孙洪蕾 徐特
（恒大长基（沈阳）置业有限公司）
【摘 要】基坑支护技术的应用是土木工程施工的重点内容，同时也关系着土木工程的施工质量。本文主要对基坑工程的特点进行了简要的分析，并且详细介绍了基坑支护技术的类型和具体应用，同时也对我国土木工程的基坑支护技术未来的发展进行了展望。
【关键词】基坑支护支护；结构；施工工艺
1、土木工程基坑施工的主要特点
随着社会的不断发展进步，人们对于建筑的质量要求也越来越高，在建筑施工过程中，基坑支护技术是一项必不可少的保证建筑施工质量的重要手段。由于土木工程施工的复杂性，传统的基坑开挖技术已经不能够满足现代化的城市建筑施工要求，这也就要求有效的提高基坑开挖与支护技术的应用。目前我国的基坑工程施工特点主要表现在几下几点内容：（1）高层建筑越来越多，基坑的深度也越来越大。（2）基坑开挖的面积也在逐渐增加，同时，支撑系统的施工也出现了很大的困难。（3）在一些土质较差的环境下，基坑开挖会出现较大的位移和沉降现象，这样对于周边的建筑和相关设施都会造成很大的影响。（4）基坑施工的周期相对较长，在遇到外界环境影响时，基坑施工的稳定性也难以得到保障。
2、基坑支护的不同类型分析
传统的基坑支护技术通常是采用板桩支撑系统或者板桩锚拉系统来进行的，其中好处是使用材料可以进行回收，但是也存在着一定的缺点，比如支撑工作都是在开挖后才进行的。而当前的土木工程中所采用的支护大多是多样化的，其抗压的受力效果也可以分为不同的几种类型，主要有悬臂式支护结构、单（多）支点混合结构、重力式挡土结构及拱式支护结构四种。
3、土木工程基坑支护技术的结构计算
3.1静力平衡法与等值梁法
这两种算法需要通过墙前后土压力的极限平衡条件来确定插入的深度和结构内力等。从理论的角度来看，支护结构前后土压力是否能够达到极限值是不确定的，特别是被动土压力的情况下存在着很大的盲目性，因此在实际工程施工过程中就要进行相应的测试。同时，这两种方法也没有有效的考虑到整体结构与土体变形的情况，如果出现这种情况，变形对土压力的重分布和结构内力产生很大的影响，所以这种方法在实际应用过程中并没有特别明显的效果，但是在基坑开挖的过程中，静力平衡法中的一些简化方法可以凭借经验来加以应用。
3.2弹性地基梁的m法及弹塑有限元法
m法的有点主要表现为在支护结构和土体的变形中，这种方法的应用有着很好的表现效果，但是也存在着一些问题。利用这种方法来进行计算时，需要考虑到参数m的不确定性，目前，很多地区都为参数m提供了相应的标准值，但是由于不同地区的差别较大，这个参数值的变化也相对较大，通常来说满找物理意义来确定的话参数m所反映出的是弹性的综合指标。然而在实际施工过程中，软土中的悬臂桩支护采用m方法计算会与实际位移的情况产生很大的差异，实际的位移值是计算值的n倍。这样也说明了土体在变形后就不属于弹性范围之内。
有限单元法作为今后基坑支护设计计算的发展方向，它的优点不但考虑了土体与支护结构的变形，而且可以得出塑性区的分布，从而判断支护结构的整体稳定性。但选取合理的结构模型与计算参数，以及塑性区范围与稳定性之间的定量关系均缺乏经验。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在结构计算方面，建立了能考虑基坑围护结构和土压力的空间非线性共同作用理论及其计算方法，并编成程序，方便高效地完成基坑维护工程的计算。在设计理论方面，采用动态反演和预报方法，通过将现场量测信息、优化反演参数、围护结构体系变形与稳定性分析有机结合，可以对基坑支护位移和安全性预测建立动态预报体系。
