岩土工程中深基坑支护设计的分析

张煜 初壮 张岩

摘 要：深基坑支护设计是保证岩土工程顺利进行的关键，已经得到了各工程单位的广泛关注。本文阐述了岩土工程中深基坑支护的技术，详细分析了具体的设计方式，坚持实事求是的原则，旨在为日后设计研究工作的顺利进行奠定基础。

关键词：岩土工程;深基坑;支护设计

在我国经济建设与社会发展的过程中，城市化进程逐渐加快，城市中的高层建筑也愈发增多，而在城市高层建筑施工阶段便要应用到岩土工程中最为重要的一项工程类型：深基坑支护工程，深基坑支护工程决定了岩土工程的稳定性以及安全性，同时也会对高层建筑的整体安全造成一定影响。在实际施工的过程中，深基坑工程支护的施工会受到多种因素的影响，一旦对于安全指标控制不完善有可能发生施工安全事故，给建筑企业造成严重的经济损失。所以，为了充分保证工程的施工质量并且确保整体工程的施工安全， 必须高度重视岩土工程中的深基坑支护设计，从而为整体工程的高质量完成奠定坚实的基础。文章通过针对岩土工程当中的深基坑支护设计做细致的分析与探讨，希望可以为行业从业人员提供经验参考。

1 岩土工程中深基坑支护设计特点

1.1 概述

深基坑支护工程是一个技术综合性和理论实践性很强的新型岩土地质工程技术问题，基坑工程地区性地质特征很强。施工内容主要包括以下几点： 第一点是岩土工程基础设计、地质勘察与岩土工程质量调查。确定施工项目岩土设计参数与周围地下水设计参数;同时确定周围邻近高层建筑物、周围地下管道埋设物、城市道路等建筑工程基础设施的现状，并对其随周围地层深度位移的最大变形限值做出统计分析。第二点是支撑保护结构的设计。设计中施工需深入考虑的具体内容主要包括：当地施工经验，土体和周围地下水水质状况，四周整体环境安全所需要允许的具体地层结构变形要求限值， 提供满足使用要求的具体施工基础设施与具体施工工作场地，满足施工工期与工程整体造价等。第三点是控制支护结构位移风险预测与管理周边相关工程安全保护。如果所预测的支护结构变形程度超过设计允许值，应及时修改支护设施结构设计并调整施工技术方案，必要时对项目周边的重要基础工程设施也应采取专门的安全保护或其他加固处理措施。

1.2 设计特點

在岩土工程施工环节中要充分结合项目地区地质条件的实际情况， 因为地下工程受到多种因素的影响，在一定程度上增加了深基坑设计的难度。从深基坑支护工程角度分析，由于在实际施工的过程中地下空间有限，如果操作不当会出现安全事故。为此，在深基坑支护施工过程中要了解施工工序，结合施工现场的实际情况设计施工图纸。深基坑支护工程涉及的内容较多，要求相关设计人员要具备较强的专业知识，并积极引进先进的技术以及设计理念，做好设计前期的准备工作，实时获取现场施工数据，以此为依据对深基坑支护进行设计。

2 施工运用

2.1 型钢钢板墙

在施工中将带有预制锁扣的型钢互相搭接打入地下，就形成了型钢连续墙。通常采用的型钢是U形或Z形钢板桩。型钢钢板墙施工简易，施工进度快，具有良好的经济性，不产生废弃物，是环境友好型施工工艺。但钢板桩具有以下缺点。（1）刚度较低，支护结构变形较大，施工区域周边沉降大，通常尺寸最大的钢板桩刚度仅相当于40 cm钢筋混凝土地下连续墙。但新型的HUW工法桩能在一定程度上解决这一问题。HUW工法是一种利用带锁扣的H形钢和带锁扣的U形钢板桩结合使用，通过定位架打入形成连续一体的钢墙。（2）适用地层有限，型钢钢板墙通常仅适用地质较软的地层。（3）钢板桩支护锁扣防水性弱，基坑易发生渗流、流砂。（4） 施工精度要求高，施工质量不好控制。

