王榮勇

廣西瀚鼎房地產(chǎn)開發(fā)有限公司 廣西南寧 530000

近年來，我國高速公路、橋梁、高層建筑和地下建筑的發(fā)展速度非?？欤瑢?dǎo)致了大量深基坑支護工程的出現(xiàn)。深基坑支護技術(shù)是一項新技術(shù)，具有很高的實用要求。主要研究巖土和支護結(jié)構(gòu)的強度，以及它們之間的相互作用機理。因此，在深基坑支護工程的施工過程中，技術(shù)要求非常嚴格。在施工過程中，不僅要保證支撐結(jié)構(gòu)體系的安全，還要保證周圍環(huán)境和建筑物的安全。發(fā)展深基坑支護工程的首要任務(wù)是選擇深基坑支護的技術(shù)方案。由于同一個基坑選擇不同的支護技術(shù)方案，其成本也不同，如果在深基坑施工過程中采用不合適的支護技術(shù)方案，可能會造成危險。因此，深基坑工程中支護技術(shù)方案的選擇和優(yōu)化非常重要。

1 深基坑支護方案的研究現(xiàn)狀及存在的問題

經(jīng)濟性和安全性是深基坑施工中需要考慮的兩個基本問題，如何處理好這兩個問題是深基坑施工中的一個重要問題。目前，對深基坑支護技術(shù)的研究主要包括定性和定量方法。由于深基坑工程一般都是臨時性工程，施工方不愿意投入大量資金，有些為了追求安全而導(dǎo)致高成本。面對這些問題，一些學(xué)者開始利用計算機模型來設(shè)計和優(yōu)化深基坑施工的支護技術(shù)。盡管仍有許多問題，但已經(jīng)取得了很大的進展。在過去幾十年的基坑工程實踐中，深基坑施工的支護技術(shù)和方法層出不窮，但如何使支護技術(shù)安全、經(jīng)濟仍然是基坑研究者和設(shè)計者需要解決的問題。近年來，這一領(lǐng)域的相關(guān)專家取得了一定的理論成果，有的已經(jīng)應(yīng)用到實踐中，但缺點是過于理論化，對設(shè)計者的專業(yè)技術(shù)要求較高，這些不足之處是這些方法僅限于理論范圍，因此，雖然人機配合在理論上得到了重視，這種方式的配合，但在實際情況下主要采用輔助設(shè)計的方式[1]。

2 深基坑支護的類型

2.1 鋼板樁支護

鋼板樁廣泛應(yīng)用于擋土和截水，主要包括U形、Z形和直腹板型三種截面，它們由帶鎖或夾的熱軋型鋼制成，相互連接形成鋼板樁墻。由于鋼板樁本身具有很大的柔性，如果支撐或錨固系統(tǒng)安裝不當(dāng)，會造成過大的變形。因此，當(dāng)深基坑支護深度超過7m時，鋼板樁不適合支護。

2.2 深層攪拌支護

這種支護主要采用水泥作為固化劑，通過機械方式將固化劑與軟土劑混合，使固化劑與軟土發(fā)生一系列物理化學(xué)反應(yīng)并逐漸硬化，從而形成一個整體性、水穩(wěn)定性和一定強度的水泥土樁墻作為支護結(jié)構(gòu)。

2.3 排樁支護

柱間主要圍護結(jié)構(gòu)間距采用鋼筋混凝土孔和鉆孔灌注樁，包括樁間有一定凈距的疏排布置和樁與樁相切的密排布置形式。

2.4 復(fù)合土釘綜合支護

復(fù)合土釘支護技術(shù)結(jié)合了土釘墻和深層攪拌水泥土樁或高壓旋噴樁技術(shù)的優(yōu)點，具有施工速度快、經(jīng)濟實用的特點。它通常用于單層地下室，具有薄淤泥層和較低的地下水少基坑。

