位移警报值。对于施工位移速率监测预警系统，由于深基坑具有时空效应，不可能采用统一的位移速率变化值。为此就某一地区而言可采用“工程类比法”，可根据经验和借鉴已有规范确定基坑支护结构的容许位移值和位移变化速率。
特殊工法的运用
深基坑围护结构施工有SMW，TＲD等方法，其中SMW工法是采用水泥悬浊液与土体相互混合后形成有一定强度和止水功能的围护体系。相比TＲD工法，该方法可大幅度降低建设成本，在一定条件下可以满足工程设计要求。但运用该工法要注意工程的地质条件。工程实践表明，SMW工法作为深基坑围护与加固手段较常规的水泥搅拌桩的加固效果有明显的提高。冻结法施工一般常用于事故抢修，冻结法施工主要有直接冷冻法和间接冷冻两种方法。间接冷冻法成本较低，广泛应用于冻土量大、结构较为稳定及工期较长的工程中。而深基坑工程常采用直接冷冻法，该工法具有冷冻效果好、冻结速度快、冻结后周围土层温度较低等特点，缺点是成本较高，应结合具体情况合理采用。直接冷冻法可使围护体系土体的强度和刚度暂时增大，从而保证支护体系满足变形控制要求和深基坑的质量安全。另一方面，在特定地区要注意施工后冻胀和冻融对结构稳定性的影响。
本文结合我国深基坑建设现状、深基坑支护结构计算方法、变形控制及破坏模式等，对市政工程深基坑施工中存在的问题进行简要的分析，并针对目前所面临的问题提出了解决方案。具体为:
1)完善施工信息化，监测数据出现大幅度变化情况，应立即组织相关专家进行分析，避免事故的发生。
2)强化深基坑加固设计，注意深基坑工程的施工效应，采用有限元分析软件、工程类比法等综合确定岩土体参数。
3)建立健全施工容许位移监测预警系统和施工位移速率监测预警系统。
4)在特定地区要注意施工后冻胀和冻融对结构稳定性的影响。
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