摘要：随着城市建设的发展，为满足城市空间的综合利用，提高城市品味，节约集约用地，符合停车、人防配建等要求，一般建设项目都设置了地下室，沧州市也经历了从半地下室到全地下室，乃到2层地下室的发展历程。基坑支护作为一项施工措施，其重要性越来越被建设、施工单位认识。
关键词：基坑支护；设计；问题；分析
1导言
基坑支护设计及施工随着城市、工业的发展已成为岩土工程领域的一项重要工作。随着科学技术的不断发展，基坑支护的结构类型不断成熟并趋于多样化。基坑支护设计方案是否可行的基础是设计人员能否结合场地实际工况科学选取计算参数，计算参数的正确选择直接影响计算模型的合理性和成果的准确性，而计算成果则是指导设计方案可行的根本。通过对基坑支护失稳、滑移、垮塌案例分析后发现，多数事故的发生都与地表深厚的杂填土、地下水排泄设置的不合理有直接关系。
2水土合算与水土分算方法的选择
2.1黏性土在降、排水工况下土压力及水压力的计算
针对基坑支护设计与施工需要进行降水、排水措施，通常认为降、排水位线以上的黏性土应采用水、土分算方法。实际上，黏性土的组成和结构决定了其内部的水是以非贯通的孔隙水状态存在的，导致整个基坑支护施工过程中孔隙水在面层的防护下难以得到有效消散而始终处于饱和状态。因此，考虑到黏性土的孔隙水压力计算问题难以解决，建议降、排水后黏性土的土压力、水压力仍采用水、土合算的方法。
2.2含水层在降水工况下土压力及水压力的计算
对地下水量丰富的基坑场地(砂质土、砂土等)，为消除水压力的不利影响从而降低作用在支护结构上的主动荷载，减少地下水渗透破坏的风险，降低支护结构的施工难度等，通常会在基坑开挖前进行管井等降水措施。土压力、水压力计算时容易忽视前期降水已改变了原来水土共存的状态，仍采用水、土分算的方法。实际上，前期降水已使原处于饱水状态的含水层变成不饱和状态，不存在连续的地下水边界条件，也就不存在水压力的作用，因此，对砂质土、砂土等含水层在已采取降水措施的情况下应不再考虑地下水的影响，
3存在于计算中的问题
3.1关于水土分算和水土合算方法的选择
通常来说，排水、降水措施在基坑支护设计以及施工过程中都是十分必要的，而且对于在排水和降水位线以上的黏性土来说，都会采用水土分算的方法。然而，在实际情况中，黏性土中的水都是一种孔隙水状态，而且，这种孔隙水是不能贯通的，这就导致了孔隙水会一直处于一种饱和的状态，却不能流通或者消散。黏性土中的孔隙水的压力计算问题是很难解决的，如果依然采用水土分算的方法，那将会对数据的准确性产生一定的影响。
3.2锚杆的锁定值不合理
锚杆的锁定值和设计的不相匹配，会导致设计方案时所参照的数据不准确，影响设计的合理性和可行性。一般来说，如果锚杆的锁定值过小，那么相对地，它所允许的变形值就会更大。在经过学者的研究和探索后，人们认为锚杆受拉直值的0.35～0.65倍就是锚杆锁定值的最佳取值范围。
3.3土钉墙的设计参数不合理
土钉墙的设计参数对基坑支护设计具有十分重要的作用，然而，实际上，土钉墙的设计参数却经常出现不合理的情况，例如参数超规范等问题，这就会导致工程实际施工不好操作。例如土钉墙喷射混凝土的厚度小于或者等于80毫米、最底的土钉距离基坑底部不足50厘米等等，这几种都属于设计参数超规范的情况。
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4锚拉式支护中拉锚刚度计算及旋喷锚索做法
