重庆市高新工程勘察设计院有限公司 401121
摘要：当前地下工程施工的深度伴随不断发展的建筑行业也不断加深，而基础工程因受到施工场地的狭窄限制无法放坡开挖，因此深基坑支护设计工作成为建筑工程中极为重要的项目。该技术使建筑结构的稳定可靠性受到直接影响，并与建筑工程的整体质量息息相关，因此该项技术在建筑工程施工中得到广泛应用。
关键词：岩土工程；深基坑支护；设计；分析
岩土工程中基坑支护是一门借助实践经验发展起来的技术，该技术对支护结构和土的共同作用、力学中典型的稳定、强度和变形、基坑中的结构计算问题等均有所涉及。而基坑支护作为特殊的一种施工结构，在基层建筑工程和基坑开挖中起着极为重要的作用。为了使整个岩土工程施工安全进行并防止基坑塌方发生，本文针对岩土工程中的深基坑支护设计进行探究。
一．基坑支护设计中的问题
1.与实际受力不相符的支护结构计算
虽然有的支护结构极限平衡理论系数从理论上看似安全，但长时间的施工实践证明其容易产生破坏，而支护结构系数过小又导致不规范的要求，与实际工程的要求标准无法达成。作为动态平衡的坑壁土体状态随着时间延长其土体也会逐渐变得松弛，土体强度降低后则会出现土体变形。
2.力学参数的选择
地质情况在深基坑开挖后会出现改变，随之土体物理力学参数如粘聚力、含水率、内摩擦角也会出现相应变化，因此精确的计算土压力则面临着很大困难。相差内摩擦角值为5°时会有不同的主动土压力产生，当原土体开挖后会有更大差异的土体内凝聚力出现，不同的土体物理力学参数选择会导致深基坑支护结构的施工工艺及形式也不同。
3.开挖基坑空间效应
边坡失稳的情况经常会在深基坑长边居中部分发生，因此深基坑中一定要对空间问题进行考虑[1]。对于细长基坑为了适应开挖空间效应标准应对支护结构进行适当调整，根据平面应变原则进行设计。
4.边坡堆载没有明确
立即在基坑支护完成后如果没有处理则会导致主体结构施工纷至沓来，由于受到施工场地限制或方便施工将水泥等诸多材料在与基坑上口线距离不到一米的地方堆放，另外大吨位吊车停放位置与边坡坡顶的距离过近在安装塔吊时极容易出现事故。基坑边坡不能承受便会出现较大变形甚至坍塌，在设计时对容许堆载量和基坑坡顶距离没有明确计算则会使拖顶极限承载力被基坑超出。
二．针对深基坑支护设计存在问题的解决策略
1.支护结构的创新
当前国内深基坑支护技术迅速发展的主要表现为通过收集相关施工数据对支护结构的受力规律进行总结和摸索，从而提供基础条件给支护结构的新型设计理念。当前在对基坑支护结构进行设计时往往会出现设计规范缺乏统一和计算方法支持精确度不足的情况，例如等值梁法依然应用于支护桩的计算中[2]，这种方法极容易导致实际状况和计算结果出现较大差距。深基坑工程并非单一的工艺，结构与岩土工程均包含其中[3]，对工期、安全及工程造价等问题考虑的基础上应结合实际，对工程及施工环境的关系进行辨证对待。通过建立信息反馈的设计体系将更加科学的深基坑支护结构设计出来。
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2.工程设计方法的创建
岩土工程深基坑支护结构变形观测的主要内容为基坑边坡变形和地下管线变形观测等，借助监测数据可实时分析设计支护和开挖土方，同时在实际状况中利用相应的措施设计地下管线和对沉降变形、土方开挖影响等[4]。当发现实际测量过程中出现异常状况为使问题恶化得以杜绝，为防止变形及滑动情况进一步发展应立刻仔细分析问题，尽快将加固对策和可靠安全的施工计划设计出来。对于重大且复杂的基坑工程适合应用专家论证形式，并可将造价降低使工程的安全可靠性从根本上得以保证。
3.预应力锚索受力及冠梁的设计
位于基坑四周土体应力场会伴随开展的基坑开挖及降水而出现变化，桩体会在复杂应力条件下出现应变，桩向基坑中心位移。基坑底部会在开发期间出现隆起，初始应力场在基坑四周会出现改变进而引发变形。开挖继续下去会使支护桩两侧的应力加大并使支护结构内外土体面增加，而基坑底部的变形幅度会逐渐明显，并且隆起变形较大的部位在基坑中心。水平方向应力在开发时会使桩体负担增加，桩相应出现水平位移。水平位移在预应力锚索支护中会增加锚索预应力，桩、土体、预应力锚索相互作用的过程即基坑开挖过程，土体与预应力锚索的材料参数回怼基坑支护结构出现变形的大小造成影响，因此应对材料参数在设计计算期间的选择引起重视。项目设置可按照基坑支护结构、周边状况及安全等级等进行，主要包括周围道路地表出现的沉降、裂缝、排桩的桩顶发生竖向、水平位移、地下水位的监测和预应力锚索内力。冠梁和围檩是排桩围护在设计过程中的关键组成，合理的选用构造形式可使排桩围护体的刚度充足。在基坑支护桩的顶部位置设置冠梁，顶部没有较大变形发生，因此使用基坑顶部浇注混凝土灌梁的方式可使基坑支护结构刚度整体提升，从而对基坑支护桩出现的变形进行有效控制和减少。对有较大深度的复杂岩土体基坑或软土进行开挖时，可在支护桩顶部设计冠梁使支护结构的安全稳定性提升，特殊情况时还可选择内支撑结构。
4.基坑支护施工质量的全程控制
深基坑施工的质量优劣会受到支护施工质量的直接影响，因此应对其整体的施工过程进行控制，当某个环节出现问题时可以及时纠正，避免事后补救面临极大难度的情况出现。在施工前相关工作人员应熟悉掌握基坑现场的地质资料，熟悉了解施工现场周围的环境和设计图纸。另外降水系统要保证工作正常，施工单位在施工期间不能将锚杆的位置、型号、长度、数量、钢筋网间距和加强筋范围随意更改，若一定要变更设计方案则需通过专家评审。土方开挖单位和基坑支护单位应当相互配合，将支护与分层分段开挖坚持进行，回填基坑前不可将支护层破坏，特别是坡脚位置，避免影响支护质量。
结语
综上所述，为了使岩土工程的施工质量得到有力保证关键在于做好深基坑的设计工作，较为复杂的深基坑支护工程施工程序在受到环保施工等因素的制约同时，导致其有越来越高的技术要求。传统深基坑支护工程的计算方法及设计理论对当前基坑开挖及支护结构的实际施工状况很难相符，致使基坑事故出现，因此设计人员应当对深基坑进行科学合理的设计，解决当前深基坑支护的问题，使岩土工程的安全稳固性得以保证。
参考文献
[1]崔炳辰.试析岩土工程中的深基坑支护设计问题及对策[J].工程建设与设计,2019(02):51-52.
[2]罗凯.岩土工程中的深基坑支护设计问题和对策[J].住宅与房地产,2018(33):75+242.
[3]宋巍.分析岩土工程中深基坑支护设计[J].低碳世界,2017(21):70-71.
[4]马云峰.岩土工程中的深基坑支护设计问题分析[J].住宅与房地产,2017(06):146.
论文作者:郑力文
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年3期
论文发表时间:2019/6/19
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