深基坑支護結構設計的優化方法

王玲娟　陳建永

【摘要】近年來，城市建筑逐漸向著高層化方向發展，對建筑工程施工質量也提出了更高要求。地下工程是建筑工程的重要組成部分，對于地下工程來說，深基坑支護工程屬于關鍵工程，其主要目的是為了維護基坑施工安全，為建筑工程后續施工奠定良好基礎。因此，加進深基坑支護結構設計與施工是確保其支護效果的重要方式。基于此，本文研究深基坑支護結構設計的優化方法，希望能為相關人員提供理論參考依據。

【關鍵詞】深基坑支護結構；結構設計；優化方法

一、深基坑支護結構設計存在的問題

（一）受力計算與實際情況存在差異

現階段，在深基坑支護結構設計中，依然采用極限平衡理論進行支護結構的受力計算，計算結果與實際施工差異較大。實踐研究表明，部分支護結構采取極限平衡理論對安全系數進行計算時，理論上是可行的，但在實際施工中卻出現意外狀況；部分支護結構盡管計算得出安全系數較小，甚至無法滿足相關規定要求，但在實際施工中卻比較安全。對于深基坑支護結構來說，極限平面論屬于一種靜態設計方式，但土體的開挖卻處于動態平衡狀態中，這種狀態下的土體強度會隨著時間的推移而慢慢發生變化，甚至出現變形現象。然而，在深基坑支護結構設計中，這部分內容往往被忽視。

（二）未考慮基坑開挖產生的空間效應

水平位移是由基坑附近向基坑內進行的，并且兩邊小、中間大。因此，在深基坑支護施工中，邊坡失穩現象通常產生于基坑長邊的中部位置，這也就意味著深基坑開挖施工屬于空間問題。然而，過去在設計深基坑支護結構時，一般將其作為平面應變問題進行處理，這種處理方式一般只適用于長條形基坑；如果基坑形狀為長方形或者正方形，這種處理方式則不夠恰當。在設計階段，如果要將深基坑支護結構假設為平面應變，則需要根據實際情況合理調整支護結構的構造，確保其滿足基坑開挖的空間效應要求。

（三）對土體缺乏科學取樣

在設計支護結構之前，需要分析并測試地基土樣品，全面掌握土體本身的物理力學作用，繼而給予支撐結構的設計一定的依據。一般在深基坑的開挖范圍中，需要根據國家制定的標準進行鉆探取樣，所以，應該對土壤樣品進行隨機獲取。但是，考慮到地質結構具有一定的復雜性和多變性，同時，土壤樣品并未完全地反映土壤本身的真實性，與之配套的一些設計結構也不能和實際相符合。

二、深基坑支護結構設計的優化方法

（一）優化設計思路

在確定設計方案時，不僅要考慮到施工現場的地形地質條件，還要考慮相關法律法規和行業規定，確保深基坑支護結構設計方案科學合理、經濟安全。在優化支護結構設計方案時，應當結合實際情況合理選擇支護方式。具體措施是：在深基坑支護工程施工中，支護方式通常包括懸臂式支護結構、混合式支護結構以及重力式擋土墻支護結構這三種。懸臂式支護結構主要是通過將巖土嵌入到基坑底部，以此對地面重量起到支撐作用，維護結構整體平衡性。對基坑深度較淺且土質狀況良好的場地，通常選用這一支護方式；混合式支護結構基礎是懸臂式支護結構，不同之處在于前者增加錨桿支護結構，如錨桿以及擋土結構等，錨桿一般在基坑防滑面外部進行固定，能夠對土體起到有效穩固作用，因此，這種支護方式穩定性更高。對變形不大但規模較大的深基坑來說，采取這一支護方式效果比較理想；重力式擋土墻支護結構主要是通過本身重量來維持結構整體平衡，防止因各方面壓力導致支護結構失穩。

（二）優化設計方案

深基坑支護過程中，因為施工的難度非常大，同時，所需要的時間也比較長，加之，施工條件較差，導致基坑工程的開展具有一定的不穩定性，按照施工環境和地質條件與周圍的環境設施等不同因素，基坑支護的實施也會出現或多或少地安全問題，所以，設計基坑支護的方案時，需要進行綜合考慮。比如，設計基坑支護的方案，需要明確勘測地下水位和管線的分布位置、基坑周圍環境、基坑與周邊建筑物之間的距離；從而選擇支護結構類型和支護結構具體的尺寸。用這樣的方法具體分析并判斷，決定選擇哪一種結構方案，最終分析出這一方案的運用能否確保經濟性和節約性。與此同時，需要設計人員具有比較專業的技能和綜合素質，需要具備豐富的設計經驗，具有安全控制的意識，在設計過程中，將安全問題和質量問題作為重中之重。除此之外，要仔細篩選能夠被實施的方案，保障施工安全與質量的基礎上行，考量難易性以及經濟性。

三、結語

綜上所述，隨著經濟的發展，我國城市建設逐漸增多，超深超高建筑也一直在不斷地增加，深基坑支護的施工技術得到一定發展。同時，深基坑支護設計施工也迎來了很大的挑戰。一些深基坑工程在設計施工過程中具有較大的風險，并且施工難度較大，會導致在基坑開挖過程中基坑周邊土體出現位移或者沉降過大，嚴重影響周圍建筑物的安全，給施工帶來很大的損失，對工程的工期也造成一定的影響。所以，隨著科技的快速發展，建筑技術也在不斷發展，施工工藝也在不斷地創新，設計人員需要加強深基坑結構設計的重視，為確保基坑施工過程中的安全性，必須采取合理有效的支護措施，以免發生基坑破壞事故。