淺析基坑支護(hù)工程與發(fā)展趨勢(shì)

張嘉偉

摘 要：基坑工程是建立在世界各地的，大投資，高風(fēng)險(xiǎn)，難度大的關(guān)鍵性工程項(xiàng)目，然而隨著城市現(xiàn)代化建設(shè)的不斷發(fā)展，基坑工程設(shè)計(jì)項(xiàng)目數(shù)量及規(guī)模正迅速增大，基坑支護(hù)工程作為其發(fā)展的基礎(chǔ)條件起著至關(guān)重要的作用。

關(guān)鍵詞：基坑工程的特點(diǎn)；基坑工程的實(shí)際原則；基坑工程的發(fā)展趨勢(shì)

基坑支護(hù)是指進(jìn)行建（構(gòu)）筑物基礎(chǔ)、地下建（構(gòu)）筑物施工而開挖形成的地面以下的空間。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快，城市人口密度增加，城市建設(shè)向縱深方向的快速發(fā)展，地下空間的開發(fā)和使用成為一種必然，基坑工程的數(shù)量日益增多，規(guī)模不斷擴(kuò)大，基坑發(fā)雜型和技術(shù)難度也隨之增大。大規(guī)模的高層建筑地下室、地下商場(chǎng)的建設(shè)和大規(guī)模的市政工程和地下停車場(chǎng)、大型地鐵站、地下變電站、地下通道、地下倉(cāng)庫(kù)、大型排水及污水處理系統(tǒng)和地下民防工事等的施工都面臨深基坑工程，并不斷刷新著基坑工程的規(guī)模、深度和難度記錄。

一、基坑工程的特點(diǎn)

1、高風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)支護(hù)結(jié)構(gòu)僅作為施工所需要的臨時(shí)支護(hù)措施，結(jié)構(gòu)使用時(shí)間短，一般不超過(guò)兩年，屬于臨時(shí)工程，與永久性結(jié)構(gòu)相比，安全設(shè)計(jì)考慮儲(chǔ)備系數(shù)比較小，再加上巖土特性，荷載及環(huán)境的改變和不確定性，因此，支護(hù)結(jié)構(gòu)存在很大的風(fēng)險(xiǎn)。

2、獨(dú)特性顯著?；庸こ膛c周圍環(huán)境條件密切相關(guān)，在城區(qū)和在空曠區(qū)的基坑對(duì)支護(hù)體系的要求差別很大，幾乎每個(gè)基坑都有其相應(yīng)的獨(dú)特性。

3、區(qū)域性要求。巖土工程區(qū)域性要求高，基坑支護(hù)工程便更強(qiáng)的顯示出其區(qū)域性。不同地區(qū)的巖土性質(zhì)差別很大，即使在同一地區(qū)，巖土之間的性質(zhì)也存在不同，因此，基坑支護(hù)設(shè)計(jì)與施工要根據(jù)各地的具體情況，制定適宜的辦法，綜合使用成功經(jīng)驗(yàn)進(jìn)嘗試，不能一味復(fù)制。

4、空間性和時(shí)間性?；庸こ趟幙臻g對(duì)于基坑支護(hù)產(chǎn)生了強(qiáng)烈的影響，要求支撐系統(tǒng)具有一定強(qiáng)度，且需解決明顯的蠕變土壤，造成基坑支護(hù)有顯著的空間性和時(shí)間性。

5、信息化施工要求高。基坑挖掘速度和順序，對(duì)支護(hù)體系受力系統(tǒng)有很大的影響，基坑支護(hù)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮到施工組織要求和施工條件，合理的改變挖掘速度和先后順序，需要加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，實(shí)行信息化建設(shè)。

6、綜合性強(qiáng)?；又ёo(hù)是結(jié)構(gòu)工程、巖土工程、施工技術(shù)相互交叉的技術(shù)，同時(shí)基坑支護(hù)工程涉及的土力學(xué)問(wèn)題，變形和滲漏，也是影響基坑支護(hù)穩(wěn)定的因素，因此對(duì)設(shè)計(jì)師而言需要有廣泛的綜合知識(shí)。

7、環(huán)境影響。變形和地下水水位下降的基坑支護(hù)體系可能對(duì)周圍道路產(chǎn)生不利影響，地下管線及建筑物，可能會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的損害，因此，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和施工中應(yīng)注意環(huán)境的影響。

8、理論不成熟。盡管基坑支護(hù)技術(shù)得到了較大的發(fā)展，但在理論上仍屬尚待發(fā)展的綜合技術(shù)。目前只是使用理論上的計(jì)算，并結(jié)合區(qū)域半理論半經(jīng)驗(yàn)的方法來(lái)設(shè)計(jì)。

