岩土工程中的深基坑支护设计问题和解决措施

2020-03-06王文跃

工程建设与设计 2020年14期

王文跃

（山东正元建设工程有限责任公司，济南250101）

1 引言

随着我国城市化进程的加快，我国建筑工程项目的数量也在逐年上升，建筑密度的增加无形中增加了深基坑工程施工的难度，这时，加强岩土工程中的深基坑支护设计尤为重要。因此，建筑工程企业应加强对深基坑支护设计工作的重视，从而完善深基坑支护方案，提高设计水平。

2 深基坑工程支护设计的重要性

在岩土工程的深基坑施工过程中，如果支护设计工作不到位，会对深基坑工程的稳定性造成影响，严重时还会出现塌方现象。另外，深基坑工程的支护施工很容易受到外界因素的影响，这就需要企业加强深基坑工程支护设计，对工程地质条件、水文地质条件、地表水排水条件、周边荷载条件、自然环境条件等进行详细的分析[1]，为后期的深基坑支护施工提供参考，意义重大。

3 深基坑支护设计的注意事项

深基坑支护设计需要注意以下问题：（1）计人员确定基坑侧壁安全等级时，要根据保护对象的重要性和破坏后果的严重性确定；（2）设计人员在设计基坑支护结构的平面布置时，需要综合考虑工程地下室的基础和外墙的尺寸，并保证可以满足相关规定允许的变形范围和施工误差；（3）基坑安全稳定是必须遵循的原则，稳定系数的取值应满足相关规程的规定；（4）基坑支护设计阶段，要对可能出现的问题制订应急预案，以便于指导施工；（5）要加强基坑监测工作，做到信息化动态施工[2]。

4 岩土工程深基坑支护设计中的问题

4.1 力学参数的合理性问题

现阶段，我国岩土工程的深基坑支护设计过程中，存在的主要问题是力学参数选择的合理性有待提高。地质体本身是非均质体，各层岩土的物理力学参数各异，并且差异很大，一些施工企业的取样方法不合理、操作不规范、人因影响较大，加之基坑开挖时应力状态变化频繁，导致岩土力学参数选择的合理性有待提高，给基坑安全带来了严重的安全与质量隐患。另外，在岩土工程的深基坑支护设计工作中，部分设计人员没有对地质状况进行分析，例如，土层的黏聚力、含水率等，导致在力学分析工作不够到位，使深基坑支护工程设计的力学参数的合理性存在问题，并在压力计算过程中存在错误，从而影响结构类型的选择和设计[1]。

4.2 设计和实际情况的差异较大

岩土工程中的深基坑支护土压力和传统理论的挡土墙压力相比较有较为明显的不同，但是，由于当前土压力理论指导还不够完善，因此，在岩土工程中的深基坑支护设计中，仍然使用传统的理论计算，故而存在一定的误差。

虽然在传统土压力理论计算的基础上结合必要的经验修正也可以达到实际设计要求，但这是一个极其复杂的课题，设计人员一旦脱离实际的工程情况，不考虑地质条件、地面荷载等方面的差异，会出现变形差异，导致设计和实际情况的差异较大。

5 岩土工程中深基坑支护设计问题的解决措施

5.1 提高勘探资料的准确性

要解决深基坑支护设计中存在的问题，保证工程设计的合理性，首先应提高勘察资料的准确性，在深基坑支护结构设计的过程中，获取准确的土体力学指标。为此，需要加强取样过程的规范化，为后期的支护结构设计工作提供可靠依据。另外，在深基坑开挖过程中，若发现地质情况异常，需要进行补充勘察工作，为变更设计或评价既有设计合理性、可靠性提供依据。

5.2 加强设计前的准备工作

设计人员在正式开始岩土工程中的深基坑支护设计工作之前，需要加强准备工作。设计人员首先需要进行资料的收集，具体包括场地现状地形图、地质勘察报告、建筑总平面图、地下室平面（剖面）图、建筑基础及基础底板结构图，周边若有建（构）筑物或地下管线的还要收集场地周边建（构）筑物的地基基础图纸（包括基础形式、埋深、平面布置等）以及地下管线的布置图等，在完成以上资料的收集后，设计人员需要对其进行分析和理解，具体包括：（1）设计人员需要根据相关资料合理确定基坑底的开挖标高，了解基坑各侧的开挖深度；（2）设计人员需要阅读地质勘察报告，对整个场地的地质分布情况进行初步了解，在这个过程中，设计人员需要重点关注是否有无砂（砾）层、软弱土层及基岩深度，若有砂（砾）层、软弱土层等，查看土层描述和标贯击数的具体情况，以此了解岩土力学性质；（3）设计人员需要加强对管线资料的分析，了解管线的具体分布情况，特别需要了解在1.5～2.0倍坑深范围内的管线分布情况。

5.3 选择科学的深基坑支护设计模式及方案

岩土工程深基坑支护设计人员需要选择科学的深基坑支护设计方法和方案，以此保证深基坑支护设计的整体效果，促进岩土工程施工的顺利进行。为此，设计人员需要树立全新的设计观念，在岩土工程深基坑支护设计工作中，避免“拿来主义”，应结合工程实际现状进行其他相似工程的支护方案的借鉴，然后根据岩土工程施工现场的勘察结果进行设计方案的调整和完善，选择最合适的深基坑支护设计。

5.4 明确工程要求

深基坑支护设计工作的合理性对岩土工程的整体设计和建设意义重大，因此，设计人员在设计过程中，需要加强对实际工程的分析，明确具体的工程要求，在进行深基坑支护设计时，应在保证岩土工程的稳定性与安全性的基础上确定设计目标，完善方案设计。另外，设计人员在编写设计方案时，也需要将所有的岩土工程的不稳定因素考虑在内。

5.5 积极开展基坑支护设计的相关试验

设计人员还需要积极开展基坑支护设计工作的相关试验，以此保证深基坑支护结构设计符合岩土工程结构的整体稳定性和可靠性方面的要求。例如，土层实验、混凝土强度实验、基坑深度测试等。虽然进行基坑支护设计工作的相关试验需要投入大量的资金、人力和物力，但是可以有效避免工程后期出现设计方面的额问题，可以保证设计方案和实际相匹配，促进工程的顺利施工。