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摘要：本文将结合深基坑开挖与支护施工的实际情况，从设计方案的优化选择以及基坑开挖、排降水控制、支护施工等具体工艺环节，对其优化设计进行研究分析，以提高深基坑开挖与支护设计水平。
关键词：深基坑 开挖 支护 优化设计
随着社会经济的不断发展以及工程施工技术的提升，城市建筑与轨道交通施工也得到了相应的发展和提升，呈现出较好的建设发展态势。但是，在社会经济与工程项目建设综合发展的推动下，城市建筑与轨道交通等施工在得到一定发展的同时，也面临着更高的施工技术与工艺标准安全性、质量性等要求。基坑开挖作为城市建筑与轨道交通施工中重要的基础施工内容，对其施工的优化设计研究与分析，有利于促进其施工设计水平提升，对提高其施工安全性以及减少对周围建筑或工程结构影响有着积极作用和意义。本文将结合深基坑开挖与支护施工实际，从设计方案的优化选择以及基坑开挖、排降水、基坑支挡等工艺环节，对其优化设计进行研究分析。
1、深基坑开挖机支护方案的设计优化
一般情况下，深基坑开挖及支护施工的开展，是建立在对深基坑开挖及支护施工环境以及情况的全面了解与综合分析基础上，包括深基坑开挖施工的深度以及地质环境与条件等情况，通过进行科学、合理的开挖及支护方案制定，从而完成相应的施工开挖任务，这也是深基坑开挖及支护方案设计的优化基本原则。
结合深基坑开挖及支护施工的实际情况，对其方案设计的优化实现，可以根据以下三种不同的施工情况，进行相应的优化设计与完善分析。首先，对于开挖的深度在5米以下，并且没有水土质基坑的深基坑开挖与支护施工中，在确定该基坑性质为土质基坑，同时施工地段的地下水位较低，施工过程中基底以上不会受到地下水位及其变化的作用影响时，其施工设计可以采用分级放坡开挖加增设开挖平台的无支护基坑开挖与支护施工方案[1]，且能够有效确保基坑开挖与支护施工的安全性，施工过程中对周围建筑与工程产生的影响也比较小。
其次，针对开挖深度在5米以下且存在水土质基坑的深基坑开挖与支护施工情况，也就是在进行土质基坑并且地下水位相对较高的深基坑开挖与支护方案设计选择中，可以选择分级放坡开挖施工加增设开挖平台的方案设计，同时注意集合施工过程中涌水量计算预测结果，进行基底排水沟以及集水井、水泵抽水等排水工艺方案设置，以确保基坑开挖与支护的安全性。
最后，在进行开挖深度在5米以下，并且开挖基坑性质为土质基坑与石质基坑混合的基坑开挖与支护方案设计中，对于基坑开挖可以选择分级放坡开挖方案，同时在开挖施工中注意根据需求合理增加开挖平台，采用无支护施工方案开展施工，对于施工过程中的石质基坑部位开外，可以通过松动爆破施工方案[2]，确保施工的顺利开展，提高施工安全性。
2、深基坑开挖施工的优化设计
对于深基坑开挖施工的优化设计，需要从施工准备以及开挖施工两个环节，结合其施工具体情况，采取相应的优化设计方案，确保其开挖施工的顺利性与安全性。
首先，在施工准备环节，基坑开挖施工及其方案的设计确定，是建立在对施工环境以及中心桩、基础边线、水准基点以及中线、断面等重要施工数据的准确测量获取基础上，制定科学、合理的施工方案，经严格审核通过后，才可以进行施工开展。因此，为确保各项测量数据以及测量操作的正确性，减少对于方案设计的不利影响，一般情况下，基坑开采施工测量可以通过建立相应的测量控制网络，然后使用全站仪等先进测量仪器或技术设备等，实现相关数据的测量获取，从而对基坑开挖施工的范围以及工艺环节等设计确定。此外，为确保基坑开外施工中积水有效排出，减少对施工的影响，还需要进行基坑开挖的地面排水系统设计，在基坑四周设置相应的排水坡与防水埂等，减少施工期间雨水聚集对基坑壁稳定性产生影响。
