巖土工程中深基坑支護設計的分析

張煜 初壯 張巖

摘 要：深基坑支護設計是保證巖土工程順利進行的關鍵，已經得到了各工程單位的廣泛關注。本文闡述了巖土工程中深基坑支護的技術，詳細分析了具體的設計方式，堅持實事求是的原則，旨在為日后設計研究工作的順利進行奠定基礎。

關鍵詞：巖土工程;深基坑;支護設計

在我國經濟建設與社會發展的過程中，城市化進程逐漸加快，城市中的高層建筑也愈發增多，而在城市高層建筑施工階段便要應用到巖土工程中最為重要的一項工程類型：深基坑支護工程，深基坑支護工程決定了巖土工程的穩定性以及安全性，同時也會對高層建筑的整體安全造成一定影響。在實際施工的過程中，深基坑工程支護的施工會受到多種因素的影響，一旦對于安全指標控制不完善有可能發生施工安全事故，給建筑企業造成嚴重的經濟損失。所以，為了充分保證工程的施工質量并且確保整體工程的施工安全， 必須高度重視巖土工程中的深基坑支護設計，從而為整體工程的高質量完成奠定堅實的基礎。文章通過針對巖土工程當中的深基坑支護設計做細致的分析與探討，希望可以為行業從業人員提供經驗參考。

1 巖土工程中深基坑支護設計特點

1.1 概述

深基坑支護工程是一個技術綜合性和理論實踐性很強的新型巖土地質工程技術問題，基坑工程地區性地質特征很強。施工內容主要包括以下幾點： 第一點是巖土工程基礎設計、地質勘察與巖土工程質量調查。確定施工項目巖土設計參數與周圍地下水設計參數;同時確定周圍鄰近高層建筑物、周圍地下管道埋設物、城市道路等建筑工程基礎設施的現狀，并對其隨周圍地層深度位移的最大變形限值做出統計分析。第二點是支撐保護結構的設計。設計中施工需深入考慮的具體內容主要包括：當地施工經驗，土體和周圍地下水水質狀況，四周整體環境安全所需要允許的具體地層結構變形要求限值， 提供滿足使用要求的具體施工基礎設施與具體施工工作場地，滿足施工工期與工程整體造價等。第三點是控制支護結構位移風險預測與管理周邊相關工程安全保護。如果所預測的支護結構變形程度超過設計允許值，應及時修改支護設施結構設計并調整施工技術方案，必要時對項目周邊的重要基礎工程設施也應采取專門的安全保護或其他加固處理措施。

1.2 設計特點

在巖土工程施工環節中要充分結合項目地區地質條件的實際情況， 因為地下工程受到多種因素的影響，在一定程度上增加了深基坑設計的難度。從深基坑支護工程角度分析，由于在實際施工的過程中地下空間有限，如果操作不當會出現安全事故。為此，在深基坑支護施工過程中要了解施工工序，結合施工現場的實際情況設計施工圖紙。深基坑支護工程涉及的內容較多，要求相關設計人員要具備較強的專業知識，并積極引進先進的技術以及設計理念，做好設計前期的準備工作，實時獲取現場施工數據，以此為依據對深基坑支護進行設計。

2 施工運用

2.1 型鋼鋼板墻

在施工中將帶有預制鎖扣的型鋼互相搭接打入地下，就形成了型鋼連續墻。通常采用的型鋼是U形或Z形鋼板樁。型鋼鋼板墻施工簡易，施工進度快，具有良好的經濟性，不產生廢棄物，是環境友好型施工工藝。但鋼板樁具有以下缺點。（1）剛度較低，支護結構變形較大，施工區域周邊沉降大，通常尺寸最大的鋼板樁剛度僅相當于40 cm鋼筋混凝土地下連續墻。但新型的HUW工法樁能在一定程度上解決這一問題。HUW工法是一種利用帶鎖扣的H形鋼和帶鎖扣的U形鋼板樁結合使用，通過定位架打入形成連續一體的鋼墻。（2）適用地層有限，型鋼鋼板墻通常僅適用地質較軟的地層。（3）鋼板樁支護鎖扣防水性弱，基坑易發生滲流、流砂。（4） 施工精度要求高，施工質量不好控制。

