深基坑支护设计中常见的问题解析

摘 要：近年来，随着我国城市经济的日益繁荣和建筑业的迅速发展，建筑施工技术得到了不断发展。而深基坑支护施工技术在建筑工程施工中得到广泛的应用。岩土工程施工中的深基坑支护技术是一门从实践中产生并发展起来的技术。如今，大城市的高层建筑数量日益增多，由于施工场地的道路、地下管道等因素影响而造成对地基的破坏，导致地基施工中存在一些不安全因素。因此，如何解决岩土工程地基安全问题成为设计人员关注的焦点。本文主要就岩土工程中深基坑支护设计问题及解决措施进行论述。

关键词：岩土工程；深基坑；支护；设计

中图分类号： S611 文献标识码： A

1基坑支护的重要性

在基坑施工时，为了避免基坑塌方事故的发生，保证施工安全，因而，在岩土工程中基坑开挖时就必须采纳支护办法。修建基坑支护规划与施工应综合思考工程地质与水文地质条件、基坑类型、基坑开挖掘深度、降排水条件、周边环境对基坑侧壁位移的需求，基坑周边荷载、施工时节、支护构造运用期限等要素，做到合理规划、精心施工、经济安全。近几年来，高层修建的敏捷鼓起，促进了深基坑支护技能的开展。各地在深基坑开挖和支护技能方面积累了丰厚的设计和施工经验，新技能、新构造、新工艺不断涌现。可是，如今的城市建筑间距很小，有的基坑边际距已有修建仅十几米、乃至几米，给基础工程施工带来很大的难度，给周围环境带来极大要挟，也相应地增加了施工工期和施工费用。因而，对深基坑支护的安全问题，工程技能人员应予以高度重视。

2深基坑支护的设计内容

在深基坑支护施工中，由于对其影响因素较多，所以需要在设计方案上要进行详细的设计，明确的确定围护结构形式、支撑和锚固系统、地下水控制及深基坑检测等多方面的问题，确保深基坑支护方案的合理性。在通常的基坑支护设计中，其设计内容多数是以支护体系支护结构强度和变形验算为主。同时在设计时还要对土压力、水压力、地面超载、侧向荷载、施工荷载及邻近基础工程施工影响进行充分地考虑，确保施工时安全。

3基坑支护结构的设计原则与方法

在进行基坑支护结构设计时，需要以安全可靠、经济合理及便于施工作为其设计的基础原则，应综合考虑工程地质与水文地质条件、基础类型、基坑开挖深度、降排水条件、周边环境对基坑侧壁位移的要求、基坑周边荷载、施工季节、支护结构使用期限等因素，做到因地制宜，因时制宜，合理设计、精心施工、严格监控。在进行基坑支护结构设计时，需要依据极限状态表达式来进行，同时还要对支护结构的极限状态进行划分。当承载能力达到极限状态时，支护结构己达到了最大限度的承载能力或是土体存在着失稳及变形严重从而导致支护结构或基坑周围环境受到破坏。而正常使用极限状态则是指支护结构发生变形己影响到结构施工的或是周边环境的正常使用功能。所以在进行基坑支护结构设计时，需要对其承载力极限状态进行计算，通过对土体稳定筒、结构承载力及锚杆、支撑的承载力和稳定性进行计算后，从而对极限状态进行掌握。另外对于支护结构变形有限定的基坑侧壁，则还需要验算基坑周边环境及支护结构变形的情况。

4设计方案常遇见的问题

4.1设计依据不够恰当

在当前的设计方案中，有很大一部分设计方案在设计依据一栏中经常发现一部分已废止或不恰当的规范仍在延用，此外还有一些地方法规或地方标准的，必须按地方设计标准执行，其中《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99次之。规范之间的内容或有存在相互矛盾的地方，另外对于设计方案如果能通过之后，现场监理有可能会按照设计依据上提及到的不同规范来要求施工企业，即是从严要求。一个比较完整的设计方案必须包括诸如：设计的方案总体描述（设计参数以及采用的什么支护结构等），必须把有可能出现的问题提及到。这既是设计单位技术的体现又是对自己的保护。

