巖土工程深基坑支護的設(shè)計及施工問題

袁新飛（河南科技大學(xué) 土木工程學(xué)院，河南 洛陽 471000）

1 基坑支護的重要性

基坑支護設(shè)計是基坑支護工程施工質(zhì)量的基本，是基坑支護工程項目的關(guān)鍵，其包括自然環(huán)境、地質(zhì)環(huán)境、水文地質(zhì)、地質(zhì)構(gòu)造等各個方面。從事基坑支護設(shè)計的工作人員要對支護構(gòu)造進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計，從自然環(huán)境和工程需求上對受維護目標(biāo)進(jìn)行剖析，充分考慮各個方面的影響，把影響因素融進(jìn)設(shè)計中，才可以更好地提升基坑支護的施工質(zhì)量。近些年來優(yōu)秀的技術(shù)層出不窮，多層建筑持續(xù)建設(shè)，增進(jìn)了基坑支護的發(fā)展，為基坑支護施工人員的工程施工積累了很多工作經(jīng)驗和遠(yuǎn)見卓識。但實際中依然存有很多問題，此外，傳統(tǒng)式的基坑支護已不能滿足現(xiàn)如今工程建筑設(shè)計的需求，也產(chǎn)生了一些安全生產(chǎn)事故，影響了基坑支護的快速發(fā)展，不僅如此，當(dāng)今很多基坑支護的設(shè)計無法考慮具體的復(fù)合型基坑開挖和支護情況，基坑支護脫離了時代，這也使大家更加高度重視基坑支護的設(shè)計問題。為處理設(shè)計中存在的不足，相關(guān)設(shè)計人員要嚴(yán)肅對待基坑支護設(shè)計，要對基坑支護的改革和創(chuàng)新進(jìn)行進(jìn)一步的研究，以全新的姿態(tài)面對新環(huán)境的施工壓力。

2 巖土工程深基坑支護設(shè)計中存在的問題

2.1 深基坑支護開挖空間效益不明顯

在巖土工程的深基坑支護設(shè)計方案中，基坑開挖室內(nèi)空間效應(yīng)是十分關(guān)鍵的要素，假如施工方不能合理操縱有效的室內(nèi)空間效應(yīng)將會導(dǎo)致巖土工程深基坑支護技術(shù)性設(shè)計局限和約束。一般情況下，巖土工程深基坑支護技術(shù)性工程施工時，會由于基坑支護構(gòu)造不穩(wěn)定而導(dǎo)致位移狀況?？傮w來說，深基坑支護技術(shù)性中的室內(nèi)空間效應(yīng)影響因素諸多，主要包含了基坑深層和樣式，假如施工方?jīng)]有有效地開展基坑室內(nèi)空間效應(yīng)，將會發(fā)生工程施工基坑支護構(gòu)造位移，嚴(yán)重影響工程施工質(zhì)量，也無法確保項目順利進(jìn)行。

2.2 巖石參數(shù)獲取不精準(zhǔn)

在深基坑支護的挖掘中，基坑中的巖石分布隨開采深度的不同有著極大的不同，巖石土體參數(shù)準(zhǔn)確性的基礎(chǔ)就在于，要對不同深度、不同巖石土體分別取樣，逐個分析，這樣才能保證該深基坑挖掘中巖石參數(shù)準(zhǔn)確性較高。然而國內(nèi)絕大多數(shù)深基坑挖掘過程中，沒有按照規(guī)定的要求進(jìn)行大型取樣試驗，而是使用簡陋的最低標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行取樣，最終導(dǎo)致得出的巖石樣本參數(shù)與實際情況相差較大，應(yīng)該按不同的取樣方法，例如碘實驗法、儀器測量法等確定巖石的參數(shù)，保證施工的質(zhì)量。

