复杂环境下深基坑支护设计及施工设计关键技术研究

2023-01-02刘东

河南建材 2022年4期

刘东

山西焦化临汾建筑安装有限公司（041000）

1 深基坑支护工程特点

1.1 具有一定的风险性

作为一项地下工程，深基坑支护技术的操作，需要与相邻建筑物以及地下管线的建设情况相互协调，否则很有可能使建筑物的稳定性大幅度下降，从而引发一系列的安全隐患。除此之外，施工期间的各项因素也有可能对深基坑施工产生影响，比如路面的承载力比平时低，特别是在土方开挖阶段在没有支护的形势下，如果大型载货车路过该区域，巨大的交通压力都会对深基坑的施工产生消极的影响。大部分深基坑支护工程的结构都是临时性的结构，无法为整个工程提供永久性的保护，但为确保深基坑支护工程的安全性，有必要将临时结构与永久结构进行比较。因此，深基坑支护在一定程度上存在一定的风险。

1.2 复杂的地质环境

复杂的地质环境是建筑工程在施工的过程中需要重点考虑的内容，而且地质环境涉及的相关数据以及指标也是影响深基坑支护技术的重要因素。特别是在一些地形异常的沿海地区，因为地质结构复杂，所以在开展深基坑支护时需对整个结构特点进行了解，确保工程的稳定性和安全性。如果初期施工的安全隐患未能得到有效解决，后期的施工质量也会受到影响，甚至威胁到现场工作人员的生命安全。在深基坑支护操作当中，管道铺设是非常重要的一个环节，但面对一些老式建筑，如果无法对管道铺设提前规划，很有可能影响建筑物的安全性和稳定性。除此之外，深基坑支护结构也受压缩条件和土层含水量的影响[1]。

综上所述，在深基坑支护设计以及施工时，需对工程的地质条件进行仔细勘察，了解当地的水文地质环境之后，才可以确保深基坑支护的顺利开展。

1.3 受外界环境影响

深基坑支护工程在进入到施工阶段之后，难免会受到外部因素的影响，特别是地形环境条件以及气候条件。因此，在深基坑支护工程施工期间，现场工作人员必须充分考虑地形条件和气候环境的问题，前期的设计操作也需要充分考虑相关的指标，做好深基坑的排水工作，并且在干燥的季节做好混凝土的养护工作。

1.4 具备一定的时效性

深基坑支护具有一定的时效性，因为很多工程的结构都具有临时性，在完成一个环节的施工操作之后，就可以将前期的设备拆除进入下一个环节的施工，所以现场工作人员需要根据不同阶段的设备使用情况以及不同阶段的施工方案开展一系列的施工操作，确保工程的实效性。

1.5 具备一定的系统性

深基坑支护工程本身就是一项系统性的工程，涉及多个专业的内容。为了确保地下停车库的稳定性和施工环境的安全性，现场工作人员需要对工程的施工现状以及相关的数据进行收集及分析，确保每一项施工环节都可以从整体的角度出发，保证每一个施工环节都符合系统性的特点。

2 深基坑支护施工要点

2.1 改变传统观念

目前，我国深基坑支护技术发展中没有明确的计算标准，导致很多工程在施工的过程当中并没有按照统一完整的设计体系以及相关的设计规范制订施工方案的。在工程设计的过程中，设计人员应根据我国建筑行业发展的情况以及未来的发展趋势，建立新型的设计体系和设计规范，更符合社会发展的实际需求。

2.2 重视对支护结构的研究

深基坑支护技术对高层建筑的各项性能以及指标会产生决定性的影响，所以在发展高层建筑同时，需针对深基坑支护技术进行深入的分析。只有确保深基坑支护技术合理有效地开展，才可以提高高层建筑施工的质量，进一步推动我国建筑行业的发展。但是从目前了解的情况来看，我国深基坑支护技术的发展并没有完善的研究体系。工作人员必须花费大量的时间以及精力进行数据的收集和分析。由于很多工作人员不能确保数据收集的合理性，从而无法为整个工程的开展提供足够的资料支持。

