探讨我国目前的深基坑支护技术

赵瑞扬 岳永建

摘要: 目前我国的基坑支护技术的发展，还存在着一些技术性的难题，本文针对我国的深基坑支护的发展现状与趋势进了阐述，也具体的总结了深基坑支护的类型。

关键词: 深基坑支护 现状 支护类型 存在问题 发展趋势

Abstract: At present our country foundation pit support technology development is still exist some technical difficult problem, this article introduced our country's deep foundation pit supporting the status quo and development trend of feed, also the deep foundation pit are summarized types.

Key words: deep foundation pit; supporting type; present situation; problems; development trend

中图分类号：F407.9 文献标识码： 文章编码

1 引 言

工程、水文地质，工程结构、施工的工艺和管理是深基坑开挖与支护结构包含的主要内容。作为基础和地下工程施工中的传统研究内容，一个涵盖内容较多的岩土工程难点。如今，人们对住宅的要求随着社会的发展，也越来越高。因此，不断拔地而起的高层豪华建筑也就需要优质的深基坑支护工程。然而，事实上我国的深基坑支护工程依旧存在不少的缺陷，工程技师人员就应该结合新的理论知识和几个眼去突破这一难关，使这一历史性的难题得以彻底的解决，是深基坑支护工程的技术和理论得到全新的发展。

2 深基坑支护结构的分类

2.1 解析悬臂式支护的构造

不采用任何支撑或锚杆，仅采用埋入基坑下的标准深度的岩土体来支撑上部地面超载、主动土压力以及水压力的支护结构是悬臂式支护结构，主要有连续的板桩式结构、分离的排桩式结构和地下连续墙结构。该种支护结构的嵌入深度是否达到标准是十分重要的。由于悬臂状态下的基坑底以上部分没有任何起到支撑作用的地方，相比较有内支撑的支护结构，出现了桩顶位置移动，以及较大的构件弯矩值。因此，能够采用这种支护结构形式的地方只能包括土质良好、基坑深度较浅及对基坑水平位移没有具体要求的基坑，开挖深度保持在10cm以内。

2.2 解析拉锚式支护的构造

挡土结构与外拉系统组成了拉锚式支护结构，在此基础上有被划分为地面拉锚支护结构（外拉系统在地面设置）和锚杆支护结构（外拉系统沿坑壁土体内设置）两类。挡土结构、拉杆（索）和锚固体又组成地面拉锚支护结构，使用锚固桩或锚碇板固定锚固体。使用此种方式的地方包括了深度较浅，规模偏小的基坑或悬臂支护结构的抢险工程。挡土结构及锚固定在基坑滑动面之外的稳定土体的锚杆组成了锚杆支护结构。适用范围包括了规模庞大的深基坑、附近有建筑物或在地下、电线杆上有重要线路而不允许出现变形的基坑，以及不允许设置内支撑的等情况。

2.3 解析内支撑支护构造

挡土结构和内支撑系统组成了内支撑支护结构。挡土结构一般采用壁桩和地下连续墙，有着承受着开挖基坑时产生的土压力和水压力，将此侧向压力导向内支撑的作用，也可以阻止地下水渗漏情况的发生，是一种具有稳定基坑作用的临时支挡结构。内支撑强悍的支撑力可以直接提供给挡土结构，两边围护结构上所承受的侧压力被消除掉，常用的支撑材料有钢和现浇钢筋混凝土。

3 解析我国当前深基坑支护设计和施工的现有的问题

3.1 计算支护结构设计的问题

目前，极限平衡理论仍被用于深基坑支护结构的设计计算中。静态设计的极限平衡理论在基坑开挖后，土体处于一种动态平衡状态中，全过程是处在松弛状态下的，土体的强度随着时间的增长而渐渐下降，随之也会出现变形。依据工程实践的分析表明，从理论的角度出发，支护结构采用极限平衡理论计算的安全系数相对来说是安全的，但会出现破坏的状况；不同的是支护结构，安全系数不高，甚至无法满足相关规范的要求，但往往却更容易获得成功。因此，我们在设计中需要充分考虑到变形和时间效应。

