岩土工程项目深基坑支护处理策略研究

【摘 要】近几年来，随着工程技术的不断成熟与发展，深基坑支护技术也有了较大进展，在不同地区、不同的地质环境下摸索到了许多成功的经验。但要适应现代化经济建设的需要仍需进一步研究不断提高技术水平。本文旨在通过分析岩土工程项目深基坑施工特点与深基坑支护中存在的几个问题，深入探讨了深基坑支护处理的策略。

【关键词】岩土工程；深基坑；施工技术

1 深基坑施工主要特点

深基坑是指开挖深度超过5米（含5米）或地下室三层以上（含三层），或深度虽未超过5米，但地质条件和周围环境及地下管线特别复杂的工程。

深基坑支护是指为保证地下结构施工及基坑周边环境的安全，对深基坑侧壁及周边环境采用的支挡、加固与保护的措施。目前，我国岩土工程项目深基坑支护施工中遇到的一些具体问题主要体现在一下几个方面。

1.1 施工环境相对比较复杂

深基坑开挖既要确保基坑自身的稳定性，又要确保周围建筑和构筑物不会受到破坏。开挖深基坑的时候，能引起周边应力场改变和地下水位变化，以至周边地基土体变形，对邻近建筑和构筑物及地下管网造成一定影响。严重的还可能影响邻近建筑和构筑物及地下管网的安全与使用。土方的大量运输也会对交通产生不良影响。因此，应当注意其环境效应。水文地质和地质埋藏条件的复杂性、不均匀性，会造成勘察所得数据离散性较大，以至难以代表土层的总体情况，且精度较低，给设计施工增加了难度。在其他复杂场地条件下开挖基坑工程，易产生桩体变位、基坑失稳、坑底隆起、土体划移、严重漏水等病害，对周边建筑和地下构筑物带来较大威胁。

1.2 质量要求相对较高

只有确保深基坑工程质量，地下结构和上部结构工程质量才能保证，才能创造好的前提，进而确保整个建筑的工程质量。深基坑工程在开挖中，土方量大，土体的天然应力释放也比较大，这就容易造成基坑周围不均匀沉降，对坑周围建筑拉应力带来不利影响，造成地下管线个别部位易出现应力集中情况。所以，深基坑工程质量要求相对较高。开挖中，既要确保支护结构基础安全，又要顾及施工方便，考虑经济成本。

1.3 存在一定事故隐患

深基坑支护结构主要作用，是为了在基坑挖土期间，发挥挡土、挡水作用，保证基础施工能安全顺利进行，并且对周围的道路、建筑物，对地下的管线等不形成危害。支护结构多是临时性的，等基础施工结束后，也就随之失去作用。深基坑支护工程的技术比较复杂繁琐，且遇到基坑支护失去效果的时候，能够带来工程纠纷，造成人员伤亡、经济受损。所以，在具体工程中，应当采用安全、合理的支护技术，这对确保深基坑施工非常关键、非常重要。

2 深基坑支护中存在的几个问题

2.1 土体取样不具有广泛代表性

为了为支护结构设计提供依据，构设计之初，应当对地基土层取样分析，从而获取比较科学合理的土体物理力学指标。一般情况下，是在深基坑开挖区域2-3倍范围以内按规范要求钻探取样。出于减少勘探工作强度、降低工程造价的考虑，不能有过多的钻孔。这样以来，就可能造成所取土样有一定随机性，不能够全面、真实反映土层情况，容易导致支护结构设计不能完全符合实际地质现状。

2.2 对地基土体物理力学参数取值不准确

土体物理参数选择是一个复杂的问题。深基坑支护结构设计过程中，如果地基土体物理力学参数取值不准确，会对设计结果带来很大影响。数据表明：对比开挖基坑前后，一般来说土体内摩擦角值能相差5度，产生的土体主动压力也不尽一致。不同的施工工艺、支护结构形式，对选取土体物理力学参数也有影响，原土体的内凝聚力与开挖后的土体内凝聚力差别一般在6Kpa以上，也比较大。在地质情况复杂多变情况下，深基坑支护结构选择不当，所承担的土压力大小不一，直接影响安全，目前用库伦公式或朗肯公式，在精确计算土压力方面尚且存在一定的困难。特别是深基坑开挖后，粘聚力、含水率、内摩擦角等三个参数是可变的，给准确计算支护结构实际受力值带来困难。

