浅谈深基坑工程质量控制
摘要：随着我国经济水平和城市建设的迅速发展，地下空间的开发和利用日显重要，由此而兴建了许多大型地下设施。随着深基坑工程规模和深度的不断加大，其工程风险也越来越高，出现的问题也越来越多。因此，基坑支护设计、施工及质量控制引起了各方的广泛重视。
关键词：基坑;方案;施工;质量;事故及控制
1基坑工程的复杂性
(1)基坑围护体系的作用就是起到挡土和地下室在无水条件下施工，保证基坑相邻建筑物和地下管线的安全及正常使用。保证能限制周围土体的变形，使其不会对相邻建筑物、构筑物和地下管线以及主体结构基础产生损害;保证基坑四周边坡的稳定性，满足地下室有足够空间的要求;保证土方开挖、地下室施工、基坑周围地面沉降和水平位移控制在容许范围内;保证围护体系通过截水、降水、排水等措施，使基坑工程施工作业面在地下水位以上;由于多数基坑围护体系是临时结构，安全系数较小，具有较大的风险性，因此施工中必须有监测、有应急措施，一旦出现险情，及时抢救。目前常用的支护形式有锚杆网喷、水泥搅拌桩、排桩加水泥搅拌桩、咬合桩、地下连续墙、钢板桩、SMW工法等，但多数要有钢筋混凝土或钢管支撑配合形成支护体系。
(2)基坑工程具有很强的区域性，如软粘土地基，黄土地基等，不同的工程地质和水文地质条件，选择的参数也不同，不同的区域基坑工程差异却很大;不仅与工程地质和水文地质条件有关，还与基坑相邻建筑物、构筑物、市政地下管线位置有关，对围护结构允许变形等规定统一标准是比较困难的，因此不同的区域选择应有不同的基坑围护体系
(3)基坑工程综合性强、管理(监理)人员不仅需要岩土工程知识，也要有结构工程知识，基坑围护结构不仅要承受土压力和水压力，还要承受地面动载、堆载和邻近建筑物、构筑物带来的附加荷载。基坑的深度和平面大小、形状对基坑围护体系的稳定性、强度和变形性有较大的影响，这就是深基坑具有较强的时空效应。
(4)基坑工程是系统工程，基坑工程包括围护体系设计、施工和土方开挖。其中土方开挖的施工组织是否合理对围护体系是否成功产生重要影响，不合理的土方开挖方式、步骤和速度可能导致主体结构桩基变位，围护结构过大的变形，甚至引起围护体系失稳，导致破坏，因此在施工过程中必须加强监测，力求实行信息化施工。
(5)基坑工程的环境效应，基坑开挖势必引起周围地基中地下水的变化和压力场的改变，导致周围地基土体的变形，对相邻建筑物、构筑物及地下管线产生影响，严重时危及到安全和使用，与此同时，大量土方运输对交通也产生影响，因此基坑工程的环境效应应给予重视。
2深基坑的分类、要求与分级
基坑开挖和施工方法可无支护开挖与支护开挖方法。
有支护的基坑工程一般包括以下内容：围护结构、支撑体系、土方开挖、地基加固、现场监测和环境保护工程。
(1)基坑支护结构应采用以分项系数表示的极限状态设计表达式进行设计，分为下列两类：①承载能力极限状态：对应于支护结构达到最大承载能力或土体失稳，过大的变形导致支护结构或基坑周边环境破坏;②正常使用极限状态：对应于支护结构的变形已防碍地下结构施工或影响基坑周边环境的正常使用功能。
(2)基坑工程设计基本技术要求包括：①安全可行性：确保基坑工程的安全以及周围环境的安全;②经济合理性：从工期、材料、设备、人工及环境保护等多方面综合研究，经济合理;③施工便利性和工期保证性：最大限度的满足便利施工和缩短工期的要求。
3重视设计方案，必要时对设计方案进行复算
选择经济、合理、安全可靠的支护方案是基坑工程成败的重要一步。基坑支护方案设计要根据极限状态的设计要求、安全等级、地层分布、水源分布、周边环境等因素综合考虑，计算的主要内容包括以下几点：
(1)基坑支护形式及其受力特点进行土体稳定性计算。
(2)支护结构的受压、受弯、受剪承载力的计算。
(3)水平位移和地基沉降不超过允许值。
(4)当有锚杆或支撑时，应对其进行承载力计算和稳定性验算。
(5)地下水位控制验算;抗渗透稳定性验算、基坑底突涌稳定性验算。
(6)基坑支护结构质量检测及施工监测的要求。
基坑支护设计方案完成后，要会请专家对方案进行评审。
基坑施工前要会请专家对施工组织、土方开挖方案、支护监测方案、降水方案及突发事件的应急方案进行审查。
施工过程中如发现地层分布、水源分布、现状发生改变时，应及时将情况反馈勘察、设计单位及时进行调整。
4基坑施工中常出现的事故及控制措施