4.2深基坑的安全等级

基坑的安全等级是衡量支护结构和周边环境对变形的适应能力以及基坑工程对周边环境可能造成的危害程度的量度，对于一个基坑而言，必须根据周边环境，将整个工程合理的分成多个区进行分区处理，然后再根据每个区块的情况，将基坑侧壁分为多个安全等级，力争做到对基坑规划做到更加合理经济。

4.3确保基坑周围环境足够完善

当前有许多基坑周边环境的条件不够完善，尤其是周边建筑物（构筑物）的基础型式，距离基坑的距离、管线的类型、走向、埋深等。

4.4基坑设计中技术与经济问题

基坑设计方案没有绝对的对错之分，基坑设计只有越接近极限平衡状态越好。任何设计方案只是一个失效概率问题，没有绝对的最佳方案。这就要求我们设计人员在方案设计中高度重视基坑支护检测结果，监测单位不断反馈的数据，就能积累到一些经验。基坑支护方案往往做不到技术、经济同时兼顾，如果工程没有资金方面的压力的话，对于任何一个工程单位来说都能够做，对于临时工程（基坑工程）来说，业主是非常重视资金方面的投入，经常不愿意投过多的资金，很多业主把基坑支护设计做到“摇而不倒”的境界，虽然这是不可能做到，但是业主必须得深刻地认识到基坑支护工程的重要性与必要性。根据基坑工程安全等级，选用合理的系数来进行计算。

4.5地下水的处理

地下水控制是基坑工程中的一个难点，其主要受到两个方面的影响，既土质和地下水位的影响，这就导致了开挖方法超声很大的差异。地下水位较高时，作用在支护工程结构上的压力相对较大，致使支护结构变形量相对较大，非常容易造成流砂现象、地下水流量、流速较大严重时还会产生坍塌基坑现象。针对这类问题，一个非常重要的举措是可以采用全止水式结构，在支护设计时可以使用深层搅拌桩等坑内采用管井降水或地基加固等措施提高土体的耐压强度，增加土体抗管涌、抗流砂的能力、抗承压水，最大可能的减少对围护体的侧压力，进而提高基坑施工的安全度，必要时还得采取坑内、坑外降水措施，增建排水设施。 4.6锚杆

（1）锚杆的锁定值与设计不匹配，如果锁定值小，那么允许的变形值就大，锁定值最好取锚杆的受拉值的0.35～0.65倍。

（2）锚杆所配置的钢筋或者钢铰线和荷载不太相符，就会很容易超出锚杆的承载基础，就导致了锚杆不能完全承受了基坑压力。

4.7其它

（1）施工组织设计经常缺少应急预案以及监测方案后者预警值不合理，另外一个基坑的安全等级是不同的，对于不同的环境应该采用不同的基坑安全等级。

（2对于监测点布置不够合理，按要求基坑的监测点最好放在同一个剖面上，如内力、位移等，这样更有利于实际分析和比较。

（3）在当期基坑支护设计方法尚无成熟就开始用以计算基坑周围的土体变形，在施工中必须通过准确及时的监测，科学指导基坑开挖和支护，面对突发问题及时采取应急措施，避免或最大程度减轻破坏性的后果。

（4）差异性地面沉降存在于基坑开挖过程中，产生的地面沉降一般表现为以下几个方面：第一种是地下水疏干所产生的差异性地面沉降，第二种是因为护坡设施的侧向变形所造成的地面沉降，最后基坑涌砂引起地面变形尤其是在地下水丰富的地段。另外基坑开挖工程会导致地下水形成相当大的水势差，造成含水的粉砂层，细砂层等具有更大的向基坑涌出的趋势，在止水帷幕失效或由于降水未达到设计要求的时候，会由于过大的水头压力而造成涌砂的现象。造成结果就是基坑边坡失稳以及基坑周边的地面产生严重的凹陷变形，因此就要求基坑监测的单位人员及时监测及时上报监测数据以便于指导施工。另外，值得我们注意的是，假如在基坑开挖深度内没有揭露出含水的砂层，不会产生涌砂，也不可以认为地面变形的现象不会发生，事实上，大量的基坑隆起，所造成的后果与涌砂的结果是极其相似的。

结束语

综上所述，深基坑支护设计是一个系统工程，在建筑深基坑的设计中，要结合现场的实际情况，根据实际的基坑开挖深度、形状、工程地质条件、水文地质条件、材料、施工方法、经济、环境影响等多方面因素，选择出适当的结构型式。