摘要:基坑支护是现阶段发生事故比率较高的工程部分,在保障经济性的同时,更要加强安全性,为工程的顺利进行提供支持。 

关键词:基坑支护;方案比选;事故分析 
  在大部分的建筑工程施工过程中,基坑支护只是一项临时措施,建筑的地下部分完成之后,基坑支护不再起作用(逆作法除外)。因此,许多人对基坑支护的重要性认识不足:投资方希望节约成本,尽量减少基坑支护的投入;设计方屈从建设单位的意图,在对现场地质了解不深的情况下,片面地进行经济设计;施工方为了追求利润不照规范和设计施工,或怕变更设计手续麻烦,面对变化的地质条件径自作业。凡此种种,导致了基坑支护的安全储备不足,事故频发。 
  在东南沿海某省会城市一家大型国有房地产企业近期建设的三十多项经济适用房的工程中,曾在一个很短的时期内,连续发生多起基坑支护事故。严重的因基坑支护失效导致边坡垮塌,冲毁数十根工程桩,不但造成该部分桩基重新施工,地下室未完工部分重新设计,还延误工期一年多,经济损失颇大;较轻的因过坡位移量偏大,引发周边居民的不安情绪,阻扰施工。客观分析原因,施工方固然难辞其咎,而在建设方一味省钱的指导思想下,部分设计过于冒险的问题也是很明显的。 
  由此可见,基坑支护的安全储备不足,所造成的损失可能很大,这不单是经济损失,也包含社会效应。尤其现在的开发项目,越来越多的位于人口密集区、城市道路边,如果发生事故,很可能殃及周边。而从现阶段的情况来看,建筑工程基坑支护的事故比率相较主体结构的概率明显偏高。所以,对于基坑支护的安全性有必要加强认识,合理选型。 
  一、基坑支护的功能 
  新版《建筑基坑支护技术规程》(JGJ 120-2012)相较于99版的规程有了很多的改进,内容详细了不少,标准也有提高,这对于工程实践是很有帮助的。 
  举例而言,2012版规程叙述了水平荷载应考虑的5点因素,其中就包括了基坑周边施工材料和设备荷载及道路车辆荷载,这在99版规范中是没有的。实际上,大家都知道基坑边一定范围内是严禁超量堆载的,但这个范围和堆载限值是多少并没有统一规定,应该由设计确定。有些设计就笼统的设定基坑边1米或1.5米内不得堆土,超过这个范围的堆载值是多少就没有说明,这对于工程应用非常不利。 
  现在的城市建设场地多数都比较狭小,基坑开挖之后预留的场地不足,各种堆料和临时设施无处摆放,地下建筑的施工过程中转料也常常要短时堆放在基坑边,重载车辆行经基坑边的情况更是无法避免。所以,设计必须充分考虑到基坑边一定范围内的场地使用功能,并给定合理的荷载限值。 
  比如覆土厚度在2.5m时,550KN汽车的等效荷载为11.4KN/,再考虑土体扩散角30?,混凝土扩散角45?,结合设计给出载重车距基坑边的安全距离。 
  二、基坑支护的选型 
  一些建设人员片面地从经济角度出发,总觉得基坑支护是浪费,希望越省越好,甚至下达指标,违反科学合理的原则,这是造成大量事故的重要原因之一。 
  根据秦四清提出的支护方案选择顺序是:放坡开挖→喷锚网→悬臂桩排、水泥土挡墙→排桩+锚杆、双排桩、排桩+内支撑→地下连续墙。在这个推荐中,喷锚网是有支护的第一优选,加上土钉墙加喷锚网的经济性和方便性,这种方案被大量采用。但在福州这样的海相沉积层为主的软土地区,开挖深度超过5m是禁止采用土钉墙、喷锚支护、水泥土墙、悬臂式支护等方案的。 
  以实际工程为例,平战结合地下一层建筑结构的挖深一般接近5m,但由于大型项目的场地高程变化、局部桩基承台开挖、电梯间设备间的加深都可能使实际挖深超过5m。如果不结合现场,就会偏离现实,引发事故。 
