摘要：随着社会经济的快速发展，建筑行业也在不断的加快发展步伐。科技的进步促使着建筑施工技术不断更新与完善。深基坑施工是建筑施工过程中重要的工序，深基坑施工具有施工复杂、技术要求高等特点。因此，选择科学合理的深基坑支护结构设计方案可以有效保证工程的施工方质量、进度和对成本的控制。本文首先阐述了常见的省基坑支护结构类型，其次对其设计方案的优选以及设计要点进行详细的分析。
关键词：深基坑支护；设计要点；结构类型
一、常见的深基坑支护结构类型
1.土钉墙支护结构
土钉墙支护是采用深基坑挡土的技术，此项支护方法在进行方案的设计时，简单易操作，所以在深基坑工程中得到普遍应用。土钉墙支护的基本原理是：土钉和深基坑边坡的四周土体接触会相互结合。在长时间的使用过程中，由于人为因素以及自然因素对深基坑边坡产生作用，引发边坡出现滑动时土钉墙支护由土钉将土质进行加固使得土质粘性提高，同时能够有效缓解边坡下降的速度。土钉墙支护多用于高层建筑深基挖掘支护，开始深基坑挖掘作业后会出现大量边坡，土钉墙支护方式有利于稳定边坡。
2.地下连续墙支护结构
在深基坑中使用的连续墙支护方式整体性能较好，防渗效果好，多用于深层土壤的地基支护。在大多数深基坑中，因为地下水位下层的粘土松软度高、含沙量大，这类特殊建筑基地类型的支护方式也比较特殊。当土层中粘土或是砂石硬度低，建筑施工为达到预期的施工效果，所以在选择砂石时应选取硬度大、防水性好的建筑材料。
3.排桩围护结构
深基坑支护中，采用排桩围护时，其钢筋混凝土排桩布置，应依据指标具体布局。施工人员应注意对钢筋混凝土的挖孔、灌注等细节操作。在这一操作中，用钢筋混泥土作基础的排桩为地基支护中的挡土结构，需要按照不同地基面积和地形选择恰当的地桩排布方法。
4.钢板桩支护方式
和其他地基支护方式相比较，钢板桩支护方式的挡水效果非常好。首先，在进行钢板选材时，应严格控制钢板材料。因为地基坑的环境复杂，钢板材料选则时应注意材料和环境的适应性，钢板材料必须满足在地下恶劣环境中的使用需要。其次，钢板材料应带有锁口或是是钳口；最后，选择好钢板材料后，应对比深基坑槽宽将钢板进行切割同时连接全部钢板，焊接成钢板墙。此项地基支护方式特点明显，可是钢板面积过大存在局限性，地基外部环境的改变影响着钢板地基支护的变动。
二、优化选取深基坑支护方案
支护结构影响着工程施工的安全以及四周环境与建筑物、施工土质的稳定。所以，基坑支护方案设计的过程中，需在最大限度上保证支护结构的稳定性与安全性。而且，在确保施工质量的前提下，也要尽可能降低成本，兼顾基坑支护结构的安全稳定以及经济效益。一份合适的基坑支护结构方案，可以有效的推动施工的工作的开展，同时为作业人员的安全提供保障。因此，基坑支护方案的优选应注意以下几点：
1.从经济角度设计优化深基坑支护方案
在进行施工作业前，应仔细勘探施工现场的土质情况和四周环境的考察。用于分析和探究采用何种支护方式最恰当。而且可以有利于确定目的点进行基坑开挖以及支护工作能否实施经济型方案。当土质条件较为特殊、施工场地开阔以及四周没有临近设施与建筑物时，可以考虑采取简单防护面或是不支护的方式解决基坑支护问题。当基坑开挖深度超过 5m 时，若采用传统的土方开挖、回填、外运等方式，则会增加施工成本；而若以喷锚网方式进行支护则会使边坡上段位置受力影响较大，从而影响支护效果。所以可以采取联合支护方法进行施工，可以做好基坑支护工作。
2.从基坑深度来优化深基坑支护方案