2.3 实际受力与支护结构设计计算不符

当前，涉及到的深基坑支护结构设计的计算，大多是在极限平衡理论的基础上进行的。所谓极限平衡理论，是指深基坑支护结构的静态设计。但现实情况是开挖后的土体，是一个动态平衡，也就是说这是一个土体逐渐松弛的进程。大量工程实例证明，支护结构的实际受力情况并不简单，从理论上讲，一些按极限平衡理论计算涉及到的安全系数虽然安全，有时却容易遭到破坏。有的虽然能够满足实际要求，却会产生支护结构安全系数较小的情况，甚至达不到规范的要求。随着时间的增长，土体强度会逐渐下降，产生变形。因此在设计中应充分考虑到这些情况。

2.4 基坑开挖有空间效应考虑不周的问题

深基坑开挖是一个空间问题。大量实测资料表明，深基坑开挖的过程中，周边会向坑内发生水平位移，形成两头小、中间大的空间结构。深基坑边坡失稳，常在长边的居中位置发生。传统深基坑支护结构设计通常按照平面应变问题处理，这种应变假设对一些细长形基坑来说较能符合实际情况；而对近似长方形或方形的深基坑，差别较大。因此空间问题在未进行处理前，深基坑支护结构按平面应变假设设计的，其支护结构必须进行适当调整，以满足开挖空间效应各项要求。

3 深基坑支护处理的对策建议

3.1 转变传统的设计理念

目前，我国还没有统一的标准来规范深基坑支护结构的设计和施工，还处于探索和探讨阶段。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，这容易导致既不安全，也不经济。因此，深基坑支护结构施工设计，不应再采用以往传统的结构荷载法，而应认真分析施工中的土层特点和现象，及时反馈并采取有效措施对问题进行处理，逐步建立以施工监测为主导的动态设计体系。

3.2 控制全程提高施工质量

深基坑支护施工过程控制至关重要，如果施工过程中环节控制出现问题，即使及时采取纠正和补救，解决起来也会比较困难。因此施工过程控制中，我们必须保证严格的管理，以确保施工质量。首先要严格按设计方案组织施工。在工程施工前，作业人员要熟悉当地的地质资料、施工现场周边的环境以及施工设计图，降水系统应保证能够正常运作。其次，施工过程中施工单位不得随意更改设计方案，如需变更设计方案，必须重新经专家审查。深基坑开挖的过程中应采取一系列的措施防止碰撞支护结构、挠动基底原状土。一旦有异常情况发生，应即刻停止挖土，并查清原因，及时采取相应的措施防止事态扩大。最后，深基坑开挖完成后，建设单位应尽快组织施工、设计、监理、勘察等部门进行验槽，以便及早地进行地下结构工程施工，严禁基坑长时间暴露的现象发生。

3.3 重视变形观测

设计中如存在偏差，应在下部施工中及时校正设计参数值。对已施工的部分要采取恰当的补救措施。现场变形观测的数据必须及时、准确，保证观测质量，观测人员必须以认真负责的态度严格按照设定好的方案进行测量。一旦在实测过程中发现异常，应当即刻重新研究方案采取相应的措施，防止情况恶化。目前国内多采用专家论证的形式对重大复杂的基坑工程进行观测，以保证工程安全有效。

4 结论

综上所述，岩土工程深基坑支护是一个系统工程，涵盖了工程结构、施工管理、水文地质、施工技术等多方面的内容。它是集材料才学、土力学、结构力学、水力学于一体的门综合性学科。正因如此，需要加强对深基坑支护结构的设计和施工的研究，无论是深基坑支护结构设计还是施工工程组织都应当从整体功能出发，施工过程中将各组成部分组织协调好，确保工程既能安全可靠又能达到经济合理的理想效果。

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