【摘 要】 随着高层建筑和地下工程的大量兴建,深基坑支护设计与施工问题越来越突出，正确的设计和施工，对加快工程进度和保护周围环境能发挥重要作用，本文以近几年来的基坑事故与成功案例分析基坑设计与施工在基坑安全中的重要性。
随着旧城改造和新城建设步伐的加快，以及人们生活水平的提高，人类对自己生存的生态环境、自然景观也提出了更高的要求。为了充分利用土地资源，在建筑容量增大的同时，出现了众多超高层建筑，使基础不断加深，给基坑支护提出了更高的要求。
一、基坑围护的分类及适用范围
由于原理不同，支护形式分为支挡型和加固型。
(1)支挡型。可以分为悬臂式和斜梁内支撑方式。①排桩支挡结构可分为稀疏排桩、连续排桩、双排桩、组合式排桩(与挡板组合、与水泥土拱组合、与水泥土防渗墙组合)；②地下连续墙支护形式：可用于任何深度的基坑，同时可以作为主体结构的一部分，对周围环境影响小，对地层条件适应性强，对墙体长度可以任意调节。
(2)加固型。通过对基坑四周土体的加固，利用其自身重力挡墙原理，可满足主动土压力要求，其特点是造价低，施工方法简单。目前在本地区主要应用的支护形式有：①水泥搅拌桩加固法，施工时无环境污染(噪声、振动、污物排放)，造价低，防渗性能好；主要应用于软土地区；在桩体内按一定的间距插入型钢形成SWS工法的支护方式；②高压旋喷桩加固法，当场地地质条件差、土质松散、地下障碍物多时采用此法；其在地下水较丰富的地区也可以采用此法采取旋喷、定喷等方式进行隔水帷幕，解决由于降水所造成的环境问题；③注浆加固法。适用于土质松散，地下障碍物多的地质条件；一般应用在基坑边坡为杂填土或结构松散的砂卵石地层，主要方式为花管式注浆；④土钉加固法，其特点是：经济、可靠、施工快捷、应用范围广、施工方法灵活、施工时对环境干扰少、对场地土层的适应性强，施工方式主要为钻机成孔或人工洛阳铲成孔；唐山地区常用的支护方式主要为土钉墙、复合土钉墙、桩+锚支护形式
二、支护方案的选择与设计要求
基坑支护主要涉及到土力学中的强度和稳定问题，基坑支护方案的设计应根据工程实际情况进行方案的筛选和优选，选择的出发点是安全、经济。所有的方案，基坑支护设计必须是在确保基坑安全的前提下达到最大的经济效益。设计不仅要保证边坡的稳定，而且要满足变形控制的要求，以确保基坑周围建筑物、构筑物、管线、道路的安全。目前唐山地区深基坑支护采用的方法主要为土钉墙和护坡桩两大类。土钉墙支护最大特点就是经济造价低，施工方便，因此在边坡位移无特殊要求，基坑深度小于12米的地方广泛采用。采用护坡桩支护方式的最大优点是控制位移能力强，但投入大，成本高，施工复杂。
1、方案设计对场地工程地质及水文地质资料的要求
根据基坑支护勘察与设计规范的要求，勘察报告应包括:2.0~3倍基坑深度范围内各类岩土层的物理力学性质，主要是天然含水量，天然密度、饱和度、孔隙比、粘聚力、内摩擦角等物理力学性质指标，场地地下水埋藏条件等；在深厚软土区，勘察的深度和范围应适当扩大，基坑开挖过程中需对地下水进行控制时，应进行专门的水文地质勘察。
2、工程条件和周边环境
基坑在进行设计方案的谋划时，设计者应该掌握基坑开挖的几何尺寸或特征尺寸，地下管线分布情况（尺寸、埋深、距边壁的距离等），临近已建建筑物分布状况及相应基础形式；邻近市政公路等级，最大车载及其他特殊建筑、基坑开挖施工运输车辆行走路线、坡道口预留位置等情况；设计计算时对局部稳定、整体边坡稳定和坑底抗隆起稳定、边坡可能发生的变形，降水对周边环境的影响等情况，设计者应根据勘察报告结合现场实际情况加以分析，选择合理的支护结构形式和施工控制建议，并提出必要的防治措施。
3、确定拟建工程基坑的边壁破环模式
不同的介质、不同的工程环境及地下水条件，可产生不同的边坡破坏模式，不同的破坏模式决定不同的稳定分析方法和不同的支护参数设计，因此在方案设计前，须认真分析并确定相应的破坏模式，合理的选择支护方式。
4、工程使用周期与时限
一般由投资方根据拟建工程建设需要提出。工程使用周期与支护参数密切相关，工程使用周期愈长，支护参数一般应愈强，因而造价愈高，基坑边坡工程使用周期一般较短，为2-6个月，最长不宜超过12月。而岩土边坡保修期一般为较长，通常是永久的，这是基坑边坡与岩土边坡支护的重要区别之一，设计者应根据工程需要确定工程使用周期，在设计文件上应注明使用期限，这是很关键的问题，我们在进行基坑支护方案的专项论证中大部分设计者都忽略这一点。
5、基坑监测与检测
