摘要：随着国民经济建设的迅猛发展，土地的利用率越来越高，高层建筑越来越多，出现了大量的深基坑，深基坑向深、大、密及复杂方向的发展，导致深基坑支护工程成为了当前建筑行业十分关注的热点问题。本文分析了深基坑支护设计中需注意几个问题，并提出相关的处理方法，以供大家参考。
关键词：深基坑；支护；设计；计算
在高层建筑的施工建设过程中，需要深基坑支护技术的辅助。作为一种相对比较新颖的实践工程技术，在建筑业，深基坑支护施工技术被广泛的应用到实际工程中。基坑支护的目的是，确保基坑周边环境和地下结构施工的安全，基坑侧壁及周边环境则用支挡和加固的措施进行稳定性防护。基坑支护是一种特殊的结构方式，具有很多的功能。不同的支护结构适应于不同的水文地质条件，因此，要根据问题的实际情况，提出符合要求的解决方案，然后选择最优的支护结构。
一、转变传统深基坑支护工程的设计理念
现如今我国在深基坑支护技术上已经积累很多实践经验，初步摸索出岩土变化支护结构实际受力的规律，为建立健全深基坑支护结构设计的新理论和新方法打下了良好的基础。但对于岩土深基坑支护结构的实际设计和施工方法仍处于摸索和探讨阶段，土压力分布还按库伦或朗肯理论确定，支护桩仍用“等值梁法”进行计算。这些陈旧的计算理论所计算出的结果与深基坑支护结构的实际受力悬殊较大，既不安全也不经济。因此，深基坑支护结构的施工工程设计不应该再采用以往传统的“结构荷载法”，而应彻底改变传统的设计观念，充分利用新技术、新理念，具体事物具体分析，不要生搬硬套传统的设计理念。在现今的深基坑支护结构的设计领域，还没有公认的、权威的的计算公式，深基坑支护结构的设计要区别其他设计领域，要改变传统观念，利用施工监测反馈动态信息指引设计体系。通过施工时对整个基坑工程系统的监测，可以了解其变化的态势，利用监测信息的反馈分析，就能较好地预测系统的变化趋势。当出现险情预兆时，可做出预警，及时采取措施，保证施工和环境的安全；当安全储备过大时，可及时修改设计，削减围护措施，通过反分析，可修改设计模型，调整计算参数，总结经验，提高设计与施工水平。
二、深基坑支护结构计算方法的问题分析
首先，利用墙前后土压力的极限平衡条件来求插入深度、结构内力等。从理论上说，支护结构前后土压力是否达到极限状态很难确定，尤其是被动土压力情况，有很大的盲目性，实际工程测试已证明了这一点。其次该类力法未考虑结构与土体变形协调，而变形对土压力的重分布及结构内力有很大影响，故该类力法正逐渐失去它原有的地位。但对于简单基坑开挖，静力平衡法中一些简化使计算较为简单，可以凭经验选用。
其次，弹性地基梁的m法优点是考虑了支护结构与土体的变形协调。但仍有一些问题有待解决。m法计算时，参数m一般工程难以通过试验确定，现有文献提供的取值范围，各地区差别大，这个参数虽然按弹性体来计算变形，物理概念明确，但实际参数m是一个反映弹性的综合指标。工程实践表明，在软土中的悬臂桩支护计算采用m法，计算位移与实测位移有很大差异，实测位移是计算值的好几倍。这说明桩后土体变形已不再属于弹性范围。另外，m法无法直接确定支护结构的插入深度，通常假定试算有很大的随意性，有时桩底落在软弱土层中，还需经验来修正。
有限单元法作为今后基坑支护设计计算的发展方向，它的优点是考虑了土体与结构的变形协调，而且可以得出塑性区的分布，从而判断支护结构的总体稳定性。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆但选取合理的本构模型与计算参数，以及塑性区范围与稳定性之间的定量关系均缺乏经验。目前，随着计算机技术及系统科学的发展，为有限单元法的完善提供了更有利的工具。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围护工程的计算。
三、利用深基坑支护的空间效应进行合理设计
实践表明，支护结构在基坑开挖后，支护体受力受到空间效应的影响较大，因此应该充分利用基坑的空间效应，在基坑四角可以减少锚杆或支撑以及支护桩的配筋，合理节约配筋。有的部位可以采用疏排桩锚加土钉墙联合支护代替桩锚支护，既能满足支护要求，还可以节约投资。
冠梁是联系支护桩、锚杆或内支撑的水平构件，冠梁需前后配筋，是一个水平受弯的梁。设计时冠梁的刚度对支护结构的内力计算影响较大，在计算冠梁的刚度时，冠梁的计算跨度有较大影响，应该注意正确选择冠梁计算跨度。当基坑的平面长度较大时，单边长度在几十米甚至几百米，而冠梁的截面尺寸宽度、高度一般都不超过1.0m，冠梁的宽度和计算跨度之比达到了几十分之一，水平抗弯刚度较小，几乎可以忽略不计，进行单元计算时完全按没有冠梁进行计算。若基坑边长较小，冠梁的跨度自然就小，冠梁的水平抗弯刚度就会很大，这样支护桩传到冠梁的水平力很大一部分由冠梁承担，锚杆和支撑分担的内力相对减少。可见，基坑设计时输入冠梁的计算跨度，对计算影响很大，因此设计时一定结合现场实际去计算，才能取得合理效果。
四、深基坑地下水的处理问题
深基坑地下水控制是基坑工程中的一个难点，其主要受到两个方面的影响，既土质和地下水位的影响，这就导致了开挖方法超声很大的差异。地下水位较高时，作用在支护工程结构上的压力相对较大，致使支护结构变形量相对较大，非常容易造成流砂现象、地下水流量、流速较大严重时还会产生坍塌基坑现象。针对这类问题，一个非常重要的举措是可以采用全止水式结构，在支护设计时可以使用深层搅拌桩等坑内采用管井降水或地基加固等措施提高土体的耐压强度，增加土体抗管涌、抗流砂的能力、抗承压水，最大可能的减少对围护体的侧压力，进而提高基坑施工的安全度，必要时还得采取坑内、坑外降水措施，增建排水设施。
另外，在土钉墙坡顶设置了排水沟，这一点最好不要做，如果迫不得已要做也得离基坑坡顶稍微远一些或者在基坑的底部。这主要是因为任何一种基坑支护型式都会造成基底发生变形，当在坡顶设置了排水沟的时候，由于土钉墙的支护结构的变形量比较大，经常在坡顶会出现裂缝，把砖砌排水（截）沟给拉裂开来，这样的话如果沟中有水就会通过坡顶的缝隙渗漏至土压力区，进而加速基坑发生变形，这样对于整个基坑是非常不利的。
结语
总而言之，我国基坑工程的设计理论有了很大的发展，建立了许多新的计算理论和方法。但在工程具体应用中，仍要坚持理论与实践相结合的原则，根据实际选用合理的方法手段。今后，深基坑设计与施工技术将大力促进与推广动态设计和信息化施工技术，并逐渐成为基坑支护工程设计的指导思想。
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论文作者:黄澄铠
论文发表刊物:《基层建设》2019年第9期
论文发表时间:2019/6/20
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