建筑深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)問題分析

高江鵬

摘 要：深基坑是建筑工程中重要的組成部分，對(duì)建筑工程的施工質(zhì)量有較大的影響。為了確保建筑工程的順利進(jìn)行，需要做好深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)工作，為深基坑施工提供安全的作業(yè)條件。在深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)工作中，做好護(hù)壁的安全設(shè)計(jì)，在確?；觾?nèi)施工安全的基礎(chǔ)上，還要保證基坑附近建筑物以及地下管線的安全性。做好深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)工作，為建筑工程施工的安全進(jìn)行奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。文章首先對(duì)深基坑工程的現(xiàn)狀以及深基坑支護(hù)工程設(shè)計(jì)的技術(shù)要求進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析，然后對(duì)深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)中存在的問題以及處理對(duì)策進(jìn)行了探討，對(duì)于提高建筑深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)水平具有重要的意義。

關(guān)鍵詞：建筑工程；深基坑；支護(hù)設(shè)計(jì)；技術(shù)要求

中圖分類號(hào)：TU97 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

隨著城市化進(jìn)程的加快，建筑的數(shù)量以及規(guī)模不斷提升，由此對(duì)于建筑的施工質(zhì)量要求越來越嚴(yán)格。在土地資源有限的情況下，現(xiàn)階段主要以高層建筑居多，由此需要進(jìn)行深基坑施工，基坑施工是建筑工程的基礎(chǔ)，其施工質(zhì)量直接關(guān)系到整個(gè)建筑的質(zhì)量。在進(jìn)行深基坑施工的過程中，需要做好支護(hù)設(shè)計(jì)，確?；觾?nèi)作業(yè)環(huán)境的安全性，同時(shí)還需要注意基坑旁各個(gè)建筑以及地下管線等的安全。所以在進(jìn)行建筑深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)工作時(shí)，需要深入第一現(xiàn)場(chǎng)，獲取第一手的數(shù)據(jù)資料，然后根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際勘察情況，設(shè)計(jì)出優(yōu)秀的深基坑支護(hù)方案，為深基坑工程的順利進(jìn)行創(chuàng)造安全的作業(yè)環(huán)境。

1 深基坑工程現(xiàn)狀分析

1.1 深基坑設(shè)計(jì)在城市發(fā)展中的重要性

在城市建筑密度越來越高的形勢(shì)下，新建的建筑面臨越來越大的難度，因?yàn)樵谶M(jìn)行深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)工作中，需要將周圍的各種要素都要考慮進(jìn)來，確?；觾?nèi)以及基坑周圍的安全性。隨著地下空間的不斷開發(fā)利用，深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)工作變得越來越重要，需要做好充分而全面的現(xiàn)場(chǎng)勘察工作，為深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)提供有利的數(shù)據(jù)資料。

1.2 基坑周圍環(huán)境復(fù)雜

在城市發(fā)展的過程中，隨著各項(xiàng)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，土地資源越來越少，而建筑投資方為了獲取經(jīng)濟(jì)效益，就會(huì)將目標(biāo)放在地下空間的開發(fā)上，所以基坑工程發(fā)展的越來越深，但是在規(guī)模以及安全標(biāo)準(zhǔn)上還需要嚴(yán)格按照城市管理的規(guī)定執(zhí)行，所以深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)是確保工程安全性的重要保障。在深基坑施工中，會(huì)對(duì)鄰近的建筑、管線以及道路等造成一定的影響，所以需要不斷提高設(shè)計(jì)水平，設(shè)計(jì)優(yōu)秀的設(shè)計(jì)方案。

1.3 基坑支護(hù)方法眾多

在深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)工作中，有多種支護(hù)方法可以選擇，但是采用何種支護(hù)方法才能夠滿足深基坑安全性的標(biāo)準(zhǔn)是需要考慮的重要問題。所以在進(jìn)行深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)工作時(shí)，需要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行深入的勘察，獲取全面而準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)資料，然后綜合各方面因素制定出優(yōu)秀的設(shè)計(jì)方案。

1.4 基坑工程的風(fēng)險(xiǎn)性大

深基坑工程具有極大的風(fēng)險(xiǎn)性，因?yàn)槭窃诘叵率┕?，而周圍的環(huán)境又比較復(fù)雜，所以一旦基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方案水平不高，在施工中就會(huì)導(dǎo)致坍塌等事故的發(fā)生，對(duì)深基坑自身以及周圍的建筑都會(huì)造成極大的威脅。所以說深基坑支護(hù)的設(shè)計(jì)方案具有重要的意義，需要不斷提升設(shè)計(jì)水平，創(chuàng)新設(shè)計(jì)理念和思維，為深基坑施工的安全進(jìn)行創(chuàng)造有利的條件。

