巖土工程深基坑支護的設計與施工探討

姚海鋒

關鍵詞：巖土工程;深基坑支護;設計施工;土壓力狀況;策略

巖土工程作為一項基礎巖土工程其設計施工技術要點頗多，其中就包括了深基坑支護設計施工技術?？陀^講影響這一技術實施的因素頗多，例如復雜的周邊環境以及變形控制技術高要求等等。實際上，就巖土工程整體而言，還需要深入探究其深基坑支護設計實用性與安全性，積累大量實踐經驗提出新技術要求，保證深基坑支護建設到位，提高城市中建筑項目整體建造質量。

一、巖土工程中深基坑支護的重要價值

巖土工程中的深基坑支護設計是其施工質量保障的重要基礎，也是基坑支護工程的關鍵依據，施工前需要對環境地質、水文地質、工程地質等等進行全面勘察分析，對支護結構實施科學設計，基于環境與工程需求層面為支護體系設計與施工奠定良好基礎。在這里也需要將多方面影響因素考慮進來，保證有效提高基坑支護的整體施工質量?？紤]到當前城市用地緊張，巖土工程深基坑支護設計施工也存在極大壓力，例如它就深受周邊環境巨大影響，導致深基坑支護費用成本負擔無限加大。在滿足建筑工程整體設計要求基礎上，則需要分析巖土工程中深基坑支護設計施工中的諸多問題，規避安全事故，例如可以采用復合開挖、支護等等設計施工操作，解決已存在問題，滿足巖土工程深基坑支護施工所有要求。

巖土工程中深基坑支護設計施工技術的發展現狀

深基坑支護設計與施工在巖土工程中非常重要，它需要圍繞勘察、設計、施工等多個環節展開，在過分關注施工過程中卻忽視了設計的重要價值。例如目前許多巖土工程承包商為有效爭取利益，在市場競爭中占據一席之地，選擇重視后期施工投入，卻嚴重忽視了前期工程設計，這就導致巖土工程中深基坑更深、更危險。目前某些大城市中多存在5～10年甚至以上的建筑一、二層地下室，甚至出現了四、五層地下室，這就加大了深基坑支護設計施工的整體難度，對技術人員在深基坑支護設計工作方面提出了更高要求。目前的城市化快速發展大背景下，深基坑支護設計與施工工程是較為繁瑣的，且施工難度不低，施工深度較深，因此綜合考量周邊環境與地理位置頗為重要。必須深度把握周圍建筑物檢測內容，如此對設計完工程管理體系很有幫助[1]。

巖土工程中深基坑支護設計的土壓力狀況研究

巖土工程中深基坑支護設計施工技術種類較多，其中要確保圍護結構建設到位，有效體現深基坑支護工程施工安全性，有效降低深基坑挖掘過程中可能發生的土體形變概率?？紤]到深基坑支護工程中要保證其地下水疏通排放功能，因此必須始終保持工程施工環境干燥舒適。另外，要在深基坑支護設計施工中需要考慮其負重狀況，如果支護結果耐久性偏差，則可能存在工程設計施工安全隱患，必須加以注意。在這里，應該客觀準確分析深基坑支護設計施工中的土壓力狀況。

就巖土工程施工環節，需要分析土壓力對于工程整體所產生的負重影響，因此需要對支護工程土壓力實施分析預測，做好細化分析，具體來講巖土工程深基坑支護設計中就包含3種基本類型：

第一，在保持土壓力不動情況下分析擋土墻體變化，此時分析土體變動以及變動程度大小，如果數值較小可以忽略不計。要對土體本身對于擋土墻體所發生的作用、所形成的壓力進行分析，即分析靜止土壓力情況。

第二，在土壓力積極移動過程中需要對深基坑支護工程中的土壓力進行分析，了解土壓力切實作用于截土墻體上，分析截土墻體向前方移動狀況。在墻后土體應力達到一定程度以后，需要對墻后土體的壓力進行分析，確保其壓力降到最低。

第三，在土壓力被迫移動過程中，需要將其與基坑支護結構中的土壓力分析到位，確保外界作用力作用于截土墻體上，分析土體位置移動情況，滿足力學平衡要求。此時土體與墻體之間的壓力系數都能有所提升達到最高[2]。

