浅析基坑支护工程与发展趋势

摘 要：基坑工程是建立在世界各地的，大投资，高风险，难度大的关键性工程项目，然而随着城市现代化建设的不断发展，基坑工程设计项目数量及规模正迅速增大，基坑支护工程作为其发展的基础条件起着至关重要的作用。

关键词：基坑工程的特点；基坑工程的实际原则；基坑工程的发展趋势

基坑支护是指进行建（构）筑物基础、地下建（构）筑物施工而开挖形成的地面以下的空间。随着经济的发展和城市化进程的加快，城市人口密度增加，城市建设向纵深方向的快速发展，地下空间的开发和使用成为一种必然，基坑工程的数量日益增多，规模不断扩大，基坑发杂型和技术难度也随之增大。大规模的高层建筑地下室、地下商场的建设和大规模的市政工程和地下停车场、大型地铁站、地下变电站、地下通道、地下仓库、大型排水及污水处理系统和地下民防工事等的施工都面临深基坑工程，并不断刷新着基坑工程的规模、深度和难度记录。

一、基坑工程的特点

1、高风险。当支护结构仅作为施工所需要的临时支护措施，结构使用时间短，一般不超过两年，属于临时工程，与永久性结构相比，安全设计考虑储备系数比较小，再加上岩土特性，荷载及环境的改变和不确定性，因此，支护结构存在很大的风险。

2、独特性显著。基坑工程与周围环境条件密切相关，在城区和在空旷区的基坑对支护体系的要求差别很大，几乎每个基坑都有其相应的独特性。

3、区域性要求。岩土工程区域性要求高，基坑支护工程便更强的显示出其区域性。不同地区的岩土性质差别很大，即使在同一地区，岩土之间的性质也存在不同，因此，基坑支护设计与施工要根据各地的具体情况，制定适宜的办法，综合使用成功经验进尝试，不能一味复制。

4、空间性和时间性。基坑工程所处空间对于基坑支护产生了强烈的影响，要求支撑系统具有一定强度，且需解决明显的蠕变土壤，造成基坑支护有显著的空间性和时间性。

5、信息化施工要求高。基坑挖掘速度和顺序，对支护体系受力系统有很大的影响，基坑支护设计应考虑到施工组织要求和施工条件，合理的改变挖掘速度和先后顺序，需要加强监测，实行信息化建设。

6、综合性强。基坑支护是结构工程、岩土工程、施工技术相互交叉的技术，同时基坑支护工程涉及的土力学问题，变形和渗漏，也是影响基坑支护稳定的因素，因此对设计师而言需要有广泛的综合知识。

7、环境影响。变形和地下水水位下降的基坑支护体系可能对周围道路产生不利影响，地下管线及建筑物，可能会导致严重的损害，因此，基础设计和施工中应注意环境的影响。

8、理论不成熟。尽管基坑支护技术得到了较大的发展，但在理论上仍属尚待发展的综合技术。目前只是使用理论上的计算，并结合区域半理论半经验的方法来设计。

二、基坑工程的实际原则

1、安全可靠。为确保基坑周围边坡的稳定性，以满足自己的结构强度，稳定性和变形要求支持，以确保坑相邻建筑物，构筑物和地下管线的安全包围。

2、经济合理。在支撑结构的前提下从安全，材料，设备，工程期限，劳动力，环保等方面配套有显著技术优势和经济的设计。

3、施工便利。按照安全可靠，经济合理的原则，方便施工，以缩短工期。

4、技术可行。基坑支护结构设计不仅符合力学的基本原理，同时也能够既经济又方便实现，如设计和施工机械应进行比较，建筑施工机械应具备足够的能力。

5、可持续发展。基坑工程设计要求考虑可持续发展，考虑节能减耗，减少对环境的影响，减少对环境的污染。如在技术经济可行的条件下，尽可能地采用支护结构与主体结构相结合的方式；在设计中尽可能地少采用钢筋混凝土支撑，减少支撑拆除所造成的噪音和扬尘污染以及废弃材料的处置难题等。

6、采用以分项系数表示的极限状态设计方法进行设计。

三、基坑工程的发展趋势

1、系统化。基坑支护工程是个系统工程，调查结果显示，支护工程系统的各个方面必须系统的解决各处所出现的问题，以达到工程的稳定和安全。

2、机械化。建筑机械化是必要的规模支护项目的要求，增加了难度。地下连续墙成槽，支撑钻孔，地下连续墙钢筋笼升降和土方开挖，降雨等工程机械性能的要求越来越高。

3、规范化。实践证明，在施工过程中纵深加大，基坑支护结构，土壤，地下水随着深度变化显著增加，有的甚至是质的变化，相应的设计规范，方法，软件等等对于这些问题存在着缺陷。随着超深，超大基坑的设计，相关理论也逐渐提高，逐渐产生实际的可行性经验，硬件和软件也得到了很大的改善，深基坑支护工程也在不断规范化。

4、信息化。信息技术已经成为基坑支护未来的一个重要特征，作为密切与复杂的地质环境，系统的信息及时收集，分析和处理真实地表现出基坑的实际运作状态，对进一步的工作指导，而且还提供了有价值的信息和第一手的研究和设计。

5、智能化。智能化是基坑工程发展的必然趋势。包括计算机的有限元计算法，神经网络模型等先进的方法，发挥了重要作用。

四、总结

基坑支护的设计与施工，既要确保所有的支撑结构在施工过程中的安全性，而且要控制变形机构和周围的土地。根据安全性设计的前提，必须是合理的，也是节约成本，便于施工的，缩短工期。每一个阶段，随着施工的议程，在施工过程中，发生的结构和外部负载变化时，都对内力有直接影响，任何施工数据的工作很可能会影响到支撑结构的稳定性和安全性。需要与建筑工人密切配合，加强监测和分析，及早发现问题，解决问题，总结经验教训，以使挖掘困难的问题有效解决，也只有这样，理论与设计相结合施工技术才取得突飞猛进的发展。（作者单位：齐齐哈尔工程学院）