3.2 计算基坑的土压力的问题

尽管目前尚无法精准的计算出土压力，但基坑支护结构计算中的重要环节却依然是支护结构上的土压力的计算。一般采用古典的库伦公式或朗肯公式作为计算土压力的基本公式在现有的支护结构设计中。但采用这 2 个公式进行基坑土压力计算，依旧会有以下几个问题:(1)库伦 - 朗肯土压力理论所针对的挡土墙问题实际上并非是深基坑开挖支护中的空间问题。(2)库伦 -朗肯土压力理论计算的是极限平衡状态时的土压力，但这并不符合基坑位移的严格控制要求。介于静止土压力与主动土压力或静止土压力与被动土压力之间的是基坑挡土结构上实际发生的土压力的实际情况。开挖过程中，应用库伦 - 朗肯土压力理论是无法计算出于动态变化过程中的土压力的。

3.3 解析基坑的变形控制问题

目前我国的城市用地情况日趋紧张。因此基坑工程在技术上就必须提高，基坑稳定性的确实保障，变形控制也要达到相关的标准，全面保护基坑附件的建筑物、地下管线、道路等设施。但实际情况是，致使一些基坑工程失败的直接原因就是变形控制没有得到足够的重视，支护结构及基坑周围土体的变形采用常规计算方法是否能够取得成效尚未有良好的解答。侯学渊、孙家乐对此就提出了变形控制设计的基本思路：满足使用要求的同时，支护结构也需要满足强度，换言之，基坑在施工时需要保证其具有安全性和稳定性，也要对周围环境的安全提供良好的保障。

4 深基坑支护技术的未来发展势头

4.1 突破以往的静态设计理念

无论是我国，还是国外，至今年没有一套准确的计算深基坑支护结构的设计方案。若一直采用传统的“结构荷载法”，那么就会导致计算结果与深基坑支护结构的实际受力情况出现明显的偏差。许多国内外岩土的研究学者已致力于研究建设动态设计体系。而我国，目前的深基坑支护技术也已取得了一些明显的成果，成果的积累了相关的经验，及时将一些技术数据进行了采集，岩土变化支护结构实际受力的规律已初步掌握。

4.2 制定变形控制的新的工程设计方法

基坑变形控制设计标准应做到不会对周围市政道路、地下管线、建（构）筑物产生不良影响，也不会造成其正常使用的功能受到破坏，变形控制量的确定方法需要根据基坑周围环境条件来决定，基坑围护变形也不是需要越小越好，可不能随意的划定一个变形允许值。因此，制定全新的变形控制方案，需要针对以下几点来治定：（1）关于标准的支护结构变形控制。这些数据对于支护结构起到决定性的作用，但至今尚未制定出一套准确的方案。（2）空间应变转换为平面应变。主要是指研究开挖过程中的空间效应，全部转化为设计中的平面应变问题。（3）确立地面超载，以及影响支护结构变形的情况。

4.3 制定新型支护结构的计算策略

全新的支护结构型式的大量涌现可以解决在众多高层豪华建筑中，出现的必须解决的基坑工程的要求，新型支护结构型式包括了：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。这些新型的结构式虽好，但目前我们面对的是如何利用计算机技术建立模型、选取简图、正确的设计出制定的方法，以上问题皆是新型支护结构设计中必须解决的问题。如今，越来越具有综合性的深基坑支护结构建设正在不断的发展着，即受力结构实现与止水结构的结合、临时支护结构实现与永久支护结构的结合、基坑开挖方式实现支护结构型式的结合。要想实现这些结合，在支护结构上就会变得无比复杂。因此，新型的支护结构计算方法的制定迫在眉睫。

5 结语

在岩土工程中，深基坑支护的研究是一个全新的课题。深基础工程的研究领域中，因受到复杂的地质、多变的受力状态、多样的结构型式影响，出现了新的研究方向，也使得其自身的特殊性得到充分的展现。文章中，主要介绍了深基坑支护工程的兴起过程和发展趋势，总结性的阐述了基坑支护的现有结构类型，简要的分析了基坑工程中存在的一些主要问题。工程界、学术界结合先进的科学技术以及合理的应用互联网技术，将会在深基坑支护技术方面的研究上取得新的成功。

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