2.3 对深基坑变形进行有效控制

影响建筑物整体稳定性的因素有较多，而普遍存在的问题是施工期间的板砖拆除。如果不能有效地防止周围土层变形，建筑物的安全系数会不断降低。因此，在应用该技术的过程中，工作人员应加大对基坑变形防治技术的研究力度，打破现有技术的应用局限，有效防止基坑支护中周围土层的变化。防止土层变形的技术首先要有一个完善的施工方法，这就要求工作人员在施工之前，要对项目区的实际情况有一个全面的了解，并对附近的地面作出响应[2]。

3 复杂地质环境下深基坑支护设计

3.1 支撑和围护桩墙设计参数

支撑围护桩墙设计的参数在基坑建设方案的设计过程中是非常重要的一项。这些参数需要准确地测量、对照得出最终的准确数值，方便深基坑结构的设计。参考周围的建筑物的特点以及施工的要求，进行一系列的深基坑支护施工，可以提高整个工程的稳定性以及挡土墙的强度。

3.2 确定模型的维度、尺寸及参数

深基坑支护工程在实际操作的过程当中，基坑的边界会对周围的建筑物产生直接影响，所以在设计时要确保设计模型的边界与设计支护结构的边界一致。在深基坑开挖方案的选择方面，也需要在前期开展计算机的模拟，根据地质结构以及水文环境进行一系列的施工操作。

3.3 计算结果

在深基坑支护使用新的技术性的材料，可以提高工程的质量，当然在操作时也需要不断地进行创新。因为我国深基坑支护技术的发展起步时间相对较晚，相应的理论知识和实践操作技能都处于比较落后的状态。为了确保深基坑支护技术的设计以及施工更加准确，应将信息技术与深基坑支护技术充分融合。在对深基坑挡土墙的变形参数和变形的因素进行深入了解之后，才可以确保施工期间的各项指标得到严格管控。

4 深基坑的支护施工技术分析

4.1 混凝土灌注桩

混凝土灌注桩是深基坑支护的关键技术，具体的操作流程比较复杂，包括前期的测量、钻孔以及后期的清洗等。设计人员对每一个阶段的施工都需要严格控制相关的影响因素，而且在前期做好设计以及确保方案的可行性，才可以获得良好的施工效果。

4.2 锚杆支护施工

在没有完全开发的基坑竖向墙或者已经开挖的深基坑墙体上进行钻孔使用的技术是锚杆施工技术，该项技术的操作是在满足相关的规范以及要求之后，才可以在预先打孔的位置开展，最后形成柱状。这种施工方法可以确保深基坑工程具有更强的张力，确保深基坑的稳定性得到整体提高，并且有效避免深基坑的变形。除此之外，该施工可以节省大量的人力、物力和材料，提高工程的施工速度。

4.3 锚喷护壁施工

锚喷护壁施工需要以介质本身的承载力作为基础，所以现场工作人员需要选择合适的介质，并通过锚杆和周围土体之间的摩擦产生的凝聚力，确保深基坑的稳定性。将深基坑的稳定土和不稳定土充分结合在一起，产生稳定组合。螺栓的两端可以相互连接，并牢固地嵌入土壤中[3]。

5 深基坑支护方案的选择

5.1 深基坑支护形式选择原则

深基坑支护技术在经过多年的发展之后，不管是在具体的技术内容还是在深基坑支护形式方面都得到了不断的完善，但是在施工期间，也需要根据工程的实际情况，包括工程的支撑结构、适用范围、工程造价等，选择合适的深基坑支护形式。特别是高层建筑工程的深基坑支护的难度更高，需加强与人机合作，借鉴类似工程的施工经验，确保工程方案设计更符合实际情况。

5.2 支护形式优选方法

深基坑支护形式的选择对工程的质量十分重要，影响深基坑支护施工的因素比较多，而且有可能相互作用，存在较大的不确定性。如何选择合适的支护形式，并且对周围环境影响较小，可以选择多目标模糊决策的概念，将影响因素的特征进行明确，并且转换所有的支持形式和支持参数，将其纳入到数学模糊集当中，按照置信水平对其的可行性进行评价，从而确保方案的选取更加合理。