巖土工程中深基坑支護設(shè)計的分析

張煜 初壯 張巖

摘 要：深基坑支護設(shè)計是保證巖土工程順利進行的關(guān)鍵，已經(jīng)得到了各工程單位的廣泛關(guān)注。本文闡述了巖土工程中深基坑支護的技術(shù)，詳細(xì)分析了具體的設(shè)計方式，堅持實事求是的原則，旨在為日后設(shè)計研究工作的順利進行奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：巖土工程;深基坑;支護設(shè)計

在我國經(jīng)濟建設(shè)與社會發(fā)展的過程中，城市化進程逐漸加快，城市中的高層建筑也愈發(fā)增多，而在城市高層建筑施工階段便要應(yīng)用到巖土工程中最為重要的一項工程類型：深基坑支護工程，深基坑支護工程決定了巖土工程的穩(wěn)定性以及安全性，同時也會對高層建筑的整體安全造成一定影響。在實際施工的過程中，深基坑工程支護的施工會受到多種因素的影響，一旦對于安全指標(biāo)控制不完善有可能發(fā)生施工安全事故，給建筑企業(yè)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟損失。所以，為了充分保證工程的施工質(zhì)量并且確保整體工程的施工安全， 必須高度重視巖土工程中的深基坑支護設(shè)計，從而為整體工程的高質(zhì)量完成奠定堅實的基礎(chǔ)。文章通過針對巖土工程當(dāng)中的深基坑支護設(shè)計做細(xì)致的分析與探討，希望可以為行業(yè)從業(yè)人員提供經(jīng)驗參考。

1 巖土工程中深基坑支護設(shè)計特點

1.1 概述

深基坑支護工程是一個技術(shù)綜合性和理論實踐性很強的新型巖土地質(zhì)工程技術(shù)問題，基坑工程地區(qū)性地質(zhì)特征很強。施工內(nèi)容主要包括以下幾點： 第一點是巖土工程基礎(chǔ)設(shè)計、地質(zhì)勘察與巖土工程質(zhì)量調(diào)查。確定施工項目巖土設(shè)計參數(shù)與周圍地下水設(shè)計參數(shù);同時確定周圍鄰近高層建筑物、周圍地下管道埋設(shè)物、城市道路等建筑工程基礎(chǔ)設(shè)施的現(xiàn)狀，并對其隨周圍地層深度位移的最大變形限值做出統(tǒng)計分析。第二點是支撐保護結(jié)構(gòu)的設(shè)計。設(shè)計中施工需深入考慮的具體內(nèi)容主要包括：當(dāng)?shù)厥┕そ?jīng)驗，土體和周圍地下水水質(zhì)狀況，四周整體環(huán)境安全所需要允許的具體地層結(jié)構(gòu)變形要求限值， 提供滿足使用要求的具體施工基礎(chǔ)設(shè)施與具體施工工作場地，滿足施工工期與工程整體造價等。第三點是控制支護結(jié)構(gòu)位移風(fēng)險預(yù)測與管理周邊相關(guān)工程安全保護。如果所預(yù)測的支護結(jié)構(gòu)變形程度超過設(shè)計允許值，應(yīng)及時修改支護設(shè)施結(jié)構(gòu)設(shè)計并調(diào)整施工技術(shù)方案，必要時對項目周邊的重要基礎(chǔ)工程設(shè)施也應(yīng)采取專門的安全保護或其他加固處理措施。

1.2 設(shè)計特點

在巖土工程施工環(huán)節(jié)中要充分結(jié)合項目地區(qū)地質(zhì)條件的實際情況， 因為地下工程受到多種因素的影響，在一定程度上增加了深基坑設(shè)計的難度。從深基坑支護工程角度分析，由于在實際施工的過程中地下空間有限，如果操作不當(dāng)會出現(xiàn)安全事故。為此，在深基坑支護施工過程中要了解施工工序，結(jié)合施工現(xiàn)場的實際情況設(shè)計施工圖紙。深基坑支護工程涉及的內(nèi)容較多，要求相關(guān)設(shè)計人員要具備較強的專業(yè)知識，并積極引進先進的技術(shù)以及設(shè)計理念，做好設(shè)計前期的準(zhǔn)備工作，實時獲取現(xiàn)場施工數(shù)據(jù)，以此為依據(jù)對深基坑支護進行設(shè)計。

2 施工運用

2.1 型鋼鋼板墻

在施工中將帶有預(yù)制鎖扣的型鋼互相搭接打入地下，就形成了型鋼連續(xù)墻。通常采用的型鋼是U形或Z形鋼板樁。型鋼鋼板墻施工簡易，施工進度快，具有良好的經(jīng)濟性，不產(chǎn)生廢棄物，是環(huán)境友好型施工工藝。但鋼板樁具有以下缺點。（1）剛度較低，支護結(jié)構(gòu)變形較大，施工區(qū)域周邊沉降大，通常尺寸最大的鋼板樁剛度僅相當(dāng)于40 cm鋼筋混凝土地下連續(xù)墻。但新型的HUW工法樁能在一定程度上解決這一問題。HUW工法是一種利用帶鎖扣的H形鋼和帶鎖扣的U形鋼板樁結(jié)合使用，通過定位架打入形成連續(xù)一體的鋼墻。（2）適用地層有限，型鋼鋼板墻通常僅適用地質(zhì)較軟的地層。（3）鋼板樁支護鎖扣防水性弱，基坑易發(fā)生滲流、流砂。（4） 施工精度要求高，施工質(zhì)量不好控制。

