巖土工程中深基坑支護問題及對策

文/王仔章 河南中核五院研究設計有限公司 河南鄭州 450000

隨著我國城市化進程的加速，高層建筑的興建和對地下空間的開發利用，出現了大量體積大、深度大、場地復雜的基坑。基坑工程的安全關系到基坑本身、鄰近設施和周邊道路的安全，因此對基坑支護技術提出了更高的要求。經過近些年的發展，產生了許多先進的支護設計理念和施工技術，同時，也存在一些問題。

1、基坑支護體系的優化設計

1.1 基坑支護體系設計面臨的問題

在深基坑工程中，達到同一支護目的，可供選擇的支護方案有多種，每種方案都有其各自的特點和優劣性。針對復雜環境下的深基坑工程，出于安全和環保的目的，基坑支護設計往往較為保守，安全性冗余量較大，導致施工成本過大。因此在確保安全和環保等因素可控的前提下，有必要對基坑支護體系進行優化設計，以期實現造價及工期的控制，節約成本，實現經濟效益。

影響基坑支護評價的因素主要包括“經濟、安全、環境、施工”四個方面，每項由多種評價指標組成，具有層次性和模糊性，支護方案選型是一個多層次下多目標的復雜決策系統。基坑支護評價指標的權重對基坑支護方案選型影響很大，對評價指標的賦值目前分為主觀賦值和客觀賦值兩種方法。以往主要依賴于工程經驗和專家決策來賦值，具有較大的偏差和局限性，而客觀賦值主要從客觀數據中尋找規律、確定權重，但易與實際情況不符。

如何選擇一種合理的基坑支護方案，達到基坑支護安全性、合理性與經濟性的統一，是在今后一段時期內需重點探索、持續研究的方向之一。

1.2 基坑支護體系優化設計對策

近些年來，不少學者對基坑支護優化設計進行了積極地研究探索，曹文貴[1]等針對評價指標取值不確定性提出采用區間數表示屬性值的方法，建立基坑支護方案確定的區間關聯模糊優化方法。金志仁[2]等將距離判別分析理論應用于深基坑支護方案的優選判別中，建立距離判別分析模型，對深基坑支護方案進行優選。蔣崇春[3]等引用信息熵所反映數據本身的效用值來計算指標的熵權和層次分析法求得的專家權重來求綜合權重，運用模糊物元法優選基坑支護方案。梅年峰[4]等綜合應用灰色系統理論和多目標決策理論，以及無限方案多目標決策方法，建立基坑支護方案的灰色多目標決策優選模型。鄭邵羽[5]等采用基于博弈論的組合賦權法，用信息熵和層次分析法(AHP)確定的主觀權重和熵權法確定的客觀權重進行組合，采用改進的TOPSIS法進行基坑支護方案優選。

結合目前已有研究經驗，對評價指標可采用主觀賦值和客觀賦值相結合，使專家經驗與工程客觀信息充分結合，避免過多主觀因素影響，同時防止客觀方法的結果脫離實際。隨著信息技術的發展和工程經驗的累積，進一步研究完善評價指標體系，使其更趨科學合理性。

2、基坑支護技術的改進和發展

由于大部分基坑工程分布在市區，為盡可能多地利用土地，建筑物之間的距離越來越近，使得地下空間相互臨近，基坑開挖存在相互影響。以往在基坑開挖中大量使用錨桿（錨索）支護，長度多達幾十米，超出“紅線”范圍以外，侵犯了臨近建筑的地下空間，影響后續工程的實施。

為了解決此類問題，產生了多種可回收錨索技術。目前，在工程應用中常用的有日本JC錨索、U型可拆除回收錨索、直列無級調壓式速卸錨索（LC可回收錨索）、熱熔可回收錨索等四種[6]。與普通預應力錨索相比，可回收錨索自由段長度長，采用無粘結的方式通過末端承載力來傳遞拉力。

現階段，在工程中被廣泛應用的可回收錨桿（索）的種類少，應用也較局限[7]。一直是政策和理念在前，應用實踐卻未跟上，推廣進度緩慢，技術未形成共識，未實現成本和效能上的統一，回收效率比較低。未來需要研究回收成本低、操作簡便的回收方法。

3、基坑監測技術的信息化發展

目前的基坑監測方式主要是測點埋設、數據監測、數據處理和形成報告。監測日報由人工填寫，原始數據多以表格文檔保存，數據分析以報表配合曲線圖反應測點的變化趨勢，數據處理效率低下，不利于基坑變形規律的分析總結。施工監測過程中，一旦出現預警值，不能快速全面分析判斷，制定應急措施，存在安全風險隱患。

隨著信息技術的發展，目前將信息系統與基坑監測相結合，建立起基坑支護結構及周邊環境的BIM模型，未來的發展將構建以數據庫為基礎，打造集可視化管理、基坑監測業務管理、狀態評估分析為一體的基坑監測信息管理系統[8]。

結語：

隨著對地下空間需求的加大，深基坑支護技術在理論研究和在工程實踐中都有了長足的發展，一定程度滿足了工程需要。制定出更科學合理的基坑支護優化設計方法，發展基坑支護新技術，實現基坑工程在安全、經濟和環保上的有機統一，將是深基坑工程領域的主要發展趨勢。