深基坑支护技术现状及展望

2014-08-15胡学山

城市地理 2014年22期

关键词：深基坑基坑结构

胡学山

(南京建工集团有限公司，江苏南京 210000)

深基坑支护技术现状及展望

胡学山

(南京建工集团有限公司，江苏南京 210000)

本文对我国的深基坑支护技术的分类，和当前深基坑支护技术的发展，以及对我国深基坑支护技术的缺点进行了探讨，并对国内以后的深基坑支护技术做出了一系列的研究和预测。

深基坑支护;存在问题;发展展望

一、前言

由于人口的不断增长，加快了农村城市化的速度以及工程建设的快速发展，提高了立体化城市的发展。地下车道、军事设施、购物中心、停车场、学校、油库和娱乐场所等范围广泛的建筑形成了了一个巨大的地下空间，加强了深基坑工程在工程实践中的应用。

二、深基坑支护在工程建设中的常见类型

1、土钉支护。是以土钉作为主要受力构件的边坡支护技术。当基坑深度一般在15m以下、地下水位很低，没有放坡条件等情况下大多数采用此类支护技术。

2、排桩支护。钢筋混凝土挖孔桩和钢筋混凝土钻孔灌注桩作为挡土结构，保持某种明确的桩间距和桩，以及桩和桩要采取非常紧密的排列。是用来保护挖基坑的稳定和保证工作人员的生命安全的边坡支护的一种形式。

3、深层搅拌支护。使用机械的手段把水泥和固化剂均匀的混合在一起，然后通过强制搅拌的方式把固化剂和软土剂结合在一起，在此过程中发生化学反应，出现硬化的现象来保证施工的安全性。

4、钢板桩支护。是一种实践使用中非常简单而且能遮雨挡土的深基坑支护，但是也有很大的缺点在外面条件的影响下很容易出现问题。具体操作:在支护时，要先定位放线，用震动打桩机确定第一个定位桩，然后和定位桩一正一反，一反一正地扣合，沿放线连续打入地下，形成对基坑壁的有效支护。

5、地下连续墙。地下连续墙刚度大，止水效果好，是支护结构中最强的支护型式，适用于地质条件差和复杂，基坑深度大，周边环境要求较高的基坑，但是造价较高，施工要求专用设备。

三、深基坑支护技术的使用现状

1、支护结构设计计算方法尚不成熟。目前在深基坑支护结构设计中常用的三种方法。其中，基于极限平衡理论的计算方法因其分析计算简便而被广泛采用，但实际上，该方法存在很多假设条件且在计算时忽略了变形和时间效应的影响，计算结果常常与实际相差甚远，无法很好地指导设计与施工。有限元法能够通过计算机对实际工程进行模拟分析，从而弥补了极限平衡法的缺陷，但如何有效地确定有限元法计算结果的安全系数仍是一个需要解决的问题，同时求解不易收敛、求解时间长、计算软件的复杂性也限制了有限元法在工程实践中的普遍推广。总体来说，目前弹性地基梁的数值方法与经典方法和有限元法相比，计算简便且结果更为理想。

2、深基坑工程中的时间和空间上的问题。对于深基坑开挖的空间问题，资料显示:在基础工程中，基坑边缘的支护结构向基坑内进行水平移动，而且在基坑长边的中间经常发生边坡失稳的问题。但传统的深基坑支护结构设计是基于平面应变假设来处理的，该假设应用于细长状基坑的设计计算比较符合实际，而对近似于方形的深基坑则不然。空间效应的存在使得在基坑工程中很难确定合理的定量计算公式，如对分步开挖尺寸及开挖时间的定量计算等，这些都有待于进一步研究。另外，基坑开挖后，其角落部位往往会产生应力集中，当前的工程实践中还没有成熟的定量计算公式来对此进行计算。在软土地区，淤泥、淤泥质土等往往具有蠕变特性，这使得基坑支护结构会随着无支撑时间的延长而逐渐增大变形，这就是所谓的“时间效应”。目前来讲，还无法对基坑工程中的时间效应进行有效计算。

3、深基坑支护技术中土钉和锚杆的抗拔力达不到规范要求。在钻孔施工前，需要认真考虑和分析施工地的每一次土层特性和土质状况，如果对此过程不重视，会导致大量的杂质流入钻孔中，进一步影响浆液的倒入，使得深基坑支护技术中土钉和锚杆的抗拔力达不到规范要求，无法使钻孔施工成功。

四、深基坑支护技术的发展展望

1、改变传统的设计理念。目前，国内外对深基坑支护结构的设计计算还没有一种精确的计算理论，国内深基坑支护结构设计广泛采用的依然是经典的极限平衡法，但这种静态设计方法得出的计算结果与工程实测受力结果差距较大，往往需要工程经验对其结果进行修正，既不安全也不经济。

2、提高深基坑工程中基坑支护设计的水平。深基坑工程的设计、施工复杂，不确定影响因素众多，导致工程事故时有发生。随着社会经济的发展，支护结构的设计计算理论以及施工技术水平不断提高，对基坑支护技术也就提出了越来越高的要求:支护结构既要保证地下结构的安全施工以及基坑周边环境的正常使用，还要尽可能地节省造价，以便取得良好的经济和社会效益。目前，国内深基坑工程中广泛存在着以下两个问题:一是由于设计方而的缺陷或施工方而的失误造成深基坑工程事故，造成重大经济损失;二是由于支护结构选型和设计过于保守，造成许多不必要的浪费。由于中国的飞速发展，强调的了基坑支护技术的重要性，所以，对于提高深基坑结构的设计水平是当前提高深基坑支护技术的关键。

3、加强实践操作。我国目前对深基坑支护结构的设计还没有一套完善的系统试验方案虽然在支护技术的设计中积累了很多的经验，但是由于缺少较为科学的数据分析，这些经验就不能成为比较权威的指导材料来对以后的设计工作提供指导所以在以后的设计中，即使落实中出现了问题，也不能做出合理科学的解释和提出及时的解决对策因此对深基坑支护技术结构设计方案的模拟实验是很有必要的，它能及时发现问题、分析问题、解决问题、总结规律，减少施工中的安全事故。