岩土工程中的基坑支护工程

张旭

摘要：本文阐述了岩土工程施工的特点、深基坑支护的类型和应用范围、岩土深基坑支护施工存在的问题及岩土工程深基坑支护工程的防治措施。

关键词：岩土工程;深基坑支护;施工技术

随着城市高层建筑的迅速发展，岩土工程的深基坑支护项目也日益增多，深基坑支护技术也逐步成熟起来。

一、岩土工程施工的特点

由于自然环境不同，不同地区之间岩土工程的差异性很大，岩体和土体在抗剪强度、应力应变关系以及压缩性方面都有很大差异，岩土工程施工表现出较大的区域性。由于影响因素较多，岩土工程在施工中还会面临各种不确定的问题，这些不确定性的因素不仅可以导致施工参数的变化，严重的还要改变施工的工法。此外，岩土工程施工包括了地基的处理和基坑的维护，很多工作都必须要在地下完成，工程施工具有隐蔽性，需要较高的检测技术和施工技术，提高工程施工监测的质量。

二、深基坑支护的类型和应用范围

（一）自立式支护

自立式支护通常用在地质条件相对较好的施工场地，这种支护方式基坑内没有支撑，有利于机械化挖土与地下工程的施工，但是其支护桩顶的水平位移比较大，如果基坑较深或者地质条件较差，那么工程造价将是相当高的。

（二）桩锚支护

桩锚支护方式主要用于土层性较好的施工场地。对于一些基坑深度较大的建筑工程，岩土锚杆要有固定的参数，比如轴向抗抜力不能大于等于600kN，采用二次高压注浆等。

（三）排桩内支撑支护

排桩一般都是钻孔灌注桩，也有的工程用的是地下的连续墙或者是预应力管桩。根据平面的形状的不同，内支撑系统的布置方式也有所不同，譬如水平拱圈式支撑系统、角撑对称式支撑系统等。

（四）喷锚支护

喷锚支护是一种联合支护型式，它将钢丝网、喷射混凝土和锚杆结合在一起。这样的支护方式主要用于人工填土和粘性土的施工场地，切不可用在含水丰富的细沙层和卵石层。基坑深度要小于12米。

三、岩土深基坑支护施工存在的问题

随着科技的发展，深基坑支护结构设计有了很大的变化，但是在实际施工中仍旧有很多不足，主要体现在：

（一）支护结构设计参数不准确

在岩土工程中，深基坑支护结构压力大小直接关系着岩土工程质量和安全度。因此，在地质情况复杂多变的情况下，我国岩土工程一直采用的是库伦和朗肯公式。对于复杂的深层坑开挖，含水率、粘聚力、内摩擦角都是变化的，因此，很难准确的得出支护结构的实际受力，造成相应设计结果不精确。根据相关实验表明：内摩擦角相差5度产生的主动土压力不同，开挖之后土体凝聚力和原土体凝聚力不同。从而，导致支护结构和施工工艺不同，对相应土体力学参数选择带来了很大的影响。

（二）空间效应不完善

根据大量实际资料表明，深基坑坑内位移存在着“两边小，中间大”的特点，从而，长边的深基坑边坡很容易失稳，导致深基坑空间问题。传统深基坑支护结构主要是通过设计平面应变的方式进行处理，对于细长的深基坑比较实际，对于长方形或者方形的深基坑差异则比较大。因此，必须按照平面设计应变方案，对支护结构进行合适的调节，从而让开挖的空间满足要求。

（三）深基坑取样不完整

在深基坑结构设计时，必须按照相应地基土层要求进行取样分析，保证土体符合物理力学指标，从而保障支护结构设计良好。在深基坑开挖区域内部，应该结合国家开挖指标，进行钻探取样，从根本上降低勘察工作量，降低造价。由于土样具有不完全和多变的复杂性，因此，土样不可能完全反应土层特性，造成支护结构设计不能完全符合实际情况。

（四）支护结构设计和实际受力存在差异

目前，我国深基坑支护结构计算主要通过极限平衡理论，和实际受力存在着很大的差异。根据相关工程实践证明：深基坑支护结构从理论上讲符合极限理论计算的安全系数;但是，由于有的支护机构系数比较小，不能达到相关要求。

四、岩土工程深基坑支护工程的防治措施

（一）重视变形观测，并注意及时补救

岩土工程中深基坑支护结构变形观测的内容包括：基坑边坡的变形观测、周围建筑物及地下管线变形观测等。通过对监测数据及时分析并及时了解土方开挖及支护设计在实际应用中的情况，分析其存在的偏差便可以及时的了解基坑土体变形状况以及土方开挖影响的沉降情况还有地下管线的变形情况等。对设计中存在的偏差，在下部施工中及时校正设计参数，对已施工的部位采取恰当的补救和控制措施。

（二）转变传统深基坑支护工程设计理念

近年来，我国在深基坑支护技术上已经积累很多实践经验，初步摸索出岩土变化支护结构实际受力的规律，为建立健全深基坑支护结构设计的新理论和新方法打下了良好的基础。但对于岩土深基坑支护结构的实际设计和施工方法仍处于摸索和探讨阶段，而且，目前我国还没有统一的支护结构设计的相关规范和标准，土压力分布还按库伦或朗肯理论确定，支护桩仍用“等值梁法”进行计算。这些陈旧的计算理论所计算出的结果与深基坑支护结构的实际受力悬殊较大，既不安全也不经济。

（三）全程控制基坑支護的施工质量

岩土深基坑支护施工重在过程控制，一旦施工过程控制环节出现问题，事后纠正和补救都会比较困难。因此我们必须进行严格的施工过程控制管理，确保施工质量，严格按设计方案组织施工。工程施工前，有关人员需要熟悉当地的地质资料， 本次施工设计图纸及施工现场周围的环境，另外，降水系统应确保正常工作，施工单位在施工过程中不得随意改变锚杆位置、长度、型号、数量、钢筋网间距、加强筋范围、放坡系数等，设计方案变更时必须重新经专家评审。基坑支护单位要与挖土单位紧密配合，坚持分层分段开挖和分层分段支护的施工原则进行施工。土方开挖的顺序和具体开挖的方法必须与设计的工况相一致，并遵循“开槽支撑，先撑后挖，分层开挖，严禁超挖”的原则，减少开挖过程中土体的扰动范围，缩短基坑开挖卸荷后无支撑的暴露时间，对称开挖，均衡开挖，合理利用土体自身在开挖过程中控制位移的能力。岩土深基坑开挖的过程中应采取措施以防止碰撞支护结构，工程桩或挠动基底原状土，当有异常情况发生时，应立即停止挖土，并应立即查清原因和采取措施，岩土深基坑开挖完成后，应提醒建设单位尽快组织勘察，设计，质监，监理，施工等部门进行验槽，及早开始地下结构工程的施工，严禁基坑长时间暴露，基坑回填前，支护层不能破坏，特别是坡脚部分。

五、结语：

总之，加强对深基坑支护技术的研究是非常有必要的。因此对于深基坑支护的设计需要严格按照动态设计以及信息施工的原则来进行，及时对方案进行调整来做到理论与实践结合。

参考文献：

[1]彭顺.段仲源.邓天旺.紧邻地铁的深基坑支护施工技术[J].岩土工程技术.2015.22（01）.

[2]梁多胜.深基坑支护与降水施工技术[J].山西建筑.2016.37（01）.