對巖土工程勘察中深基坑支護設計問題的幾點探討

■楊奪 賴輝庭

（廣東省地質局第七地質大隊廣東惠州516008）

對巖土工程勘察中深基坑支護設計問題的幾點探討

■楊奪 賴輝庭

（廣東省地質局第七地質大隊廣東惠州516008）

深基坑作為現代建筑基礎工程中不可缺少的工程之一，其穩定性對基礎施工具有重要的意義。本文主要針對巖土工程勘察中深基坑支護設計過程中存在問題和解決對策做詳細的介紹。

巖土工程 深基坑支護 設計問題

1 深基坑支護設計中存在的問題

1.1 支護結構計算不符合實際受力

根據筆者多年巖土工程勘察及施工經驗可知，在支護結構設計中，從理論上評價深基坑設計的安全程度過于保守，安全程度過高；但是若降低支護結構設計安全系數則又不滿足規范的要求，與工程實際情況存在一定的差距。同時，深基坑側壁土體穩定性呈動態分布，隨著時間的積累，土體變形加大，且土中水分蒸發，其穩定性降低，易出現過大變形。

1.2 選擇力學參數

在基坑支護結構設計中需重視土壓力的變化情況。在基坑開挖施工過程中，側壁土體情況出現一定程度的變化，土體的力學性質也發生一定改變，例如，土體的內摩擦角、粘結性、含水率等，這就給土壓力計算增加了難度。因此，在深基坑支護結構設計中，土體的力學性質成為未知變量。例如，土體的內摩擦角相差大于等于5度時，土壓力則出現明顯的差異，給土體開挖施工增加了危險。

1.3 開挖基坑空間效應

在深基坑施工中，其長邊中部區域，其邊坡的穩定性較差，經常會出現坍塌危害。因此，在基坑設計中，需要充分考慮空間問題，確保支護結構與開挖空間相互適應，滿足基坑穩定性要求。

1.4 土體取樣問題

在深基坑支護結構設計前，需要重視基坑土體的取樣工作，它可以有效地確保支護結構穩定、安全，滿足土體力學的基本要求。一般情況下，在支護結構設計前，需要鉆取土樣，分析土體結構的物理性能。但是在鉆孔取樣時，帶有隨機性，這就給土體取樣分析結果增加了不確定性。

1.5 未明確邊坡堆載

在深基坑支護、開挖完成后，則開始進行后續施工。但在實際工程施工中，受施工場地的限制，在基坑附近堆放重物，例如大型機械、水泥設備、砂石料等，這就增加了基坑支護結構的出現危險的可能性。因此，在基坑支護結構中需要充分考慮附近堆載對基坑側壁的影響。

1.6 場地綜合因素

在深基坑支護結構設計中，存在較多的因素。例如，地下水位對基坑側壁穩定性的影響，需要在基坑設計中考慮降水和排水要求，但是降水和排水處理不當會導致側壁土體出現變形過大問題。

2 針對基坑設計存在問題的解決方案

2.1 支護結構的新類型

為了提高深基坑支護結構的穩定性，需要注重對新型支護結構的設計，研發出新的支護結構形式，加強基坑邊坡的穩定性和安全性。例如，雙排樁支護形式、樁基與擋土墻結合形式等，提高基坑側壁土體的穩定性，確保深基坑施工安全、可靠。

2.2 改善傳統的支護結構設計理念

我國經過近半個世紀的基坑設計、施工，在深基坑支護結構設計過程中積累了豐富的經驗，并建立了豐富的地質結構數據庫，并基本掌握了巖土變化對支護結構受力性能的影響規律，這些經驗為建立深基坑支護結構設計新理念做好了準備。但是目前階段，各國對于基坑支護結構設計仍處于探索中，未建立支護結構設計規范。在深基坑支護結構設計中，對于土壓力根據庫倫定律，而對于支護結構計算采用等值梁理論。這就使深基坑支護結構設計與實際受力存在一定的偏差。因此，現階段，需要改變傳統的結構荷載法計算理論，采用施工監測的信息反饋與設計優化相互配合，提高支護結構的設計可靠度。

2.3 建立基坑變形控制的新方式

在深基坑支護結構設計中，采用極限平衡原理，它的分析過程是一種簡單實用的方法。可是，該理論應用在深基坑支護結構設計中，僅可以確保支護結構強度要求，無法滿足其剛度。因此，在深基坑支護結構設計中，不僅需要考慮結構的強度問題，還需要充分考慮結構的剛度問題，建立支護結構變形控制標準，并將空間結構換算成平面受力體系，提高計算的精度。

2.4 重視支護結構的試驗研究工作

在實際工程中，支護結構施工中積累了大量的技術資料，可是缺乏精確的數據信息，不能進行準確的原因分析。任何理論都是建立在試驗的基礎之上，因此，為提高深基坑支護結構的穩定性，需要加強對支護結構的試驗研究。可以建立大型實驗室，模擬基坑支護結構受力的變形情況，對其進行實時監測，為建立支護結構穩定理論做基礎。

3 工程實例

3.1 工程概況

某建筑工程深基坑平面尺寸140 m×75m，建筑面積8000m2，分為三棟單體建筑結構，地下兩層，負一層標高-3.85m，負二層標高-7.56m，其基坑開挖平均深度為7.7m，

3.2 工程地質特征

根據地質勘察結果，該基坑從上向下土質分別為：雜填土、粘土、淤泥、淤泥質粘土等，各土層的巖土工程指標如表1所示：

表1 深基坑土質基本狀況

3.3 基坑支護設計

根據本工程基本特點，對基坑劃分為三個區域，分別開挖深度為7.6m、7.9m、8.5m。

其各個分區內支護結構設計方案為：

一區（深度7.6m）：支護結構為鉆孔灌注樁，樁徑為720mm，樁長度為23.5m，樁間距850mm；

二區（深度7.9m）：支護結構為鉆孔灌注樁，樁徑為760mm，樁長度為24.5m，樁間距950mm；

三區（深度8.5m）：支護結構為鉆孔灌注樁，樁徑為800mm，樁長度為25m，樁間距1000mm；

樁身采用C25混凝土，在支護結構中設置兩道內撐，支撐布置標高為-6.35m、-1.5m。

4 結論

綜上所述，在深基坑支護結構設計中，需充分考慮側壁土體的可變性，加強新型支護結構研發、重視試驗數據，為提高深基坑支護結構的穩定性做準備。

[1]陳繼光.基于Vague-Fuzzy理論的深基坑支護方案評價應用 [J].數學的實踐與認識，2011（11）.

[2]周罕，曹平.軟土地區城市深基坑支護方案優選的模糊層次分析法 [J].中南大學學報（自然科學版），2012（09）.

P624[文獻碼]B

1000-405X（2016）-5-271-1