談巖土工程深基坑支護的設計與施工及其優化過程管理

趙 羽 王少雷 曹啟增

（信息產業部電子綜合勘察研究院，陜西 西安 710054）

對巖土工程進行施工時，針對深基坑支護需要進行優化設計，盡量減少施工過程出現各種各樣問題，還要保證施工安全，防止出現安全事故。但是，根據深基坑支護的實際情況來看，不管是設計環節，又或者是施工環節均存在相應的問題，還需要進一步優化設計和施工過程，所以，研究基坑支護的設計與施工作業具有重要的意義。

1 巖土工程深基坑支護的設計存在的問題

1.1 支護結構側向土壓力計算方面的問題

對于土壓力來說，主要是土和擋土之間發生相互作用而產生的力，這種作用力被叫作土壓力。對土壓力進行計算時，一般會將土壓力劃分為三種狀態，一是主動狀態，二是被動狀態，三是靜止狀態，見圖1。然而，土壓力狀態不僅局限于此，還與支護結構形變、土質等存在密切地聯系。隨著基坑開挖的不斷推進，土壓力會處于兩種狀態之間，且發生相應的改變。

圖1 土壓力三種狀態圖

1.2 支護結構空間效應

根據大量的經驗可知，之所以會出現深基坑失穩現象主要和空間位移存在密切聯系，設計人員進行深基坑設計時未能考慮到這種空間效應，將其看作是水平支撐力，進而會影響深基坑的后續施工質量，無法實現預期開挖目標。對深基坑平面進行設計時，設計人員要對位移、坡度、強度等進行合理調整，做好基坑支護，進而減少空間位移產生的負面影響。

1.3 支護結構設計的計算結果與實際受力情況不符

對深基坑進行設計的過程中，不少設計人員比較理論化，未能夠提升設計深度，在實際開挖中會使得受力情況無法滿足受力平衡需求。在理論上來分析十分安全，不過，在具體操作時會遇到各種各樣的阻礙，有的安全系數看似較高，然而，在實際應用時卻不夠實用。之所以出現這樣的問題，主要是因為設計人員未能全面考慮受力的動態平衡，進而無法滿足深基坑支護的實際需求。

2 巖土工程深基坑支護存在的施工問題

2.1 施工過程與施工設計不符

對于巖土工程而言，深基坑的設計部分和施工部分是相對獨立的，主要由兩個不同的企業負責不同的內容，就設計人員而言，在設計過程中相對偏向于理論知識，但是，施工人員往往更注重實際，他們需要解決的問題比較多樣化。由于基坑支護作業受到了諸多因素的影響，若設計人員和施工人員之間未能夠進行充分溝通，往往會導致設計與施工存在諸多脫節現象。在具體施工的過程中，有的施工單位為了節省施工成本，又或者為了追趕工期，進而會出現違規操作，一旦偷工減料將會降低施工質量，無法達到預期的設計標準，從而導致巖土工程不達標，不僅浪費了資源，也會造成重大的經濟損失。

2.2 施工人員掌握的技術及工藝不夠先進

在深基坑支護的過程中，施工技術具有重要的影響，與施工人員自身的技術水平息息相關，由于大部分施工人員的文化水平較低，綜合素質相對較差，進而面對接受新技術、新工藝無法領過應用，在具體施工的過程中會影響施工效率。由于先進的施工技術未能夠發揮應有的效應，進而無法做好基坑支護作業。不僅如此，在施工之前，有的施工單位沒能夠對施工人員進行技術培訓，也未能注重技術人員的職業素質，這樣就會影響支護作業的開展效率。除此之外，施工單位對設計圖紙未能深入研究，施工人員以及管理人員對圖紙的掌握也比較淺層次，這樣就會大大影響深基坑支護的施工質量，無法提高該項作業的整體水平，對整個巖土工程質量帶來了不良影響。

