淺談基坑支護優(yōu)化設(shè)計

陳淑強

【摘 要】隨著城市化進程的加快，多數(shù)建筑工程涉及基坑開挖的問題。為了保障基坑支護的質(zhì)量，減少對建設(shè)項目周圍環(huán)境的影響，應(yīng)加強基坑支護的設(shè)計及其優(yōu)化工作。論文主要介紹了建筑工程常用的幾種基坑支護，分析了基坑支護結(jié)構(gòu)設(shè)計及其優(yōu)化。

【Abstract】With the acceleration of urbanization， most construction projects involve the problem of foundation pit excavation. In order to ensure the quality of foundation pit support and reduce the impact on the surrounding environment of the construction project， the design and optimization of foundation pit support should be strengthened. This paper mainly introduces several kinds of foundation pit support commonly used in construction engineering， analyzes the design and optimization of foundation pit support structure.

【關(guān)鍵詞】基坑支護;設(shè)計;優(yōu)化

【Keywords】 foundation pit support; design; optimization

【中圖分類號】TU222? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號】1673-1069（2019）05-0152-02

1 建筑工程常用的幾種基坑支護

就基坑支護而言，其實質(zhì)是一種支擋、加固與保護措施，其是為了保障地下結(jié)構(gòu)施工、基坑周邊環(huán)境安全，在基坑周邊環(huán)境采用支護措施。基坑支護在建筑工程施工中具有重要的保護作用，給工程項目后續(xù)的施工奠定基礎(chǔ)。現(xiàn)階段，建筑工程常用的幾種基坑支護有工字鋼基坑支護、SMW（Soil-cement Mixing Wall）型支護、地下連續(xù)墻等。其中，工字鋼基坑支護具有剛度大、成本低、受力性能好等優(yōu)點，適用于砂性土、粒徑小于100mm的砂卵石基坑;SMW型支護具有止水帷幕、樁支護于一體的優(yōu)勢，其是由深層攪拌樁發(fā)展起來的;地下連續(xù)墻是借助各種挖槽設(shè)備和特質(zhì)泥漿，根據(jù)施工要求，在地下挖出符合要求的溝槽，之后將鋼筋籠放置于溝槽內(nèi)，并在溝槽內(nèi)注入混凝土，從而形成連續(xù)的地下墻體，以發(fā)揮承重、防滲擋土的作用[1]。

2 基坑支護結(jié)構(gòu)設(shè)計

2.1 基坑支護結(jié)構(gòu)的設(shè)計原則

根據(jù)結(jié)構(gòu)破壞程度的不同，基坑工程需采用不同的安全等級，其中結(jié)構(gòu)破壞程度分為不嚴(yán)重、嚴(yán)重、很嚴(yán)重，對應(yīng)的安全等級為三級、二級、一級。就深基坑支護結(jié)構(gòu)設(shè)計來說，其主要按正常使用極限狀態(tài)、承載力極限狀態(tài)兩種狀態(tài)進行設(shè)計，其中，正常使用極限狀態(tài)又被稱為變形極限狀態(tài)，是以變形極限為界，進行相關(guān)的基坑設(shè)計;承載力極限狀態(tài)又被稱為應(yīng)力極限狀態(tài)，是以極限應(yīng)力值為界限進行的基坑設(shè)計。

2.2 基坑支護結(jié)構(gòu)選型

確?？颖诜€(wěn)定、保障施工安全是基坑支護的目的;保障附近建筑物（構(gòu)造物）、管線的安全是基坑支護的要求;保證支護結(jié)構(gòu)施工方便、經(jīng)濟合理是基坑支護的重要前提。為了達到基坑支護的目的和要求，則需要選擇因地制宜、安全經(jīng)濟、施工方便的支護體系。要想實現(xiàn)上述目的，在支護體系設(shè)計過程中，應(yīng)根據(jù)基坑工程的現(xiàn)場情況和周圍環(huán)境，選擇恰當(dāng)?shù)闹ёo類型，并掌握支護結(jié)構(gòu)的安全變位量，保障支護體系的安全，同時應(yīng)盡量降低對周圍建筑的影響。