在基坑支护时要进行悬臂桩的嵌固，嵌固的深度需达到其高度的倍数。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因为悬臂桩在进行支护的过程中会涉及到弯矩的承载，会出现侧向性位置移动，这将会对基坑周边的环境造成一定程度的影响。所以，在施工过程中应严格考量好基坑位移所产生的敏感度，当悬臂桩支护方案和实际施工支护有差别时，应使用联合支护方式。如在基坑上部采用喷锚支护，基坑下部采用排桩支护；或直接采用桩—锚杆支护形式进行基坑支护，不仅能够解决悬臂桩无法达到的效果，更能有效减少施工资金的投入。
三、深基坑支护方案设计要点
1.深基坑支护结构的设计计算
（1）静力平衡法与等值梁法
利用墙前后土压力的极限平衡条件，求出支护结构的插入深度和结构内力等，从理论上说，首先支护结构前后土压力是否达到极限状态是很难确定的，尤其是被动土压力情况有很大的推测性；其次，未考虑结构与土体变形，变形对土压力重分布及结构内力有很大影响，此方法正逐渐失去原有的地位。对于简单基坑开挖，静力平衡法中一些简化使计算变得简单，可以凭经验使用。
（2）弹性地基梁的m法及弹塑有限元法
m法的优点是考虑了支护结构与土体的变形，但也有一些问题有待解决。工程实践表明，在软土中的悬臂桩支护采用m法计算位移与实测位移有很大差异，实测位移值可达计算值的几倍，这说明桩后土体变形已不再属于弹性范围。有限单元法作为今后基坑支护设计计算的发展方向，其优点是不但考虑了土体与支护结构的变形，而且可得出塑性区的分布，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。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。
2.深基坑支护结构的设计思路
当进行支护结构设计时，应依据拟建工程的地理条件、当地技术条件等因素综合考虑后选择最佳方案。支护结构设计方案需符合我国相关的政策法规、技术方针等，同时保证技术先进、公平造价、易于施工。所以设计最初是概念性的构思，关键是方案筛选和优化，以下是进行支护结构方案的选择与优化的具体方法：
（1）深度较浅的基坑支护工程，首先考虑悬臂式支护结构，该结构主要利用基坑地面以下土体提供的土压力来维持支护体系平衡，主要结构形式为桩排支护结构与地下连续墙两类，当边坡土质较好，地下水位较低时可利用桩排支护结构。
（2）地下连续墙因具有良好的抗弯性、防渗性和整体性，且对周围环境影响较小，对地层条件适应性强，墙体长度可任意调节，适用于各种深度基坑的开挖，也可以采用逆作法施工，所以应用广泛。
（3）悬臂式板桩支挡的优点是不需构筑与拆除支撑结构，同时为土方作业与基础施工提供较自由的操作空间。
（4）当基坑较浅或被动区土层性质较好时，悬臂式板桩支护方案较为经济合理；而当基坑较深或被动区土层性质较差时，桩插入深度较大，桩径与配筋量也相对较大，该方案就相对不经济，同时悬臂式支挡的侧向位移一般稍大，这也是需要注意的。
（5）在基坑开挖深度相对较大，且对边坡变形要求较高时，就应考虑对悬臂式支护结构增加内支撑的方法，使之形成混合式支护结构，支撑形式常采用锚杆拉接或内支撑形式。
（6）如悬臂式支挡不妥当，则可考虑其它形式的方案，如钢板桩、土钉、锚杆、拱圈、网状树根桩加固、逆作法等。设计人员应根据工程的具体情况，通过综合分析比较的方法来确定支护结构的种类、平面布置形式及其支护材料。
参考文献：
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[2]陈兴.深基坑支护结构设计方案的优选和优化设计研究[J].低碳世界，2016，28：168-169.
[3]阮镜森.深基坑支护结构设计要点[J].城市建设理论研究，2013，（20）.
论文作者:田志伟
论文发表刊物:《基层建设》2017年第30期
论文发表时间:2018/1/7
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