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1 高层建筑深基坑工程的特点
1.1 施工条件越来越差
在市区高层、超高层的建筑多而集中，这些地区的建筑不仅密度大，且人口密集，更是交通拥堵，给深基坑施工场地带来了诸多不便。
1.2 施工难度越来越大
在充足地利用基地面积时，同时也要节约土地，地下建筑物的占地面积一般为总面积的90%，紧靠邻近建筑。地下基坑的开挖深度越来越深。基坑工程还在向大面积方向发展，有的长度和宽度达百余米。
1.3 对周围环境的影响越来越严重
基坑工程包括挡土、支护、防水、降水、挖土等许多紧密联系的环节，其中任一环节失效都可能导致基坑周围发生环境问题。特别是在软土、高水位等复杂条件下开挖基坑，很容易产生土体滑移、基坑失稳、桩体变位、坑底隆起、支挡结构严重漏水、流土等病害。这些事故的发生率一般约占工程总数的20%，有的地方甚至高达30%，对周边建筑、管线的安全造成很大威胁，并造成严重的环境问题。
2 深基坑工程中的典型环境事故
深基坑开挖中造成环境事故的方面主要有:基坑降水造成的地面沉降、建筑物的差异沉降、断桩、坑壁土流动和坑底隆起而导致的基坑地面沉降、支护结构整体倒塌、支护结构整体滑动失稳发生“塌脚”、支护结构大变形及土钉墙滑塌等。
3 深基坑开挖中环境事故的防治
目前，对基坑周围的环境保护，已积累了许多经验，如选用刚度大的围护结构，进行基坑内外的地基加固，以提高土体抗变形能力，对基坑近旁的建筑物和构筑物进行基础加固或地基处理，在基坑及建筑物之间设置隔断桩或隔断墙以及注浆保护等。尽管对基坑周围环境的保护方法千差万别，但根据其作用的机理来看不外乎以下 3 大类:①减小基坑开挖的影响;②提高周围环境的抗变形能力;③切断影响途径。
3.1 深基坑本身加固法
1)施工中采取的主要变形控制技术。为考虑时空效应的支撑与开挖技术，制定适宜的基坑开挖与支撑施工参数。
2) 连续墙墙趾注浆，控制连续墙垂直沉降。连续墙顶部做一道现浇钢筋混凝土圈梁，通过圈梁将单幅连续墙连接为一个整体。
3) 加强深基坑围护结构的强度和刚度。
4) 对基坑内被动区土体进行加固处理，如被动区注浆加固、用格栅形水泥搅拌桩加固等。
5)深基坑采用逆作法施工。逆作法施工时墙体变位、地表沉降约为明挖法的 0%。
3.2 深基坑周围建筑物加固法
3.2.1 直注浆加固建筑物地基
对地基注入适当的注浆材料，通过填实孔隙加固土体，以控制由施工引起的土体松散、坍塌及地基变形和不均匀沉降，从而使地面建筑物免遭破坏。注浆法宜用于保护独立或条形基础的多层建筑，将独立基础或条形基础用现浇的钢筋混凝土底板连成筏式基础，基底留有压浆孔，在基坑开挖过程中，根据建筑物倾斜和沉降的监测值，以适量的压力和流量向底板下及时进行双液分层快凝注浆，以调整不均匀沉降。
3.2.2 基础托换法
对建筑物基础用钻孔灌注桩、树根桩或锚杆静压桩进行加固，将建筑物荷载传至深处刚度较大的地层，以减少基础沉降幅度。
3.2.3 建筑物本身加固
对建筑物本身进行加固，加强其结构刚度，以适应由地表沉降引起的变形。
3.3 切断影响途径法
所谓切断影响途径法，主要有循迹补偿法和隔断法两种方法。
3.3.1 循迹补偿法
一般基坑近旁建筑物和构筑物的保护中，多采用前述基坑本身加固保护法和周围建筑物加固保护法。这两种方法虽可达到保护目的，但造价很高且施工工期较长，尤其是基坑内的地基加固方法工期很长，直接影响整个基坑的施工安排。循迹补偿法就是利用围护结构变形和建筑物位置处相应变形的时间差，在基坑变形传递到建筑物前将由于围护结构变形造成的土体损失，通过注浆补充进去，从而有效地减小周围地层位移，达到保护周边环境的目的。与前述两类方法相比，既可达到保护目的，又可节省资金，缩短工期循迹补偿法施工多采用塑料阀管注浆，注浆管在施工开挖前预先埋置，再根据基坑内的施工阶段进行注浆。每层注浆位置位于该层支撑点以上 1.2m，随基坑开挖深度加大，注浆位置也逐渐下移。一般注浆施工根据设计注浆量及提升速度等进行。循迹补偿法与要保护建筑物的形式、基坑与建筑物的相对位置有关，一般在基坑与所要保护的建筑物之间布置 1 排(也可2 排)，距基坑围护结构 2 ～ 3m，孔距根据支撑情况调整，一般为 2 ～4m。布孔范围为建筑物两侧各 10m 左右的区域，即基坑开挖影响显著区域。每层注浆为该层支撑到上层支撑之间的深度，对最下道支撑下面土体开挖后注浆与否，可根据受保护建筑物的等级及开挖土体的深度大小决定(见图 1)。
3.3.2 隔断法
在进行基坑施工时，应于施工面与附近建筑物(或构筑物)间设置隔断墙，以减少土体的水平位移与沉降量，避免因工程施工导致建筑物(或构筑物)破坏。隔断墙墙体可由钢板桩、地下连续墙、树根桩、深层搅拌桩和对地层进行注浆加固等构成，承受由基坑工程施工引起的侧向土压力和由地基差异沉降产生的负摩阻力，减少靠建筑物一侧的土体变形（见图2）
3.4 综合法
综合法就是根据各深基坑的具体情况及监测信息反馈，综合运用上述三种方法。需要指出的是，目前趋向于将深基坑开挖的环境保护分为消极保护法和积极保护法。消极保护法就是事先对基坑内满堂加固或加密集支撑等，达到很高的安全度后再开挖，以此来保护环境。这种保护方法优点在于安全度高，对施工监控水平要求相对较低，但工期长、代价大。而积极保护法是在设计基坑支护结构并准确预测基坑周围地层位移的基础上，以精心施工和监控来保护基坑及其周围环境的安全，虽对设计和施工水平要求较高，但和消极保护法相比，可大量节省工程造价并缩短工期。
参考文献:
［1］ 唐业清，李启民.崔江余.基础工程事故分析与处理［M］.北京:中国建筑工业出版社，1999.
［2］ 曾宪明，林润德.易平基坑与边坡事故警示录［M］.北京:中国建筑工业出版社，1999.
［3］ 赵锡宏，陈志明，胡中雄.等高层建筑深基坑围护工程实践与分析［M］.上海:同济大学出版社，199 .
注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文
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发表于 2020-6-14 20:57:00
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