4、基坑技术的发展趋势
4.1 基坑支护结构方案优选
基坑支护结构的设计与施工不同于上部结构。除地基土类别的不同外，地下水位的高低、土的物理力学性质指标及周边环境等，都直接与支护结构的选型有关。支护结构型式选择合理，就能做到安全可靠、施工顺利、缩短工期，带来可观的经济与社会效益，可见支护结构形式的优化选择是基坑支护技术发展的必然趋势。
4.2 施工工艺发展趋势
（1）土钉墙方案的大量实施，使得喷射混凝土技术得以充分运用和发展。为减少喷射混凝土的回弹量以及保护环境的需要，湿式喷射混凝土将逐步取代干式喷射混凝土。
（2）基坑向着深、大、周围环境复杂的方向发展，使得深基坑开挖与支护的难度愈来愈大。受地下空间的限制，内支撑或新型锚杆（如可拆式锚杆、抗拔力较大的全程应力复合型锚杆）将逐渐得以推广运用。
（3）为减少基坑工程对未来的环境效应（如因降水引起的地面沉降），或出于保护地下水资源的需要，有时基坑采用帷幕形式进行支护，除地下连续墙外，一般采用旋喷桩或深层搅拌桩等工法构筑止水帷幕。目前，有将水利工程中防渗墙的工法引入到基坑工程中的趋势。
5、基坑支护当前存在的问题
5.1 支护结构设计计算与实际受力不符
目前，基坑支护结构的设计计算仍基于极限平衡理论，但支护结构的实际受力并不那么简单。工程实践证明，有的支护结构按极限平衡理论计算的安全系数，从理论上讲是绝对安全的，但却发生破坏；有的支护结构却恰恰相反，即安全系数虽然比较小，甚至达不到规范的要求，但在实际工程中获得成功。极限平衡理论是基坑支护结构的一种静态设计，而实际上开挖的土体是一种动态平衡状态，也是一个松弛过程，随着时间的延长，土体强度逐渐下降，并产生一定的变形。
5.2 设计中土体的物理力学参数选择不当
基坑支护结构所承担的土压力大小直接影响其安全度，但要精确地计算土压力目前还十分困难，至今仍在采用库仑公式或郎肯公式。关于土体物理力学参数的选择是一个十分复杂的问题，尤其在深基坑开挖后，三参数是可变值，很难准确计算出支护结构的实际受力。
在支护结构设计中，如果对地基土体的物理力学参数取值不准，将对设计的结果产生很大的影响。试验数据表明：内摩擦角ψ值相差50，主动土压力P就会相差10；原土体的Ca值与开挖后土体的Cb值，则差别更大。施工工艺和支护结构形式不同，对土体的物理力学参数的选择是支护结构设计中的关键。
5.3 基坑开挖存在的空间效应考虑不周
基坑开挖中大量的实测资料表明：基坑周边向基坑内发生的水平位移是中间大两边小。基坑边坡失稳常常以长边的居中位置发生。这说明基坑开挖是一个空间问题。
传统的基坑支护结构的设计是按平面应变问题处理的。对一些细长条基坑来讲，这种平面应变假设比较符合实际，而对近似方形或长方形基坑则差别比较大。所以，在未能进行空间问题处理前而需按平面应变假设设计时，支护结构的构造要适当调整，以适应开挖空间效应的要求。
6、结语
在基坑工程中，设计是核心，监测是手段，施工是保证。一个支护设计方案是否合理，决定着基坑工程的成败。怎样判断设计方案是否合理，有两条标准：一是保证基坑及周围环境的安全；二是工程造价最低。只要我们认真进行方案优选、方案论证，设计计算理论不断改进，施工工艺不断完善，积极推行信息化施工，我国的基坑工程将进入蓬勃发展的新时期。
论文作者:孙洪蕾,徐特
论文发表刊物:《工程建设标准化》2015年7月供稿
论文发表时间:2015/11/9
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