2.3 基坑支護結(jié)構(gòu)設(shè)計的計算方法

有限元法是現(xiàn)階段擋土墻內(nèi)力分析的主要計算方法，該方法不僅將基坑開挖的多種因素考慮其中，并能夠使擋土結(jié)構(gòu)形式優(yōu)化、開挖過程科學(xué)合理化。就擋土結(jié)構(gòu)有限元分析法而言，其主要包括彈性桿系有限元法、連續(xù)介質(zhì)有限元法兩種計算方法。其中，彈性桿系有限元法具有計算模型簡單、計算參數(shù)易獲取、計算結(jié)果可靠等優(yōu)點，是我國當(dāng)前的重要計算方法之一;連續(xù)介質(zhì)有限元法，在計算機技術(shù)不斷提高的背景下，尤其是一些有限元計算軟件的引入，推動了該方法的應(yīng)用。

3 基坑支護優(yōu)化

3.1 基坑支護設(shè)計方案優(yōu)化的重要性

因基坑支護類型較多，相應(yīng)的設(shè)計方案也比較多。為了保障施工的安全有效，在選擇合理支護結(jié)構(gòu)類型的同時，還應(yīng)對基坑支護方案進行優(yōu)化。優(yōu)化基坑支護方案是十分重要的，主要表現(xiàn)為：一是選擇符合工程項目的最佳設(shè)計方案，能夠保障基坑的穩(wěn)定性、安全性;二是設(shè)計方案的優(yōu)化，在一定程度上降低了投資成本，遵循了經(jīng)濟合理性原則;三是為基坑周圍環(huán)境提供了保障，減少了工程事故的發(fā)生，極大程度上促進了環(huán)境效益、經(jīng)濟效益、社會效益的增加[2]。

3.2 基坑支護優(yōu)化的內(nèi)容

就基坑支護來說，其優(yōu)化內(nèi)容主要包括三點，即優(yōu)選基坑支護類型、優(yōu)化支護結(jié)構(gòu)、實時優(yōu)化施工過程。具體來說，優(yōu)選基坑支護類型，根據(jù)基坑的地質(zhì)情況和周圍環(huán)境等，綜合考慮各種因素，選擇最佳的支護類型;優(yōu)化支護結(jié)構(gòu)，其主要在選定的支護類型方案的基礎(chǔ)上，對方案的細(xì)部（支護樁的樁徑和樁距，支撐點的位置和層等）進行優(yōu)化計算，該優(yōu)化計算主要采用的方法是彈性抗力法，在已知支護系統(tǒng)位移、剪力、最大彎矩等參數(shù)的條件下，進行相應(yīng)的計算，從而獲得準(zhǔn)確、有效的計算結(jié)果;實時優(yōu)化施工過程，即在基坑支護的施工過程中，根據(jù)實時檢測的信息進行合理的優(yōu)化，從而保障施工的順利、高效開展[3]。

3.3 基坑支護方案的優(yōu)化方法

對于基坑支護方案的優(yōu)化，可以采用多目標(biāo)模糊優(yōu)化方法，對基坑支護方案的工期、造價、機械設(shè)備等方面進行評比和優(yōu)選，從而找到最佳的支護方案。在實際的基坑支護設(shè)計中，應(yīng)考慮多目標(biāo)優(yōu)化問題，因為部分目標(biāo)存在矛盾，常常無法實現(xiàn)各目標(biāo)的同步優(yōu)化，因此，應(yīng)對各個目標(biāo)情況進行了解和掌握，從而獲得一個適宜的優(yōu)化方案。

4 結(jié)語

綜上所述，基坑支護是工程項目建設(shè)的重要組成部分之一。選擇適宜的基坑支護類型，加強基坑支護的設(shè)計方案和施工過程優(yōu)化，極大程度上保障了基坑支護的質(zhì)量，從而保障了工程項目的整體質(zhì)量。

【參考文獻】

【1】黃國海.建筑深基坑支護優(yōu)化設(shè)計分析[J].工程建設(shè)與設(shè)計，2017（20）：11-12.

【2】張勇.淺談高層建筑基坑支護處理技術(shù)[J].中國住宅設(shè)施，2018（05）：119-120.

【3】吳發(fā)堅.論深基坑支護技術(shù)方案優(yōu)化設(shè)計[J].科技展望，2016，26（13）：148.