关于岩土工程施工中深基坑开挖支护的分析

姚晨

摘要：随着我国社会的不断进步以及综合国力的增强，在很大程度上推动了土木工程的发展。大量高层、超高层建筑在施工的过程中，基坑工作能否顺利的开展，将直接关系着这些高层的建筑质量及今后的使用性能。在此，本文从岩土工程施工中深基坑开挖支护的特点、深基坑支护存在的问题以及深基坑支护设计等三个方面出发，针对岩土工程施工中深基坑开挖支护中的相关技术，做如下论述。

关键词：岩土工程；深基坑；开挖支护

一．岩土工程施工中深基坑开挖支护的特点

随着人类社会的发展，建筑工程也在很大程度上取得了进步。基坑工程在施工的过程中，除了涉及到相应的岩土工程知识外，还需要结构工程的大力配合，换而言之，基坑工程在施工的过程中，基于其自身的系统性，需要岩土工程与结构工程的相关技术人员已经工程的具体要求进行密切的配合，共同制定出施工方案。基坑工程在施工的过程中，其重点在于稳定、变形以及渗流三个方面，且三者是相辅相成、缺一不可的。与此同时，基于基坑工程的特殊性，在其开挖的过程中，必然会对周围的地下水位以及应力场造成影响，导致土体变形以及周围建筑物的下沉等现象。而深基坑开挖支护，则能从根本上避免这一现象的发生。针对深基坑开挖支护的特点，主要包括以下几个方面：

首先，在深基坑施工的过程中，多数基坑开挖的面积较大，长度与宽度一般在百米左右，在很大程度上给支撑体系造成了困难。

其次，地域不同、降水不同以及岩层的结构不同，基坑施工时遇到的问题也会不同。在一些土质较软的岩层中，大面积的开挖基坑将会造成周边土层的大面积下沉，也会对城市建设以及地下管线的铺设造成极大的影响。

再次，深基坑在施工的过程中，基于工期较长以及规模较大等特点，现场的施工材料堆放以及降雨天气等因素都会对基坑的稳定性造成一定的影响。

最后，深基坑工程在施工的过程中，不是一个基坑进行的，而是多个基坑同时进行施工的。在两个相邻的场地中，基坑的施工程序，无论是打桩、降水还是挖土，双方之间都会造成不同程度的影响，甚至很大程度上难以协调彼此间的施工难度。

二．深基坑支护存在的问题

在岩土工程施工的过程中，深基坑支护技术不仅关系着深基坑的顺利开挖，同时还关系着建筑工程的整体建筑质量，在岩土工程中有着极其重要的作用。在实际施工中，由于多种问题的影响，以至于深基坑支护技术无法顺利的实施，在这些影响因素中，主要包括以下几个方面：

（一）支护结构设计中土体的物理力学参数选择不当

深基坑支护结构所承担的土压力大小直接影响其安全度，但由于地质情况多变且十分复杂，要精确地计算土压力目前还十分困难，至今仍在采用库伦公式或朗肯公式。关于土体物理参数的选择是一个非常复杂的问题，尤其是在深基坑开挖后，含水率、内摩擦角和粘聚力三个参数是可变值，很难准确计算出支护结构的实际受力。

（二）基坑土体的取样具有不完全性

在岩土工程施工的过程中，针对深基坑支护结构的设计，需要相关技术人员对岩层进行低考察后，结合当地岩层的具体状况以及工程的基本需要做出合理的规划，能够从根本上为支护结构设计提供相应的资料依据。在其测探的过程中，一些单位为了降低工程的造价以及减少勘探量，对钻孔有着极为严格的要求，由此导致工作人员在勘探中所采集的土样在很大程度上具备了随机性以及不完全性。针对地质结构的复杂性、多变性，技术人员取得的土样不能从根本上替代土层的真实状况。直接影响着基坑支护体系的设计及施工。

（三）基坑开挖存在的空间效应考虑不周

在传统的深基坑支护结构设计中，设计人员往往是按照平面应变的设计原理进行设计，这种平面应变设计原理在很大程度上只适用于细长条的基坑。而针对近似方形或长方形深基坑则很难适用。由此就需要施工人员在基坑开挖中，能够结合着工程的实际状况，针对基坑开挖空间进行相应的考虑，同时调整支护结构，以便从根本上符合开挖空间的施工要求。

三．深基坑支护设计

在岩层施工中，完善深基坑开挖支挖设计，不仅能从根本上确保工程的顺利施工，同时还能对建筑工程的施工质量有所保障。而在完善深基坑支护设计的过程中，主要包括以下几个方面：

（一）转变传统设计理念

转变传统的设计理念在完善深基坑支护设计的同时，还能从根本上发挥出支护系统的稳定作用。而在深基坑支护结构设计的过程中，国内外至今没有一套完整的计算方法，多数施工单位依靠的是相关人员的施工经验。在土压力分布的计算中，仍按按库伦或朗肯理论确定，支护桩仍用 “等值梁法” 进行计算。这种计算方法在很大程度上扩大了深基坑支护结构的实际承受力，存在着很大的风险。由此就需要相关人员能够摒弃传统的设计理念，逐步建立以施工监测为核心的动态设计体系。

（二）建立变形控制的新工程设计方法

设计人员用的极限平衡原理是一种简便实用的常用设计方法，其计算结果具有重要的参考价值。由此可见，评价一个支护结构的设计方案优劣，不仅要看其是否满足强度的要求，而且还要看其是否产生环境问题，关键在于其变形大小。鉴于上述实际，在建立新的变形控制设计法时，应着重研究支护结构变形控制的标准、空间效应转化为平面应变和地面超载的确定及其对支护结构的影响等问题。

（三）大力开展支护结构的试验研究

大力开展支护结构的试验研究，不仅能从根本上确定深基坑开挖支护体系的稳定性，同时还能节省大量的资金投入。在开展支护结构试验研究的过程中，需要相关部门能够从我国建设的长远利益出发，对其给予相应的资金帮助，同时还应加强对试验结果的研究，将其推广。与此同时，相关部门还应加强工程现场试验，通过对工程试验数据的分析，在确保工程顺利施工的同时也为其他同类工程提供相应的借鉴资料。

（四）探索新型支护结构的计算方法

随着高层建设的迅速发展，在改善人们日常生活的同时，也在一定程度上推动了深基坑支护结构的发展。在传统的深基坑施工中，主要以钢板桩、钢筋混凝土板桩、钻孔灌注桩挡墙、地下连续墙等支护结构为主，现在，则以双排桩、土钉、组合拱帷幕、旋喷土锚、预应力钢筋混凝土多孔板等新的支护结构为主。但是这些结构在使用的过程中，针对其精确的计算方法，还需要相关人员进行仔细的探究。

总结：

综上所述，在岩土工程施工中，深基坑开挖与支护结构的设计施工，不仅涉及到工程地质、水文质地以及工程结构等各个方面，同时还涉及到力学、水力学以及结构力学等各个方面。由此就需要相关人员在基坑开挖支护设计中，能够结合着工程的实际状况以及当地岩土的具体性质，从整体出发，制定出科学、规范的深基坑开挖支护系统。在确保工程顺利施工的同时，还能为其提供相应的安全保障。

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