2.3 力學(xué)參數(shù)不合理

進(jìn)行巖土工程高支模支護施工前，應(yīng)當(dāng)對地質(zhì)環(huán)境狀況所形成的力學(xué)參數(shù)開展科學(xué)合理的設(shè)定，不科學(xué)的力學(xué)參數(shù)會導(dǎo)致對地質(zhì)環(huán)境狀況無法控制，使高支模支護全過程中運用的關(guān)鍵力學(xué)參數(shù)如黏聚力、含水量等參數(shù)不正確，從而危害工程建筑的品質(zhì)。假如力學(xué)參數(shù)發(fā)生了轉(zhuǎn)變，那巖土工程的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計也會產(chǎn)生變化，從而選擇不一樣的施工方法，造成工程建筑難度系數(shù)增加，使工程建筑的品質(zhì)產(chǎn)生變化。不科學(xué)的力學(xué)參數(shù)是造成巖土工程產(chǎn)品質(zhì)量問題的主要因素，會直接造成巖土工程施工方位的偏移。

3 巖土工程深基坑支護施工問題

3.1 超挖、欠挖明顯

在基坑工程建筑施工全過程中，超挖、欠挖現(xiàn)象較為普遍，這種現(xiàn)象嚴(yán)重危害了工程施工質(zhì)量。剖析出現(xiàn)超挖、欠挖現(xiàn)象的原因，關(guān)鍵與施工人員操作不標(biāo)準(zhǔn)有直接的關(guān)聯(lián)，即施工人員，尤其機械操作人員的操作技術(shù)實力不足是導(dǎo)致以上現(xiàn)象的首要因素。機械操作人員在操作機械對基坑進(jìn)行開挖時，因為遭受施工條件的限定，其基坑開挖有一定難度系數(shù)，若操作工作人員的技術(shù)達(dá)不到一定水平或缺乏擔(dān)當(dāng)意識，會導(dǎo)致護坡表層不平整、平整度不規(guī)律等不合格現(xiàn)象發(fā)生，進(jìn)而導(dǎo)致施工質(zhì)量低下，并增加工程施工量，影響工程進(jìn)度。

3.2 實際施工與施工設(shè)計間存在較大差異

在開展基坑支護建設(shè)工作前，一般會對基坑支護工程項目做整體規(guī)劃和設(shè)計。但在具體施工過程中，普遍有不按原本施工設(shè)計方案開展，與設(shè)計脫軌的現(xiàn)象。如深層攪拌樁的水泥沒有依照設(shè)計規(guī)范進(jìn)行配備，造成摻入量不夠，導(dǎo)致水泥土的錨桿支護抗壓強度不夠，使混凝土發(fā)生縫隙現(xiàn)象，影響施工品質(zhì)。分析實際施工與施工設(shè)計存有很大差別的原因，關(guān)鍵有：①施工公司一味追求速度和利益最大化，在施工過程中以次充好、趕進(jìn)展、強制施工等，在施工過程中經(jīng)常出現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量問題；②施工設(shè)計人員設(shè)計的計劃方案不妥，施工設(shè)計方案全是依照假定的施工條件設(shè)計的，如一些設(shè)計人員受傳統(tǒng)設(shè)計方式的影響，在設(shè)計中沒有對溝槽開挖施工進(jìn)行室內(nèi)空間問題的設(shè)計，還沿用傳統(tǒng)式的平面圖和應(yīng)力應(yīng)變的實體模型，造成在具體施工中無法依照設(shè)計計劃方案開展。總的來說，如果導(dǎo)致具體施工與施工設(shè)計脫軌現(xiàn)象，設(shè)計人員和施工人員均承擔(dān)有關(guān)責(zé)任和義務(wù)。