2 深基坑支護(hù)工程設(shè)計(jì)基本的技術(shù)要求

2.1 做好準(zhǔn)備工作

在進(jìn)行設(shè)計(jì)工作之前，需要做好充足的準(zhǔn)備工作，為設(shè)計(jì)工作提供詳細(xì)的數(shù)據(jù)資料。所以需要對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行勘察工作，勘察地質(zhì)水文條件，了解周圍的建筑部署，詳細(xì)掌握周邊各種管線的分布圖，然后制定出地下工程的平面圖以及剖面圖等各種設(shè)計(jì)圖紙，并且嚴(yán)格按照規(guī)定的安全等級(jí)來設(shè)計(jì)。

2.2 動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)

因?yàn)樵O(shè)計(jì)工作是在工程開始之前進(jìn)行的，而隨著工程的不斷施工，很多因素都會(huì)發(fā)生變化，并且是在設(shè)計(jì)時(shí)無法預(yù)見的，原有的設(shè)計(jì)方案就無法繼續(xù)運(yùn)行，由此就需要?jiǎng)?chuàng)新設(shè)計(jì)理念，采用動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)方法。所謂的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)就是在設(shè)計(jì)方案完成之后，根據(jù)工程在實(shí)際施工中遇到的與設(shè)計(jì)方案不符的地方可以隨時(shí)調(diào)整設(shè)計(jì)參數(shù)，對(duì)工程進(jìn)行全面的監(jiān)測(cè)，確保工程的順利進(jìn)行。

2.3 支護(hù)結(jié)構(gòu)的選擇

在深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)工作中，包含多種形式的支護(hù)結(jié)構(gòu)，但是應(yīng)該秉承一定的設(shè)計(jì)原則。第一，安全性，根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際狀況選擇合理的支護(hù)結(jié)構(gòu)形式，確保施工期間不會(huì)發(fā)生允許范圍外的變形，不會(huì)產(chǎn)生結(jié)構(gòu)性破壞。第二，經(jīng)濟(jì)性，因?yàn)橹ёo(hù)結(jié)構(gòu)只是在深基坑施工中的臨時(shí)性工程，在深基坑完工后就會(huì)失去應(yīng)用價(jià)值，所以在保證安全性的基礎(chǔ)上要盡量節(jié)省成本。第三，方便性，支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要方便施工的進(jìn)行。所以在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際狀況選擇適宜的支護(hù)結(jié)構(gòu)形式。

3 深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)中存在的問題

3.1 土體的物理力學(xué)參數(shù)選擇不當(dāng)

在深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)中，各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)都需要嚴(yán)格按照規(guī)范要求的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，才能夠確保設(shè)計(jì)方案的安全性。其中的土體壓力是對(duì)安全性影響最大的技術(shù)參數(shù)，但是由于土體壓力的計(jì)算存在一定的難度，因?yàn)樾枰Y(jié)合含水率、內(nèi)摩擦角以及粘聚力等參數(shù)，但是這三個(gè)量是不固定的，隨著工程的進(jìn)展會(huì)不斷的發(fā)生變化，由此支護(hù)結(jié)構(gòu)所能夠承受的受力狀況無法得出準(zhǔn)確的結(jié)果，這就在很大程度上影響到深基坑設(shè)計(jì)的安全性。目前主要用到庫(kù)倫公式以及朗肯公式，但由于受到以上三個(gè)變量的影響，所以在土體壓力數(shù)值計(jì)算的精準(zhǔn)性方面還有所欠缺，直接影響到深基坑施工的安全性，這是目前在深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)中存在的物理力學(xué)參數(shù)的問題。

3.2 基坑土體的取樣具有不完全性

為了確保深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方案的合理性，在設(shè)計(jì)之前需要對(duì)土體進(jìn)行取樣分析，從而獲取土體的物理學(xué)技術(shù)參數(shù)，為設(shè)計(jì)方案提供有利的數(shù)據(jù)依據(jù)。但是由于深基坑工程中地質(zhì)情況復(fù)雜多變，一般情況下會(huì)在開挖區(qū)域進(jìn)行鉆孔取樣，但是在很多情況下會(huì)受到經(jīng)濟(jì)性的限制，所以土體樣本具有隨機(jī)性，在試驗(yàn)數(shù)據(jù)方面具有不完整性，沒有代表性，所以直接影響到支護(hù)設(shè)計(jì)的技術(shù)參數(shù)，最終影響到工程的安全性。