2.3 施工材料的質量不過關

對深基坑支護作業進行開展的過程中，往往會應用較多的人力、無力等，尤其要應用一些機械設備，有的施工單位由于自身經濟因素的制約，往往會應用比較落后的設備，又或者所使用的施工材料質量較差，以此節約施工成本，雖然，這樣可以能夠為施工單位節省較多的成本，在短時間之內不會出現質量問題，但是，隨著時間的推移，經過巖土工程的不斷應用，潛在的質量缺陷會逐漸凸顯，質量問題也會越來越多，嚴重影響了工程的經濟效益，甚至會出現安全事故，進而對施工單位的企業形象以及未來發展帶來了不良影響，很難樹立施工單位的公信力。

3 深基坑支護設計與施工的優化過程管理策略

3.1 做好深基坑土體取樣工作

對于巖土工程而言，在設計、施工之前需要全面落實土體取樣工作，這樣能夠為深基坑支護奠定基礎。由于支護結構比較復雜，經過土樣取樣工作的師生，在很大程度上可以讓深基坑設計和施工更加科學、可行，也能夠讓全面掌握實際的施工環境，做好施工準備工作。不僅如此，在完成土體取樣作業后，在具有進行深基坑支護之外，也要做好培訓工作，讓施工人員和管理人員能夠全面提升自身的業務能力，對他們的專業技能進行提升的過程中，需強化他們的安全意識，使其可以在內心中真正地認識到深基坑支護工作的重要性。另外，在培訓方面中，企業可以對獎懲制度進行靈活應用，讓所有的從業人員都能夠積極學習，進而在設計和施工方面可以合理應用新技術、新工藝，在根本上為深基坑支護作業的順利開展奠定基礎，提升整體的支護施工質量。

3.2 施工人員和設計人員需要深入溝通與合作

對于深基坑進行支護時，為了有效控制空間位移問題，設計人員需要和施工人員進行充分溝通，根據現場實際情況合理優化設計方案，采取有效地解決措施控制位移。不管是設計人員，又或者是施工人員，都要站在巖土工程的整體角度來考慮施工問題，并且，還需要充分實現工程的社會效益、經濟效益等，合理縮短工期，盡快節約工程成本，經過二者之間相互合作，有利于順利推進深基坑支護進程。要想設計人員和施工人員之間配合默契，設計人員需要深入現場進行實地考察，全面掌握施工現場的具體情況，分析支護作業的各方面影響因素，對施工現場的狀態進行準備判斷，進而優化設計方案，使得施工作業可以高效率進行，減少技術方面的阻礙。在施工的過程中，設計人員也應該提供相應的技術指導，管理人員則需要發展自身的監督作用。作為施工技術人員，需要對自身的專業知識進行不斷豐富，靈活應用深基坑支護技術，與設計人員積極交流，在遇到自己無法解決的困難時不能盲目施工，而是要與設計人員溝通，以專業眼光進行判斷，從而采取有效的解決方案。不管是設計人員，又或者是施工人員，都應該主動履行自身的職責，加大雙向合作力度，共同推進深基坑支護進程，提升巖土工程質量。

3.3 科學選取力學參數

對于巖土工程來說，對深基坑支護作業進行施工的過程中，力學參數的選取直接關系著基坑工程的安全性，只有保證力學參數的合理性、科學性，才能夠為深基坑支護的穩定性提供必要條件。作為該項作業的設計人員，對力學參數進行選擇時，需要對多方面因素進行考慮，讓施工人員能夠全面認識相應的施工內容，以此加快施工進度，提升施工質量。在深坑支護作業中，在結構穩定性方面并不是一直不變的，在時間、受力等諸多因素的影響下，支護結構也會隨之變化。要想全面提升支護結構的整體穩定性，需要對各種影響因素進行全面分析，深入了解基坑的土質情況，根據具體問題采取有效地應對策略，設計人員可以對多種支護結構進行結合應用，使得工程的安全性得以提升，在不同的深坑支護環節中應用適合的支護結構，從而控制整體的施工質量，保證深基坑支護的安全性。穩定性[5]。

4 結語

綜上所述，在巖土工程中，深基坑支護是一項重要的是施工作業，不僅具有較大的施工難度，也需要投入較多的資源。為了做好深基坑支護作業，需要保證設計方案的可行性，做好土體取樣工作，選擇適合的力學參數，以此指導后續施工。在施工過程中，施工人員和設計人員需要深入溝通與合作，共同提升深基坑支護的穩定性，從而在根本上保證施工安全，提升巖土工程的質量。