2.2 排樁支護

排樁支護是將鋼筋混凝土支護樁行列式、間隔式或相互咬合排列， 并通過冠梁將其連接起來形成的支護形式。常見樁型有鉆孔灌注樁、沉管灌注樁、預制樁、人工挖孔樁等。排樁支護適用于各種地質情況，施工簡單，具有剛度大，抗彎能力強的特點。但通常排樁支護不具備擋水功能， 需結合止水帷幕及基坑降水施工。

2.3 地下連續墻支護

地下連續墻是利用刻槽機沿基礎邊緣用泥漿護壁開挖出一條溝槽，在其中設置鋼筋籠，用導管法在溝槽中澆筑混凝土成單一墻段，在墻段之間采用鎖頭管接頭工藝連接形成連續的連續墻。地下連續墻具有以下優點： 噪聲小，墻體剛度大，抗滲性好，能貼近構筑物施工，占用空間小，適用各種地層，可適用逆作法。但地下連續墻同時有造價高、產生廢漿易造成環境污染、施工機械設備要求高等缺點。

3 巖土工程中深基坑支護設計要點研究

3.1 注重做好深基坑支護的排水設計

巖土工程中深基坑支護設計的過程中要注重做好深基坑支護排水設計，在具體設計的環節中要結合巖土工程的實際情況，尤其是在排水設計的過程中要堅持科學性的基本原則，首先，對影響深基坑支護質量的因素進行分析，觀察地下水是其中關鍵因素之一。在此環節中需要重點區分較高滲透系數以及較低滲透系數的基坑土層的情況，針對前者，在對該土層進行處理的過程中，可以借助井點降水法的方式進行操作，這種方式的優勢較為顯著，在實際應用中對支護起到保護的作用，提升土體的性能;針對后者為了提升支護施工的效果，將止水帷幕應用其中。需要注意的是， 要將地下水以及地表水有效結合在一起，保證深基坑支護的排水性能，要合理使用集水井等方式，保證支護結構的穩定性。

例如：在深基坑排水方案進行設計的過程中，以排水溝和集水井為例進行分析，由于基坑長期處于地下水中，會降低支護的強度，為了保證后續施工的順利進行，則需要關注基坑內部以及外部的實際情況，分別設置排水溝，以便及時將地下水進行排放;在集水井設計的過程中，主要將其設計在基坑角落位置，合理的規劃排水溝與集水井之間的距離，保證設計的準確性。

3.2 科學選擇深基坑支護類型

在巖土工程當中，深基坑支護類型的選擇會對于整體工程的質量以及安全性造成決定性的影響，所以需要對深基坑支護類型的選擇進行科學考量與全面的分析，在綜合施工現場勘查結果的基礎之上完成三種基坑支護方法的選擇。實際當中，充分掌握常用的支護方式，例如：地下連續墻支護、護坡樁支護、土釘墻支護、混合式支護形式等方面，而每一種支護方式所對應的應用環境也是各不相同的，所以要進行慎重的考量以及科學的選擇。若想要有效提升深基坑支護效果的穩定性，可以適當性考慮選擇混合式支護方式，這是由于混合式支護方式可以將錨桿進行固定，最后以懸掛式支護為基礎前提開展支護，這樣可以有效提升支護的安全性能以及穩定性，從而確保基坑在投入使用階段的安全性能。

結束語：總而言之，深基坑工程施工技術在現代建筑工程領域中需要得到更多的重視。由于深基坑工程中所包含的學科和施工工序十分復雜， 為了更好地保證巖土工程深基坑支護施工又好又快的發展，需要注意引進先進的施工設計方法，重點把握分析施工過程中實際需求，并提高深基坑支護施工綜合設計水平，促使深基坑的支護設計能夠滿足巖土工程施工發展的需求。

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