3.3 土層開挖與邊坡支護間存在不配套現(xiàn)象

一般而言，土方回填的基坑開挖科技含量較低，對它進(jìn)行管理的方法也比較簡單。反過來，擋土支護的技術(shù)難度和管理能力規(guī)定非常高，在具體施工全過程中，這兩項內(nèi)容全是由專業(yè)團隊承擔(dān)進(jìn)行的，并簽署了2個平行的施工合同書，但這給落實措施產(chǎn)生了一定的難度系數(shù)。例如，基坑開挖時為趕進(jìn)展或是推遲施工期，在管理方法上較為錯亂。有一些施工企業(yè)不在意擋土支護施工所必需的工作臺的搭建，尤其是雨季，導(dǎo)致無法開展具體的支護施工操作，使支護施工期無法準(zhǔn)時進(jìn)行。

4 巖土工程深基坑支護設(shè)計問題解決對策

4.1 自主創(chuàng)新深基坑支護設(shè)計構(gòu)思

在深基坑技術(shù)的發(fā)展趨勢方面，我國早已具有了一定的技術(shù)能力，而且在基坑支護構(gòu)造承受力轉(zhuǎn)變的規(guī)律性方面擁有基本的認(rèn)知。這類技術(shù)的把握和了解，有益于基坑支護構(gòu)造的有效設(shè)計，并具有了一定的理論基礎(chǔ)?？墒?，在我國并沒有產(chǎn)生較為統(tǒng)一的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，一般都是選用傳統(tǒng)式的“等價梁法”、庫倫理論或朗肯理論開展相對應(yīng)的設(shè)計和測算。這類核心理念推算出來的結(jié)果與具體的狀況通常相距非常大，不利于建設(shè)工程的品質(zhì)和安全性的提高。因此，在未來的基坑支護設(shè)計中，要慢慢地產(chǎn)生以工程施工檢測為核心，開展動態(tài)信息反饋的新的設(shè)計管理體系，不斷創(chuàng)新設(shè)計核心理念。

伴隨著建筑行業(yè)的飛速發(fā)展，工程建筑中引入了大批優(yōu)秀觀念和新式技術(shù)，尤其是近幾年來，深基坑支護技術(shù)逐步完善，讓大量的新技術(shù)和新型材料融進(jìn)了深基坑支護中，深基坑支護工程施工數(shù)據(jù)信息的搜集和計劃方案的制定更為專業(yè)化。深基坑支護技術(shù)的設(shè)計中，要是沒有精準(zhǔn)的適用的計算方式，那么將會導(dǎo)致深基坑支護結(jié)構(gòu)設(shè)計不標(biāo)準(zhǔn)，假如仍然選用傳統(tǒng)式的等價梁法開展支護樁的測算，非常容易導(dǎo)致因數(shù)值與具體的誤差而危害構(gòu)造。因而工程建筑的有關(guān)設(shè)計人員要加強對新式技術(shù)的引入，認(rèn)真學(xué)習(xí)信息反饋技術(shù)，完成深基坑支護設(shè)計能力的提高。此外，因為深基坑支護技術(shù)比較復(fù)雜，并且設(shè)計方案范疇相對比較廣泛，假如不能合理完成方案設(shè)計的提升，將會對總體建筑施工造成明顯的影響，乃至產(chǎn)生工程施工結(jié)構(gòu)的崩壞，因此，在開展深基坑支護結(jié)構(gòu)設(shè)計時，要求制定設(shè)計方案的工作人員深層次地對施工工地的地質(zhì)環(huán)境、氣候等層面數(shù)據(jù)進(jìn)行合理性剖析，同時加強對施工人員優(yōu)秀核心理念和優(yōu)秀技術(shù)的學(xué)習(xí)培訓(xùn)，從而提高工程施工質(zhì)量。