2.2 排桩支护

排桩支护是将钢筋混凝土支护桩行列式、间隔式或相互咬合排列， 并通过冠梁将其连接起来形成的支护形式。常见桩型有钻孔灌注桩、沉管灌注桩、预制桩、人工挖孔桩等。排桩支护适用于各种地质情况，施工简单，具有刚度大，抗弯能力强的特点。但通常排桩支护不具备挡水功能， 需结合止水帷幕及基坑降水施工。

2.3 地下连续墙支护

地下连续墙是利用刻槽机沿基础边缘用泥浆护壁开挖出一条沟槽，在其中设置钢筋笼，用导管法在沟槽中浇筑混凝土成单一墙段，在墙段之间采用锁头管接头工艺连接形成连续的连续墙。地下连续墙具有以下优点： 噪声小，墙体刚度大，抗渗性好，能贴近构筑物施工，占用空间小，适用各种地层，可适用逆作法。但地下连续墙同时有造价高、产生废浆易造成环境污染、施工机械设备要求高等缺点。

3 岩土工程中深基坑支护设计要点研究

3.1 注重做好深基坑支护的排水设计

岩土工程中深基坑支护设计的过程中要注重做好深基坑支护排水设计，在具体设计的环节中要结合岩土工程的实际情况，尤其是在排水设计的过程中要坚持科学性的基本原则，首先，对影响深基坑支护质量的因素进行分析，观察地下水是其中关键因素之一。在此环节中需要重点区分较高渗透系数以及较低渗透系数的基坑土层的情况，针对前者，在对该土层进行处理的过程中，可以借助井点降水法的方式进行操作，这种方式的优势较为显著，在实际应用中对支护起到保护的作用，提升土体的性能;针对后者为了提升支护施工的效果，将止水帷幕应用其中。需要注意的是， 要将地下水以及地表水有效结合在一起，保证深基坑支护的排水性能，要合理使用集水井等方式，保证支护结构的稳定性。

例如：在深基坑排水方案进行设计的过程中，以排水沟和集水井为例进行分析，由于基坑长期处于地下水中，会降低支护的强度，为了保证后续施工的顺利进行，则需要关注基坑内部以及外部的实际情况，分别设置排水沟，以便及时将地下水进行排放;在集水井设计的过程中，主要将其设计在基坑角落位置，合理的规划排水沟与集水井之间的距离，保证设计的准确性。

3.2 科学选择深基坑支护类型

在岩土工程当中，深基坑支护类型的选择会对于整体工程的质量以及安全性造成决定性的影响，所以需要对深基坑支护类型的选择进行科学考量与全面的分析，在综合施工现场勘查结果的基础之上完成三种基坑支护方法的选择。实际当中，充分掌握常用的支护方式，例如：地下连续墙支护、护坡桩支护、土钉墙支护、混合式支护形式等方面，而每一种支护方式所对应的应用环境也是各不相同的，所以要进行慎重的考量以及科学的选择。若想要有效提升深基坑支护效果的稳定性，可以适当性考虑选择混合式支护方式，这是由于混合式支护方式可以将锚杆进行固定，最后以悬挂式支护为基础前提开展支护，这样可以有效提升支护的安全性能以及稳定性，从而确保基坑在投入使用阶段的安全性能。

结束语：总而言之，深基坑工程施工技术在现代建筑工程领域中需要得到更多的重视。由于深基坑工程中所包含的学科和施工工序十分复杂， 为了更好地保证岩土工程深基坑支护施工又好又快的发展，需要注意引进先进的施工设计方法，重点把握分析施工过程中实际需求，并提高深基坑支护施工综合设计水平，促使深基坑的支护设计能够满足岩土工程施工发展的需求。

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