3 深基坑支護的優(yōu)化設(shè)計

3.1 深基坑支護優(yōu)化設(shè)計原則

①深基坑支護設(shè)計必須保證地下管線和周圍環(huán)境的安全，滿足強度、穩(wěn)定性和質(zhì)量要求。根據(jù)我國的規(guī)定，基坑支護結(jié)構(gòu)的安全等級分為三級：一、二、三級。不同安全等級的最大允許水位位移分別為30毫米、60毫米和150毫米。墻頂最大位移，墻體最大位移、地面的最大沉降和基坑的最大差異沉降分別為一級3厘米、6厘米、3厘米和6/1000。二級：6厘米，9厘米，6厘米，12/1000。②根據(jù)支護結(jié)構(gòu)的安全性選擇可靠的支護結(jié)構(gòu)，從施工現(xiàn)場、施工環(huán)境、施工要求和施工設(shè)備等方面選擇最佳的支護設(shè)計。③在支護設(shè)計中，應(yīng)考慮支護施工方案的成本價，并考慮施工期間的所有費用，以實現(xiàn)經(jīng)濟合理化，實現(xiàn)深基坑支護的完美優(yōu)化設(shè)計。④在深基坑支護設(shè)計中，應(yīng)考慮時間的安排，在保證安全可靠的工程指標(biāo)下，最大限度地縮短工期，以便更好地提前完成目標(biāo)，取得良好效果[2]。

3.2 優(yōu)化樁徑和樁間距

決定支護結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素是樁徑和樁間距。由于基坑支護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性會隨著樁徑的增加而增加，因此基坑的變形率也是最小的。然而，當(dāng)樁徑數(shù)達到一定值時，對穩(wěn)定性的影響很小。當(dāng)穩(wěn)定性提高時，樁徑數(shù)量將增加，這將增加施工成本。

隨著樁間距的增加，基坑支護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性也會降低。樁間距越大，樁就越少。然后，樁體之間的土體將暴露出來，這將使基坑支護結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，增加基坑的變形率。樁間距越小，樁越多，樁間土不易暴露，使支護結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，降低了基坑變形率。但是，間距越小，工程造價越高，所以樁間距不宜過大或過小，這樣既能保證支護的穩(wěn)定性，又能降低工程造價。通常，施工方將利用土拱效應(yīng)來確定樁間距。

3.3 優(yōu)化樁的埋深

支撐設(shè)計的穩(wěn)定性也與埋入樁的深度有關(guān)。樁的埋深越深，樁的穩(wěn)定性越高，但當(dāng)埋深達到一定值時，穩(wěn)定性不受影響。樁的埋深越淺，支撐結(jié)構(gòu)越不穩(wěn)定。因此，樁的埋深也應(yīng)合理選擇。選擇深度時，應(yīng)考慮安全性和經(jīng)濟性。步驟如下：首先根據(jù)以往的施工經(jīng)驗對選定的深度值進行評估，然后進行穩(wěn)定性驗算，進一步確定深度值。如果深度值達到安全系數(shù)規(guī)定的值，則深度值被確定為樁的嵌入深度值。如果該值未達到安全系數(shù)規(guī)定的值，則繼續(xù)增加深度值進行穩(wěn)定性檢查，直到深度值達到安全系數(shù)的最小值[3]。

4 結(jié)論

深基坑支護技術(shù)方案的選擇與優(yōu)化設(shè)計是一項比較復(fù)雜和系統(tǒng)的工程，一些學(xué)者對土壓力計算理論、支護結(jié)構(gòu)設(shè)計原則、支護結(jié)構(gòu)變形機理、基坑開挖變形控制標(biāo)準、基坑支護結(jié)構(gòu)破壞形式和基坑穩(wěn)定性驗算等幾個方面進行了詳細的研究，貫徹了理論與施工實踐相結(jié)合的優(yōu)化思路。但是，現(xiàn)有的基坑支護形式并不完善，因此應(yīng)采用更先進的施工設(shè)備來實現(xiàn)支護技術(shù)的經(jīng)濟效益和安全效益的統(tǒng)一，并進一步完善計算和分形方法，從而使深基坑工程的設(shè)計更加準確可靠，滿足社會經(jīng)濟發(fā)展的需要。