2.2 排樁支護

排樁支護是將鋼筋混凝土支護樁行列式、間隔式或相互咬合排列， 并通過冠梁將其連接起來形成的支護形式。常見樁型有鉆孔灌注樁、沉管灌注樁、預(yù)制樁、人工挖孔樁等。排樁支護適用于各種地質(zhì)情況，施工簡單，具有剛度大，抗彎能力強的特點。但通常排樁支護不具備擋水功能， 需結(jié)合止水帷幕及基坑降水施工。

2.3 地下連續(xù)墻支護

地下連續(xù)墻是利用刻槽機沿基礎(chǔ)邊緣用泥漿護壁開挖出一條溝槽，在其中設(shè)置鋼筋籠，用導(dǎo)管法在溝槽中澆筑混凝土成單一墻段，在墻段之間采用鎖頭管接頭工藝連接形成連續(xù)的連續(xù)墻。地下連續(xù)墻具有以下優(yōu)點： 噪聲小，墻體剛度大，抗?jié)B性好，能貼近構(gòu)筑物施工，占用空間小，適用各種地層，可適用逆作法。但地下連續(xù)墻同時有造價高、產(chǎn)生廢漿易造成環(huán)境污染、施工機械設(shè)備要求高等缺點。

3 巖土工程中深基坑支護設(shè)計要點研究

3.1 注重做好深基坑支護的排水設(shè)計

巖土工程中深基坑支護設(shè)計的過程中要注重做好深基坑支護排水設(shè)計，在具體設(shè)計的環(huán)節(jié)中要結(jié)合巖土工程的實際情況，尤其是在排水設(shè)計的過程中要堅持科學(xué)性的基本原則，首先，對影響深基坑支護質(zhì)量的因素進行分析，觀察地下水是其中關(guān)鍵因素之一。在此環(huán)節(jié)中需要重點區(qū)分較高滲透系數(shù)以及較低滲透系數(shù)的基坑土層的情況，針對前者，在對該土層進行處理的過程中，可以借助井點降水法的方式進行操作，這種方式的優(yōu)勢較為顯著，在實際應(yīng)用中對支護起到保護的作用，提升土體的性能;針對后者為了提升支護施工的效果，將止水帷幕應(yīng)用其中。需要注意的是， 要將地下水以及地表水有效結(jié)合在一起，保證深基坑支護的排水性能，要合理使用集水井等方式，保證支護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

例如：在深基坑排水方案進行設(shè)計的過程中，以排水溝和集水井為例進行分析，由于基坑長期處于地下水中，會降低支護的強度，為了保證后續(xù)施工的順利進行，則需要關(guān)注基坑內(nèi)部以及外部的實際情況，分別設(shè)置排水溝，以便及時將地下水進行排放;在集水井設(shè)計的過程中，主要將其設(shè)計在基坑角落位置，合理的規(guī)劃排水溝與集水井之間的距離，保證設(shè)計的準(zhǔn)確性。

3.2 科學(xué)選擇深基坑支護類型

在巖土工程當(dāng)中，深基坑支護類型的選擇會對于整體工程的質(zhì)量以及安全性造成決定性的影響，所以需要對深基坑支護類型的選擇進行科學(xué)考量與全面的分析，在綜合施工現(xiàn)場勘查結(jié)果的基礎(chǔ)之上完成三種基坑支護方法的選擇。實際當(dāng)中，充分掌握常用的支護方式，例如：地下連續(xù)墻支護、護坡樁支護、土釘墻支護、混合式支護形式等方面，而每一種支護方式所對應(yīng)的應(yīng)用環(huán)境也是各不相同的，所以要進行慎重的考量以及科學(xué)的選擇。若想要有效提升深基坑支護效果的穩(wěn)定性，可以適當(dāng)性考慮選擇混合式支護方式，這是由于混合式支護方式可以將錨桿進行固定，最后以懸掛式支護為基礎(chǔ)前提開展支護，這樣可以有效提升支護的安全性能以及穩(wěn)定性，從而確?；釉谕度胧褂秒A段的安全性能。

結(jié)束語：總而言之，深基坑工程施工技術(shù)在現(xiàn)代建筑工程領(lǐng)域中需要得到更多的重視。由于深基坑工程中所包含的學(xué)科和施工工序十分復(fù)雜， 為了更好地保證巖土工程深基坑支護施工又好又快的發(fā)展，需要注意引進先進的施工設(shè)計方法，重點把握分析施工過程中實際需求，并提高深基坑支護施工綜合設(shè)計水平，促使深基坑的支護設(shè)計能夠滿足巖土工程施工發(fā)展的需求。

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