巖土工程中的深基坑支護設(shè)計分析

趙澤陽 郝江華 段彬

1. 西安曲江大明宮置業(yè)有限公司 陜西 西安 710000；

2. 中聯(lián)西北工程設(shè)計研究院有限責任公司 陜西 西安 710000；

3. 恒大地產(chǎn)集團中原公司 陜西 西安 710018

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，高層建筑數(shù)量逐漸增多，帶動了巖土工程特別是深基坑支護技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用。由于該類技術(shù)在實際操作過程中具有一定的復(fù)雜性并隨時代發(fā)展而不斷進步，因而可以在施工過程中不斷對其進行改善，通過合理設(shè)計來保證沿途工程的整體質(zhì)量。

1 深基坑支護的重要性

深基坑支護技術(shù)在工程設(shè)計與施工的各個階段都有較為廣泛的應(yīng)用，對施工的質(zhì)量和施工的穩(wěn)定性等具有重要影響。在巖土工程中開展深基坑支護設(shè)計時，需要綜合考慮施工所在地的自然環(huán)境以及支護結(jié)構(gòu)的具體使用年限等因素，在統(tǒng)籌各類不確定因素和確定因素的情況下，綜合設(shè)計出最符合施工要求的方案以提高施工效益。隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和新技術(shù)的應(yīng)用，深基坑支護技術(shù)逐漸成熟，在建筑施工中發(fā)揮重要作用。但是深基坑支護工作在一定程度上也給城市人民的生活帶來了一定的困擾，導(dǎo)致出現(xiàn)許多安全問題，影響了環(huán)境建設(shè)。必須加強對深基坑支護技術(shù)的安全性的重視，結(jié)合實際情況制定相應(yīng)計劃，推動深基坑支護工作實現(xiàn)進一步的創(chuàng)新[1]。

2 深基坑支護設(shè)計存在的問題

2.1 力學(xué)參數(shù)使用不合理

隨著建筑施工的不斷推進，深基坑支護技術(shù)的應(yīng)用范圍也逐漸拓寬，基坑開挖時的地質(zhì)情況也不斷發(fā)生改變。在地質(zhì)中的含水率、黏聚力以及摩擦角等因素不斷改變的情況下，計算的難度明顯增加，土壓力計算面臨更大的挑戰(zhàn)。隨著實際建筑施工工作的開展，基坑所選擇的施工工藝和支護結(jié)構(gòu)等也會為適應(yīng)力學(xué)參數(shù)的要求而不斷發(fā)生變化，這就導(dǎo)致力學(xué)參數(shù)在選擇過程中出現(xiàn)多類問題，存在較大的不確定性。設(shè)計人員需要結(jié)合工程施工中的具體情況進行選擇，對設(shè)計人員的工作經(jīng)驗和專業(yè)素養(yǎng)的要求相對較高。若設(shè)計人員的工作經(jīng)驗等不能滿足設(shè)計的要求，力學(xué)參數(shù)的設(shè)計選擇就有可能出現(xiàn)紕漏，導(dǎo)致實際深基坑支護技術(shù)的應(yīng)用出現(xiàn)問題，施工過程中的方案選擇在一定程度上脫離實際，影響最終的施工質(zhì)量。

2.2 基坑空間效應(yīng)

基坑空間效應(yīng)問題也稱邊坡失穩(wěn)問題，是在建筑施工開挖過程中經(jīng)常出現(xiàn)的施工問題。在進行基坑開挖工作時，必須嚴格按照設(shè)計圖紙和設(shè)計方案的要求，若出現(xiàn)基坑細長現(xiàn)象，必須結(jié)合具體的基坑開挖空間效應(yīng)標準，遵守平面應(yīng)變所規(guī)定的設(shè)計和開挖原則，及時采取措施對深基坑支護的結(jié)構(gòu)等進行調(diào)整，以此避免出現(xiàn)空間效應(yīng)等問題。

2.3 計算與實際情況之間存在差異

當今在對深基坑支護技術(shù)的承受力進行模擬計算時，主要借助極限平衡理論進行計算。但是隨著建筑施工的深入開展，相關(guān)人員逐漸發(fā)現(xiàn)在施工環(huán)境相對復(fù)雜、施工工藝等隨時變化的情況下，計算過程中的極限平衡理論系數(shù)并不能完全應(yīng)用于具體實踐，在多個受力點的影響下，計算結(jié)果與實際情況之間存在較大出入。同時，由于深基坑支護技術(shù)應(yīng)用過程中具有動態(tài)更改的特點，與極限平衡理論的靜態(tài)計算方式之間存在一定的差異，加上基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)本身也會隨工程的推進逐漸降低施工強度、改變形態(tài)，極限平衡理論計算出的數(shù)據(jù)會逐漸與實際情況之間拉開差距，最終完全不適合實際施工的要求。支護結(jié)構(gòu)的計算與實際受力之間存在差異是深基坑支護設(shè)計應(yīng)用過程中存在的重要問題，改進計算以適應(yīng)深基坑設(shè)計的需要對該技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)新具有重要意義。

2.4 基坑土體取樣問題

在進行深基坑支護結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，必須對施工點的土層進行取樣，通過對土體進行分析來獲得土體物理力學(xué)的指數(shù)等數(shù)據(jù)，作為深基坑支護結(jié)構(gòu)設(shè)計的依據(jù)。一般來講，土體取樣的范圍是深基坑開挖范圍周邊兩到三倍的區(qū)域，土層取樣必須使用專業(yè)的儀器，按照嚴格標準開展。但實際操作過程中，為節(jié)約工程建設(shè)支出，一般選擇采用隨機鉆孔的形式完成土層取樣工作，該類方式取得的土層樣本可能與實際的地質(zhì)構(gòu)造之間存在差異，樣本具有較大的偶然性，土樣的代表性不足，導(dǎo)致實際的深基坑支護結(jié)構(gòu)設(shè)計出現(xiàn)問題。