基坑监测根据国家规范《建筑基坑工程监测技术规范》（GB50497-2009）中有关规定“开挖深度大于等于5m或开挖深度小于5m但现场地质情况和周围环境较复杂的基坑工程以及其他需要监测的基坑工程应实施基坑工程监测” 、“基坑工程施工前，应由建设方委托具备相应资质的第三方对基坑工程实施现场监测。监测单位应编制监测方案，监测方案需经建设方、设计方、监理方等认可，必要时还需与基坑周边环境涉及的有关单位协商一致后方可实施。”
设计者对基坑监测的基坑变形最大允许变形量要有明确的要求，一般情况下，工程愈重要，环境愈复杂，允许变形量便愈小。在基坑开挖施工过程中采取动态设计与信息施工技术，要实时进行基坑的变形、边坡坡顶周边的观测与检测，及时调整一些参数和施工程序，果断而不失时机地处理好出现的问题，确保边坡稳定。
基坑检测是基坑施工过程中的一个重要环节，施工中监理方应对施工过程中的各个环节加以控制。土钉支护是依靠土钉、面层与土体共同工作来提高边坡土体的结构强度和变形刚度、减少土体测向变形，以达到增强边坡整体稳定性的目的，因此从基坑开挖、修坡、成孔、土钉安装、注浆、编网、土钉与压筋的地连接、喷射混凝土面层等每个环节，都需要一个完整的可靠的施工质量保证体系、由专业工程技术人员负责，上一道的工序不合格，不能进行下一道的工序，这是重点的控制程序，因此要求施工单位应建立完整、可靠的质量保证体系。
6、施工资料
以土钉墙为例，施工资料的整理它包括：土钉成孔或锚杆材体试验资料，喷射混凝土强度试验资料，水泥砂石试验材料等。在多数基坑施工项目中，施工单位不重视施工资料的整理与存档，在基坑存在和发生问题或加深基坑深度，而对先前施工进行分析时，没有资料，造成设计施工成本增加。因此基坑施工资料也是工程建设项目资料的一部分，监理和施工单位应予以重视。
三、工程案例及分析
根据笔者在唐山地区的施工经验，基坑支护存在的事故多发生在采取土钉墙支护方式的施工项目中，主要表现在：①施工单位对基坑周边环境的认识不足，导致设计的盲目性；②由于建设单位的成本控制，对基坑支护的重要性缺少认识；③在土方施工过程中没有按设计施工要求进行土方开挖；④施工单位自身施工的质量控制；⑤总包单位和基坑支护单位没有交接，对基坑后期的边缘荷载、开挖、施工用水等具体要求交待不清或执行不到位。现以部分工程为例，对现阶段土钉墙施工过程中存在的问题加以分析，以便施工单位引以为戒：
1、由于挖方指挥人员不到位，土方开挖时造成的挖掘机将护面拉扯下来）；土方开挖施工时应由专人指挥挖掘机操作人员挖掘基坑边部土方，施工时对于砂性土应预留200mm由人工清理坡面，边清理边在坡面上淋浇水泥浆液，以保证砂土中的水份，不至于由于砂土失水而造成土质松散而坍塌。
2、土方超挖造成的土坡坍塌，土方施工单位不按土钉墙施工方案要求进行施工，往往为赶进度而超挖，导致边坡失稳造成坍塌。
3、由于设计不合理造成的地面裂缝和基坑失稳，在软土地区设计一般采取桩+内支撑方式进行基坑支护。采用桩+预应力锚索的支护方式，由于软土的特性，成功率不高。合理的钻孔灌注桩+隔水搅拌帷幕+内支撑设计能使软土地区深基坑支护成为现实。
4、由于总包单位在坡顶部位挖电缆沟，铺设电缆后又没有进行硬化处理，待雨季来临，造成沟内积水饱和致使边坡失稳坍塌，为此基坑边坡顶部3m范围内施工电缆沟、挖积水井、排水沟等任何开挖土方后，必须进行硬化或防水渗透处理。
5、大范围的超挖造成的基坑坍塌事故（见图7），由于土方施工单位开挖无规律性，基坑支护单位人力资源调配不当，造成大面积边坡长时间暴露而致使的边坡坍塌。
6、地表水（生活用水、管道漏水、雨水等）造成基坑坍塌（见图8），地下管网的渗透，以及土建队伍由于场地条件的限制，在基坑边缘搭设临建，对排放的污水控制不重视，造成基坑外侧大范围土层中赋水，而造成边坡局部滑移坍塌事故。
四、结语
1、基坑支护设计应充分了解基坑的工作性质、基坑条件，周边建筑与地下管网的分布情况，认真分析解读勘察报告，合理的根据工程实际情况进行方案的筛选和优选，安全、经济的进行方案设计。基坑支护设计必须是在确保基坑安全的前提下达到最大的经济效益
2、总承包单位应协调好土方施工和基坑支护施工单位的施工进度，合理安排人力与物力资源，共同配合安全地确保工期。
3、基坑变形观测和基坑周边巡视是指导基坑施工、基坑安全的重要环节，基坑变形观测要规范化、基坑周边巡视要制度化，它能够及时的为基坑开挖提供预警，防止基坑事故的发生。