  可是土钉墙加喷锚网的基坑支护方式仍成为很多项目的首选,而发生事故的案例中,这种支护的比率也是最高的。土钉墙支护虽然经济性较好,但它高度依赖土体本身的拉固能力,如果对地质的认识不清,或因为勘测不明、施工扰动、气象水文等原因的变化都可能造成拉固力不足。所以基坑支护的选择应该结合多方面的因素进行,有必要时可应用不确定层次分析法进行比对优选,而不是预先设定单一的方案。 
  三、基坑支护的安全系数、使用时限 
  2012版规程明确规定基坑支护的设计使用期限不应小于一年,早前许多设计设定的基坑支护使用期限远远短于一年。强调加长使用时限是有实际意义的。由于地质条件的复杂性、经济因素、设计变更等多方面的原因,地下结构的施工未必能在短期内完成,过程中地质水文的变化可能与设计所依赖的勘探资料不符,如果没有足够的安全系数,势必影响基坑支护的可靠性。 
  四、加强设计选型 
  根据唐业清的基坑事故因素统计分析,基坑事故中设计原因占比为46%,施工原因占比41.5%,曾宪明的统计分析中设计原因的比率稍小,占40%。设计不良成为基坑事故的主要原因。 
  1、设计人员对现场了解不清。施工场地不会是一马平川,有的场地较大,高差变化足以影响基坑安全系数一个等级,设计人员按统一的高程取值设计,其结果不是浪费就是不安全。 
  2、基坑开挖后没有到现场实地复核。设计人员至少应该在基坑初开挖、开挖中遇到地质较大变化时、开挖完验槽时的几个节点到现场复核,以保证设计与资料符合。曾有一个项目,如果按设计的坡度开挖,基坑将可能挖到市政主干道上,这样明显的设计错误,并没有设计变更,施工单位则自行改变坡度。 
  3、设计方案单一。进行方案优选无疑会加大设计量,但这是全面权衡经济性和安全性的必要工作,甚至要有备选方案,以便遇到地质变化时作为应对措施使用。 
  4、设计与施工脱节。如土钉墙、喷锚网应用的是新奥法的原理,其支护能力与土地变形相关,土地只有产生一定量的变形才能发挥其作用,这与桩墙、挡墙的机理是不同的,其合理水平位移应该在50-100mm。因此对边坡位移的预警限定值也不相同,如果照搬其它支护方式的位移预警值,过分频繁地发出预警,造成施工人员麻痹心理,反而起不到应有的作用。 
  五、认真进行施工管理 
  可以说大部分基坑事故中,施工都有或多或少的责任,这是现阶段工程承包管理体制造成的。按图施工本身没有完全落实,如果设计再有缺陷,发生事故的概率就变得很大。仅举一例说明,使用钢板桩支护基坑完成后,将来可以拔出钢板桩重复利用,但存在着一定无法拔桩的机率,某个项目的承包商为了确保能够拔桩,不是按入土深度控制压桩,而是擅自按压桩力控制压桩,丝毫起不到支护作用。 
  在对发生的基坑事故进行分析时可以发现,越是施工技术难度低的项目,施工中不能保证质量的现象也越严重,如基坑坡度过陡、土钉墙喷射混凝土面层厚度不足、锚杆注浆压力充盈系数偏低。 
  此外,不应将基坑的监测仅仅作为支护预警,监测数值应该作为分析设计指标、评估方案合理性的一部分主动提供给设计和管理方,以便将来进行方案选择时有更多的参考依据。 
  六、结语 
  随着我国社会经济的发展,工程建设在经济性和安全性的平衡上应该更加倾向于保证安全性上,力争避免发生事故,在此基础上节约投资才是有意义。 
  参考文献: 
  [1]杨子胜.深基坑支护方案优选方法研究.太原理工大学.2005,4:23 
  [2]王永刚.深基坑支护结构优化设计方法研究及应用.中南大学.2009,4:4 
  [3]吴平春.软土地基深基坑支护结构计算方法及参数取值的研究.同济大学.2006,8:42-44.