2.5 邊坡堆載問題

建筑施工過程中，一般就近堆放建筑施工需要的鋼筋水泥和機械設(shè)備等施工物資。施工過程中需要使用的罐車等也與基坑的距離相對較近，這就很容易導(dǎo)致塔吊安裝等工作出現(xiàn)安全問題，進而出現(xiàn)基坑變形等現(xiàn)象，影響支護結(jié)構(gòu)設(shè)計。在設(shè)計人員不重視的情況下，建筑設(shè)計的質(zhì)量等也會受到影響[2]。

3 深基坑支護設(shè)計措施

3.1 改善施工中出現(xiàn)的變形問題

深基坑施工過程中經(jīng)常出現(xiàn)變形問題，影響施工建設(shè)的順利開展。必須做好對基坑周邊地質(zhì)環(huán)境的監(jiān)測工作，綜合周邊建筑物以及地下管道等的變形情況，尋找導(dǎo)致基坑變形的因素，繼而整理出基坑變形的相關(guān)數(shù)據(jù)。在此基礎(chǔ)上開展模擬實驗，探究避免基坑變形的變通措施。同時，基坑設(shè)計和施工人員等都要加強對設(shè)計方案和施工要求的重視，在充分進行實地調(diào)查的基礎(chǔ)上開展分析研究工作，通過模擬測試等方法，制定最為合理的解決措施。在此過程中，相關(guān)人員必須樹立“安全第一”的工程施工理念，重視施工安全，在保證員工和設(shè)備安全的前提下開展深基坑支護設(shè)計和施工工作。

3.2 重視深基坑支護的質(zhì)量管理工作

深基坑支護設(shè)計施工過程中，監(jiān)理人員應(yīng)當加強對施工人員的檢查，對深基坑支護施工的各個環(huán)節(jié)進行檢查監(jiān)督，從安全的角度出發(fā)，嚴格按照施工標準和國家相關(guān)要求開展施工操作。在規(guī)范施工的基礎(chǔ)上，工作人員要加強對工作質(zhì)量的重視，努力提高基坑的施工質(zhì)量。相關(guān)部門也要加強對技術(shù)人員的綜合培訓(xùn)，通過對外聘請專家對設(shè)計人員進行指導(dǎo)，邀請經(jīng)驗豐富的工作人員與設(shè)計人員進行工作經(jīng)驗交流等，促進設(shè)計人員在學(xué)習(xí)交流過程中掌握更多的設(shè)計理念和知識，不斷豐富完善自己的工作素質(zhì)和工作技能，并將其應(yīng)用到實際深基坑支護設(shè)計過程中去，促進基坑施工質(zhì)量的提高。同時，管理人員也應(yīng)當加強對各部門統(tǒng)籌協(xié)調(diào)的重視，制定部門規(guī)章制度和獎懲措施，通過召開會議，舉辦文娛活動等，加強與深基坑支護工作相關(guān)的各部門之間的聯(lián)系，推動深基坑支護工作順利開展。在科學(xué)嚴謹?shù)墓芾淼那疤嵯?，選擇合適的施工策略，提高深基坑施工的工作效率，最終實現(xiàn)提高深基坑工作質(zhì)量的目的。同時，必須加強對深基坑最終支護效果的重視，通過對深基坑監(jiān)測數(shù)據(jù)和現(xiàn)場實際情況的綜合分析考察，研究得出經(jīng)濟性相對較高的合理深基坑支護方案。深基坑支護的監(jiān)測數(shù)據(jù)表如下：

3.3 加強設(shè)計人員深基坑設(shè)計的相關(guān)理念

深基坑支護結(jié)構(gòu)設(shè)計工作主要是由設(shè)計人員負責完成的。當前國內(nèi)在深基坑設(shè)計過程中一般使用等值梁法技術(shù)進行深基坑支護的設(shè)計工作，但是該類方法與當今建筑施工迅速發(fā)展的現(xiàn)狀相比，明顯落后，其計算出的數(shù)值等也與實際施工操作和計算的數(shù)值之間存在差距，導(dǎo)致深基坑設(shè)計的成本明顯增加，增加了施工建設(shè)中的不必要支出。相關(guān)部門必須加強對設(shè)計人員的教育培訓(xùn)，引導(dǎo)其學(xué)習(xí)新的設(shè)計方法，結(jié)合深基坑周邊的地質(zhì)情況和巖土工程的特點，采用多種方式，綜合提高深基坑支護的質(zhì)量[3]。

4 結(jié)束語

深基坑支護設(shè)計在巖土工程施工中占有重要位置，對建筑施工發(fā)展具有重要意義。必須加強對深基坑設(shè)計計算和土樣采集等環(huán)節(jié)的重視，按照國家相關(guān)部門的政策標準和單位施工要求，尋找深基坑支護設(shè)計的施工方法，解決其存在的各項問題，提高深基坑質(zhì)量，推動巖土工程建設(shè)順利開展。

[1] 蔣鵬.巖土工程中的深基坑支護設(shè)計問題分析[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計,2017,(30):284-284.

[2] 隋鐵成,鄭方磊.探究巖土工程施工中深基坑支護問題[J].大陸橋視野,2018,(2):140-141.

[3] 梁森榮.巖土工程深基坑支護技術(shù)的分析[J].南方農(nóng)機,2017,(24):101.