(1)不同区域具有不同围护结构形式，其破坏形式也有差异。渗流可能引起流土、突涌造成地面、建筑物、地下管线沉降等破坏;围护结构变形够大、边坡失稳造成周围建筑物及地下管线破坏事故;围护结构破坏造成墙体折断、整体失稳和坍塌事故;基坑隆起、踢脚破坏、管涌等也能造成基坑失稳等质量、安全事故。
施工过程中一旦出现突发事件应立即停止或暂缓施工，采取有效措施进行补救防止人员和险情进一步扩大，同时加大监测、观察、巡视频率，做好记录。
(2)造成事故的原因很多，主要有：1勘察设计失误有勘察结果出现偏差、围护结构选型失误、设计参数取值安全储备不够、设计错误等;2支护施工原因有对深基坑施工缺乏经验、未严格按设计要求和规范施工、擅自更改设计参数、选用的施工工艺错误等;3土方开挖方案不正确，未能做到先撑后挖、分层分段对称开挖、严重超挖;发生异常情况时，未能及时停挖，并查明原因和采取措施;开挖至坑底标高后未能及时进行基础施工，使坑底暴露时间够长。地下结构施工完成后未及时进行回土夯实;4水处理不当，特别是高地下水位、砂质土地基，由于止水、截水、降水、排水不当或失效，造成周围地面、建筑物、管网等沉陷、变形、开裂、影响到临近房屋的基础安全;5其它方面：盲目降低造价、围护结构简易、安全系数小、施工质量低劣。没有相应的监测系统和监测装置、没有监测方案或方案错误、工程监测布点不合理或太少、监测系数失灵等，没有做到信息化施工。
(3)常见的事故类型与控制措施。
1)围护结构水平位移过大：首先应采取坡顶卸载的办法，如在桩后适当挖土卸载或人工降水;坑内桩前堆筑 砂石袋;或增设钢内撑或增加混凝土垫层等方法来增大被动土压力。
2)边坡失稳：基坑开挖后，边坡土体中剪应力大于土体剪力强度，则边坡就会滑动失稳，当出现苗头时应尽快降低坑外地下水位，进行坡顶卸载，加强未滑区段的监测和保护，其次在坡脚堆筑砂石袋，或在未滑部位施打钢板桩、钢管、木桩等以挡土，并尽快灌注封底混凝土。
3)基底隆起：基底土方开挖后，等于地基卸载，被动土体压力加大、或者抽水、地下水位降低过快等，这时地基土体将产生竖向变形形成隆起。可采取坑外卸载;坑内加重如堆放沙石材料;坑内用快凝压力注浆或高压旋喷对土体进行加固;或坑内、坑外周围深层降水降压。
4)渗流破坏：渗流破坏现象是在地下水动水压力作用下而引起的。①当发生渗流时可采取草包、沙袋封堵或视情况进行坑内引流降低水头压力;严重时在坑外增加化学灌浆或旋喷加强止水帷幕;必要时采取坑外降水。②因围护结构间距过大，产生流砂、流土，引起地面沉降，应立即停止土方开挖，采取补桩或在桩间加挡土板封堵。③当出现流沙或管涌时应立即停止挖土必要时进行回填：其一，可采用坑外管井等各类井点降水，降低坑内外地下水位;其二，坑外进行化学灌浆或回填，坑内壁用草包沙袋封堵并倒挂钢筋混凝体;其三，在条件允许时，可适当积累基坑内水，保留一定的水深，减小坑内外的水头差，以达到减小地下水力坡度，并在基坑四周增设止水帷幕;其四，在条件许可时，可采用冻结法，使基坑周围一定范围内土体冻结，封冻地下水流动。
5)坑底突涌：由于基坑开挖减小承压含水层上被覆不透水层厚度，致使含水层上覆盖被顶裂或冲毁，基坑底板地下水大量进入基坑，产生突涌现象。突涌不仅给基坑施工带来困难，也降低了地基的强度，危及支护结构的安全。应停止坑内抽水，采取降低承压水头同时，设法采取快凝压力注浆或灌注快凝混凝土堵注涌口。在基坑支护结构设计前要审查地下承压水头，同时止水帷幕墙要进入不透水层，以防止突涌的出现。
6)周围地面沉降：基坑施工引起周围地面沉降也是常出现的问题，它危害性也很大，可造成基坑临近的建筑出现不均匀沉降，结构裂缝甚至倒塌，地下管网断裂，道路坑陷破坏等，其主要原因为基坑外地下水降水过快，或坑内流沙、管涌、围护结构倾斜变形引起的。如上述原因引起的地面沉降采取措施外，应对坑外进行地基加固;或停止坑外降水，进行回灌;对围护结构进行加固。
7)由于工程监测没有做到信息化施工，如监测不到位或监测数据发生错误导致事故的发生。
5 结束语
深基坑工程是一个系统工程，各参与单位要对相邻建(构)物、道路、地下管线等设施的现状、地质水文分布及相邻工程的施工情况进行调查并留调查资料。要从勘察、设计、施工、监理各方把好每一关，要有周密的、详细的设计方案、施工方案、土方开挖方案、降水方案和监测方案。施工单位要严格按照各个方案和规范进行施工;要针对可能出现的风险制定相对应的应急措施方案，配足抢险材料，监测单位要加强监测，及时提供正确、有效的监测数据，同时各单位要相互密切配合，出现问题要及时处理，确保基坑工程安全完工。