二、基坑工程的實(shí)際原則

1、安全可靠。為確?；又車吰碌姆€(wěn)定性，以滿足自己的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，穩(wěn)定性和變形要求支持，以確保坑相鄰建筑物，構(gòu)筑物和地下管線的安全包圍。

2、經(jīng)濟(jì)合理。在支撐結(jié)構(gòu)的前提下從安全，材料，設(shè)備，工程期限，勞動(dòng)力，環(huán)保等方面配套有顯著技術(shù)優(yōu)勢(shì)和經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)。

3、施工便利。按照安全可靠，經(jīng)濟(jì)合理的原則，方便施工，以縮短工期。

4、技術(shù)可行?；又ёo(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不僅符合力學(xué)的基本原理，同時(shí)也能夠既經(jīng)濟(jì)又方便實(shí)現(xiàn)，如設(shè)計(jì)和施工機(jī)械應(yīng)進(jìn)行比較，建筑施工機(jī)械應(yīng)具備足夠的能力。

5、可持續(xù)發(fā)展?；庸こ淘O(shè)計(jì)要求考慮可持續(xù)發(fā)展，考慮節(jié)能減耗，減少對(duì)環(huán)境的影響，減少對(duì)環(huán)境的污染。如在技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行的條件下，盡可能地采用支護(hù)結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)相結(jié)合的方式；在設(shè)計(jì)中盡可能地少采用鋼筋混凝土支撐，減少支撐拆除所造成的噪音和揚(yáng)塵污染以及廢棄材料的處置難題等。

6、采用以分項(xiàng)系數(shù)表示的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。

三、基坑工程的發(fā)展趨勢(shì)

1、系統(tǒng)化?；又ёo(hù)工程是個(gè)系統(tǒng)工程，調(diào)查結(jié)果顯示，支護(hù)工程系統(tǒng)的各個(gè)方面必須系統(tǒng)的解決各處所出現(xiàn)的問(wèn)題，以達(dá)到工程的穩(wěn)定和安全。

2、機(jī)械化。建筑機(jī)械化是必要的規(guī)模支護(hù)項(xiàng)目的要求，增加了難度。地下連續(xù)墻成槽，支撐鉆孔，地下連續(xù)墻鋼筋籠升降和土方開挖，降雨等工程機(jī)械性能的要求越來(lái)越高。

3、規(guī)范化。實(shí)踐證明，在施工過(guò)程中縱深加大，基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，土壤，地下水隨著深度變化顯著增加，有的甚至是質(zhì)的變化，相應(yīng)的設(shè)計(jì)規(guī)范，方法，軟件等等對(duì)于這些問(wèn)題存在著缺陷。隨著超深，超大基坑的設(shè)計(jì)，相關(guān)理論也逐漸提高，逐漸產(chǎn)生實(shí)際的可行性經(jīng)驗(yàn)，硬件和軟件也得到了很大的改善，深基坑支護(hù)工程也在不斷規(guī)范化。

4、信息化。信息技術(shù)已經(jīng)成為基坑支護(hù)未來(lái)的一個(gè)重要特征，作為密切與復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境，系統(tǒng)的信息及時(shí)收集，分析和處理真實(shí)地表現(xiàn)出基坑的實(shí)際運(yùn)作狀態(tài)，對(duì)進(jìn)一步的工作指導(dǎo)，而且還提供了有價(jià)值的信息和第一手的研究和設(shè)計(jì)。

5、智能化。智能化是基坑工程發(fā)展的必然趨勢(shì)。包括計(jì)算機(jī)的有限元計(jì)算法，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型等先進(jìn)的方法，發(fā)揮了重要作用。

四、總結(jié)

基坑支護(hù)的設(shè)計(jì)與施工，既要確保所有的支撐結(jié)構(gòu)在施工過(guò)程中的安全性，而且要控制變形機(jī)構(gòu)和周圍的土地。根據(jù)安全性設(shè)計(jì)的前提，必須是合理的，也是節(jié)約成本，便于施工的，縮短工期。每一個(gè)階段，隨著施工的議程，在施工過(guò)程中，發(fā)生的結(jié)構(gòu)和外部負(fù)載變化時(shí)，都對(duì)內(nèi)力有直接影響，任何施工數(shù)據(jù)的工作很可能會(huì)影響到支撐結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。需要與建筑工人密切配合，加強(qiáng)監(jiān)測(cè)和分析，及早發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，解決問(wèn)題，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，以使挖掘困難的問(wèn)題有效解決，也只有這樣，理論與設(shè)計(jì)相結(jié)合施工技術(shù)才取得突飛猛進(jìn)的發(fā)展。（作者單位：齊齊哈爾工程學(xué)院）