4.2 加強設(shè)計前準(zhǔn)備工作

設(shè)計工作人員在正式開始地質(zhì)工程中的高支模支護設(shè)計工作之前，必須進(jìn)行準(zhǔn)備工作。首先要做好材料的收集，包含場所現(xiàn)況地圖、地質(zhì)勘察報告、建筑總平面圖、別墅地下室平面圖（截面）圖、建筑基礎(chǔ)及基本底版結(jié)構(gòu)圖，附近若有建（構(gòu)）筑物或地下管道的還需要收集場所附近建（構(gòu)）筑物的地基與基礎(chǔ)工程圖紙（包含基礎(chǔ)形式、基礎(chǔ)埋深、空間布局等）及其地下管道的施工平面圖等。在進(jìn)行以上材料的收集后，設(shè)計工作人員必須對其材料進(jìn)行剖析和了解，具體內(nèi)容包含：主動尋找新式的組織計算方式和新的支護結(jié)構(gòu)的建造，并合理地運用到具體的建設(shè)工程中。例如鋼板樁施工、連續(xù)墻等支護結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，使用土釘、雙排樁和弦噴土錨等結(jié)構(gòu)形式?？墒?，針對這種新支護結(jié)構(gòu)的有關(guān)測算和設(shè)計并沒有一個統(tǒng)一的基礎(chǔ)理論，加強其測算和設(shè)計方式的科學(xué)研究，依然是一個十分關(guān)鍵的問題。在我國開展深基坑支護工程項目設(shè)計時，選用的主要是極限平衡原理，這也是一種簡單好用的設(shè)計方式。在這類原理的指導(dǎo)下，所設(shè)計的深基坑支護結(jié)構(gòu)可以達(dá)到抗壓強度上的規(guī)定，但還不能有效地體現(xiàn)支護結(jié)構(gòu)剛度上的要求。因此，為了避免由于結(jié)構(gòu)剛度不足而造成的事故，應(yīng)當(dāng)采用新的設(shè)計方法控制變形。相關(guān)的設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)對控制變形的標(biāo)準(zhǔn)、空間效應(yīng)變化、地面超載等問題進(jìn)行進(jìn)一步的研究。

4.3 試驗改進(jìn)支護結(jié)構(gòu)

在進(jìn)行建筑工程施工過程中，必須采用科學(xué)合理的試驗方式開展結(jié)構(gòu)上的試驗。根據(jù)仿真模擬的方法來模擬試驗全過程，根據(jù)當(dāng)場仿真模擬及其試驗工程施工，對建筑工程的深基坑工程施工環(huán)節(jié)開展試驗，進(jìn)而保證支護結(jié)構(gòu)的實效性，確保支護結(jié)構(gòu)的設(shè)計可以促進(jìn)建筑工程的質(zhì)量。建筑工程的支護結(jié)構(gòu)設(shè)計方案試驗可以保證巖土工程施工工藝的品質(zhì)，進(jìn)而能夠更好地完成建筑工程工作。根據(jù)大量的試驗全過程，合理推動建筑工程深基坑支護的發(fā)展。

4.4 加大技術(shù)研究力度

加強基坑支護技術(shù)的科學(xué)研究，對提升基坑支護技術(shù)有重要的作用。大家都知道，試驗數(shù)據(jù)信息的精確性對科學(xué)研究有重要的作用。因而，應(yīng)增加對基坑支護構(gòu)造形變、內(nèi)功的實測和科學(xué)研究，累積有關(guān)的實測數(shù)據(jù)信息。與此同時，匯總不一樣地質(zhì)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)和水文條件下的施工技術(shù)工作經(jīng)驗，設(shè)計出固定地區(qū)固定標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)的深基坑設(shè)計方案的規(guī)范，并將現(xiàn)有的定性工作經(jīng)驗總結(jié)成初步定量的計算方式，真正提升基坑支護的設(shè)計方案及施工質(zhì)量。

5 結(jié)語

在巖石工程深基坑支護的挖掘施工過程中，依然存在著一定的問題，因此，建筑公司應(yīng)對新型深基坑支護的設(shè)計和施工工作進(jìn)行創(chuàng)新理論研究和實地操作。本文通過分析現(xiàn)階段深基坑理論和施工層面存在的問題，提出了相應(yīng)的解決建議，希望能對未來巖石工程深基坑設(shè)計及施工理論研究和實地操作做出指導(dǎo)和建議。