3.3 基坑開挖存在的空間效應(yīng)考慮不周

大量的實(shí)測(cè)資料表明：基坑周邊向基坑內(nèi)發(fā)生的水平位移是中間大兩邊小。深基坑邊坡的失穩(wěn)，常常以長(zhǎng)邊的居中位置發(fā)生。說明深基坑開挖是一個(gè)空間問題。傳統(tǒng)的深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是按平面應(yīng)變問題處理的。對(duì)一些細(xì)長(zhǎng)條基坑來講，這種平面應(yīng)變假設(shè)是比較符合實(shí)際的，而對(duì)近似方形或長(zhǎng)方形深基坑則差別比較大。所以，在未進(jìn)行空間問題處理前而按平面應(yīng)變假設(shè)設(shè)計(jì)時(shí)，支護(hù)結(jié)構(gòu)要適當(dāng)進(jìn)行調(diào)整，以適應(yīng)開挖空間效應(yīng)的要求。

3.4 支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算與實(shí)際受力不符

目前，深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算仍基于極限平衡理論，但支護(hù)結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力并不那么簡(jiǎn)單。有的支護(hù)結(jié)構(gòu)按極限平衡理論設(shè)計(jì)計(jì)算的安全系數(shù)，從理論上講是絕對(duì)安全的，但有時(shí)卻發(fā)生破壞；有的支護(hù)結(jié)構(gòu)安全系數(shù)雖然比較小，甚至達(dá)不到規(guī)范的要求，但在實(shí)際工程中卻滿足要求。極限平衡理論是深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的一種靜態(tài)設(shè)計(jì)，而實(shí)際上開挖后的土體是一種動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，也是一個(gè)土體逐漸松弛的過程，隨著時(shí)間的增長(zhǎng)，土體強(qiáng)度逐漸下降，并產(chǎn)生一定的變形。所以，在設(shè)計(jì)中必須充分考慮到這一點(diǎn)。

4 深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)應(yīng)做到以下幾點(diǎn)

4.1 充分利用新技術(shù)、新理念，具體事物具體分析，不要生搬硬套傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念。在現(xiàn)今的深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)領(lǐng)域，還沒有公認(rèn)的、權(quán)威的的計(jì)算公式，基本上都是摸著石頭過河。深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要區(qū)別其他設(shè)計(jì)領(lǐng)域，要改變傳統(tǒng)觀念，利用施工監(jiān)測(cè)反饋動(dòng)的態(tài)信息指引設(shè)計(jì)體系。

4.2 重視支護(hù)結(jié)構(gòu)理論和材料的試驗(yàn)研究，實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。正確的理論必須建立在大量試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)之上。在深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)方面，我國(guó)與發(fā)達(dá)國(guó)家有較大距離，還有大量的路要走。不過，我國(guó)由于經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，大量高層超高層建筑拔地而起，所以積累了擁有大量的第一手施工數(shù)據(jù)，但缺少科學(xué)的測(cè)試數(shù)據(jù)，無法形成理論，我們以后一定要重視。

4.3 隨著建筑業(yè)的快速發(fā)展，深基坑工程會(huì)面臨越來越難的挑戰(zhàn)，所以為了保證深基坑工程施工的安全性，應(yīng)該不斷的創(chuàng)新深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)理念，不斷學(xué)習(xí)國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的設(shè)計(jì)技術(shù)，并且在設(shè)計(jì)思維方面不斷創(chuàng)新，提高設(shè)計(jì)水平，為深基坑工程的安全進(jìn)行奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

結(jié)語(yǔ)

深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)是確保建筑工程深基坑施工能夠安全進(jìn)行的重要基礎(chǔ)，所以需要不斷提高深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)水平。深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)工作不僅是確保深基坑施工安全的重要保障，同時(shí)也是確保深基坑周邊環(huán)境安全的重要因素。而在深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)過程中，存在佷多的影響因素，需要不斷的改進(jìn)設(shè)計(jì)方法，創(chuàng)新設(shè)計(jì)理念，提高設(shè)計(jì)水平，切實(shí)保障深基坑工程施工的安全性。

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