其次，基坑开挖施工环节，针对基坑开外施工中排水问题引起的开挖施工影响，需要在设计过程中，针对开挖施工前需要进行井点降水或者是降水井降水等基坑开挖施工区域，做好充分的排水设计与施工处理，确保水位下降至安全标准情况下，开展基坑开挖施工。此外，针对需要安装基础模板或者是设置排水措施的施工环节，针对不同土地性质的基坑地面，其基础平面尺寸设置需要满足不同的标准。一般情况下，对于无水土质基坑来讲，其基坑排水及基础模板安装的平面尺寸放宽尺寸需要在50cm以上，反之，则需要放宽设计在80cm以上，以满足相应的开挖施工要求。最后，针对基坑开外施工的分级放坡比例以及增设开挖平台的宽度、高程、基坑基底预留宽度等，都需要进行合理设计确定，开外施工中注意严格按照设计尺寸进行，及时进行测量检查，避免不按设计要求操作引起的坍塌或滑落等不安全问题发生。
3、深基坑降、排水与支护设计优化
3.1深基坑降、排水优化设计
首先，针对深基坑降排水设计优化，结合深基坑开挖与支护施工中，降排水方式主要由降水井降水或者是基底明沟排水等多种降排水设计形式，其中，降水井降水设计中，主要围绕降水井数量以及直径选择、降水井施工与降水能力等方面进行优化设计。其中，降水井数量以及直径的选择设计中，主要根据基坑涌水量，以满足基坑开外施工需求为主，设置合理的降水井数量，此外，降水井直径通常设置在0.3至0.8m之间[3]，以确保其在基坑开外中降排水作用的有效发挥。
其次，进行深基坑降水井施工设计中，需要有专业的降水井施工组织进行施工实施，以专业小型冲击钻钻孔施工为主，钻孔完成后注意做好护壁施工设计与材料选择应用，在此基础上还要注意针对降水井护壁底部处理环节，采用钢丝进行困扎牢靠，确保降水井使用中不发生底部阻塞情况，影响其降水效果。
最后，在基底明沟排水设计中，注意进行排水沟和集水沟分别设计，并确保其在坑底四周以外范围中进行开挖施工。此外，对排水沟和集水沟的大小，需要结合基坑渗水量进行计算设计。
3.2基坑支护优化设计
深基坑支护主要由钢板桩支护和型钢+钢板/竹夹板支护形式。其中，钢板桩支护设计中，钢板桩的型号选择需要结合基坑深度以及基坑外侧的土荷载情况、基坑地质条件等综合分析后确定，所选取钢板桩需要满足基坑支护施工的质量以及结构等需求，不存在变形或缺损等情况。此外，钢板桩支护施工中，主要结合设计情况，对施工位置进行划线标识后，准确定位施工，避免影响施工质量。最后钢板桩插打施工中注意一片紧挨着一片进行施工，确保各自的垂直度与相互之间的咬合性，避免对其质量效果产生影响。
此外，对于型钢+钢板/竹夹板支护形式，在进行型钢设计选择中，注意结合基坑边坡进行计算分析后，合理选择与设计应用，此外，还要注意对基坑型钢防护编剧进行优化设计，并在施工前进行施工位置的明确标识，以确保施工位置的准确，从而对其支护效果进行保障。基坑支护完成后还需要通过有效的检验分析，来确保其开挖施工的完全性，减少相关影响。如下图1所示，即为一般基坑支护方案优化设计与选择流程示意图。
图1 基坑支护方案的优化选择流程
4、结语
总之，进行深基坑开挖机支护优化设计分析，有利于提高深基坑开挖与支护设计水平，提高其施工安全性，减少对周围建筑或工程结构等影响，具有积极作用和价值意义。
参考文献：
[1]马郧，徐光黎.复杂条件下某深大基坑支护结构优化设计[J].土工基础，2011，25（06）：26-30.
[2]张蓓，黄雪峰，宋楠，李旭东.桩锚支护结构锚杆受力机理试验研究[J].建筑结构，2014，44（22）：90-94.
[3]宋诗文.北京地铁深基坑支护结构设计优化与施工[J].隧道建设，2017，37（S1）：91-98.
论文作者:季忆
论文发表刊物:《基层建设》2017年第32期
论文发表时间:2018/2/26
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