JGJ120-2012规程按4.7.5条计算自由段长度，按4.1.9条计算弹性支点刚度系数，锚杆变形是由于自由段和锚固段的叠加，因为锚固段较长，不能忽略锚固段的轴向变形。该段是作为杆体和注浆体的复合材料计算的，计算复合材料弹性模量时用到个参数Em（注浆固结体的弹性模量），咨询了一些检测人员，他们都认为这个参数很难得到，因为水泥土离散性很大且不同土层又有不同，计算时大家都使用软件的默认值。《高压喷射扩大头锚杆技术规程》（JGJ/T282-2012）按4.5.6条计算自由段长度，公式和JGJ120-2012规程4.7.5条相似，但是它同时明确提出“自由段长度不应小于10 m，还应完全穿过软土层”，然后按第4.6.9条计算“弹性支点刚度系数”，忽略了锚固段的轴向变形，也就绕过了复合材料一说，刚度系数只与自由段的变形有关，究其原因可能是这2本规范的理念有区别：一个以长度来满足抗拔力要求（JGJ120-2012规程4.7.9条锚固体直径100mm-150mm），一个以粗度来满足抗拔力要求（JGJ/T282-2012规程4.6.2条锚固体直径400mm-1600mm），JGJ/T282-2012推荐长的自由段，短而粗的锚固段。
《加筋水泥土桩锚支护技术规程》CECS147指出全长注浆的情况下，传力机理属于土钉。即使锚体采用预应力也只是对锚桩体自身的抗裂有利，类似于预应力拉杆自平衡。锚杆和土钉的区别就是锚杆压缩了开挖面与锚固体之间的土体，土钉只是加固了土钉长度范围内的土体。沧州市常用的做法是使用锚杆和加劲水泥土锚桩的组合体，在锚桩前加上了自由段。对于锚杆来说锚固体粗短比细长有利，首先JGJ120-2012规程4.2.3条中提出，位于潜在圆弧滑动面以内的锚固力在整体滑动稳定性验算时是不考虑的，也就是说最终工作状态起作用的是圆弧滑动面以外的锚固力。但在该规程4.7.5条自由段长度计算却用的是理论直线滑动面，给人误导，软土地区一般都是圆弧滑动稳定控制锚杆长度。加上一般锚杆都是采用自由段无粘结，锚固段有粘结的拉力型锚杆，常发生试验承载力满足，预应力筋伸长量偏小，而最不利工况支护结构变形大于计算值较多不满足控制要求的情况。因为试验验收阶段土体还没开挖到位，滑动圆弧小，张拉力都被浅部土体吸收，中深部土体可能还没起作用，锚杆变形段短拉伸量小，随着土体开挖，滑动圆弧增大，拉力向深层传递，锚杆变形段长度增大，拉伸量大，支护结构变形随之加大。比如预应力锚杆，杆体应力使用值达一般800MPa左右，应变是普通钢筋的4倍，设计锚杆20m长（自由段8m，锚固段12m），则全长受拉时拉伸量会达到80mm，试验或锁定阶段可能只要15m（即锚固段只用到7m）承载力就达到要求了，此时拉伸量为60mm，小于计算伸长量，另外锚固段12m，全长受拉时注浆体要产生48 mm的拉伸量，可能拉裂。因此建议：一是取短粗的锚固段先按“理论直线滑动面”计算自由段，然后按圆弧滑动面复核整体稳定，如果不满足则加大自由段长度至最不利圆弧滑动面以外继续复核，还不够则加大锚固段直径或长度；二是采用全长无粘结压力型锚杆（索）。
5结论
基坑支护设计是基坑工程中的一项重要工作，因此工程企业必须重视起来，在遵守相关规定的基础之上建立一套完善的工作体系。虽然目前我国的相关技术还不够成熟，而且相关的研究也不够深入，但是我们也应该不断探索，坚持不懈，引进先进的技术，不断优化基坑支护设计，这样才能有效提高基坑支护设计的水平，为基坑工程的安全性提供保障，促进我国基坑工程的持续发展。
参考文献
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论文作者:焦子军
论文发表刊物:《基层建设》2019年第15期
论文发表时间:2019/8/5
标签：基坑论文; 锚固论文; 锚杆论文; 黏性论文; 孔隙论文; 水压论文; 自由论文; 《基层建设》2019年第15期论文;