巖土工程中深基坑支護設計所面臨的挑戰分析

在巖土工程深基坑支護設計過程中要面臨諸多外界因素影響，下文簡單從外界環境、設計參數、基坑的巖土取樣以及空間效應四大方面展開分析，分析其所面臨的挑戰內容。

環境問題

在巖土工程中，深基坑支護設計面臨諸多方面外界因素影響，這其中環境因素首當其沖且影響十分巨大。在較深的施工環境中，施工流程、技術內容都相當復雜，這其中也必須思考環境因素的復雜性，它在一定程度上阻礙了施工進程的順利推進，因此必須做好勘察、設計工作。舉個例子，在軟土底層與涌水底層出現以后，需要建立深基坑支護設計預警機制，但實際上卻缺乏這一預警機制，這導致基坑支護施工保證率嚴重下降，深受環境因素影響。

設計參數問題

巖土工程深基坑支護設計存在設計參數問題，其設計參數是否準確也成為了之坑基礎設計質量高低的重要參考。在針對深基坑施工過程中，需要根據深基坑的深度變化分析巖土土體參數差距較大變化，結合多數設計內容分析取樣，一般來說其取樣數量較少、參數單一，設計參數結果對設計計算結果、設計方案都產生了較大影響。在計算過程中也無法結合實際狀況，導致勘察精度、設計深度都深受影響。目前在深基坑支護設計工程中參數取值方法相對復雜，其中提出了不同巖土體參數內容，因此在計算設計過程中容易出現錯誤，支護成果不甚理想。

巖土取樣問題

在深基坑支護設計中，應該伴隨深基坑中巖土體深度的不同變化進行巖土取樣，有效應對不同的巖土體取樣變化并展開分析，始終保證巖土體參數準確性。在多數基坑設計中的參數進行分析，按照最低規范標準取樣并試驗，結果發現較多時刻無法根據實際情況進行巖土取樣，其取樣數量與試驗也不夠到位，直接導致參數誤差偏大。究其根本，說明深基坑支護設計中未能根據巖土體性質規范進行取樣試驗，無法根據多種取樣方法做好現場巖土體參數綜合確定，導致無法獲得更為準確的基礎數據內容[3]。

空間效應問題

最后要分析深基坑開挖設計中的空間效應問題，因為基坑開挖要保證巖土體有效釋放，根據不同基坑形狀或基坑邊坡形狀、受力情況進行重新布置。在結合基坑支護問題進行分析過程中，需要充分考慮到開挖后所形成的陰陽角等諸多影響因素。綜上所述，空間效應考慮欠缺直接影響了深基坑開挖設計支護體系。

巖土工程中深基坑支護設計思路與施工要點

（一）巖土工程中深基坑支護設計的基本思路

巖土工程深基坑支護需要結合保護對象明確設計思路，主要參考深基坑深度分析其影響范圍，保證建立層層遞進的安全、經濟化設計體系，滿足勘察準確、設計合理以及施工安全要求。具體來講還需要做好以下4點：第一，需要確定調查對象，主要調查高壓線、燃氣管線以及已有建筑房屋等等;第二，要做好巖土勘探工作，保證巖土體參數選取準確到位，分析地下水實際分布狀況;第三，要計算模型的建立，計算其中的基坑支護作用力與反作用力;第四，需要選取設計方案并制作繪圖表示。

巖土工程中深基坑支護設計要點

深基坑支護施工中需要避免支護結構發生任何變化，其中要對外界力量影響情況進行分析，保證支護建設基礎明確，保證設計人員在施工前建立有效模型，并合理計算模型中內容，例如要全方位考量各種地質因素，保證支護結構在變形以后不影響其支護結構的各種使用功能。在經過多次反復計算以后，也要避免結果中存在的不真實數據內容，保證對深基坑支護設計建設起到積極作用。如果存在設計緊急狀況，則需要修改設計方案，建立良好的預警機制[4]。

在深基坑支護結構強度設計過程環節必須考慮日后的施工完整性，同時考慮支護體系結構的整體強度問題，把握其中設計技術細節?？紤]到支護強度對工程質量會產生較大影響，它直接決定了基坑支護的整體使用年限，充分考慮設計細節問題，例如結合地質因素影響分析選擇正確的深基坑支護體系。

當然，在深基坑支護結構選型方面也必須創新，改造結構，淘汰過往的結構荷載設計理念，發展新設計思路。例如要采用先進的現代信息化設計技術，確保深度挖掘支護創新性，例如可以采用錨拉樁、內支撐、雙排樁相互組合的綜合設計方法，保證深基坑支護設計到位。在針對預應力的設計方面，需要強化冠梁承受力與錨索應力受力情況，保證基坑支護綜合考量錨索預應力損失情況控制在可承受范圍之內，避免發生任何事故，強化支護整體穩定性。

巖土工程中深基坑支護施工要點

在巖土工程中要做好深基坑支護設計工作，也要在隨后強調施工技術要點應用，下文簡單分析5點：

1做好分層分段開挖與支護施工

在巖土工程施工中要結合經驗來看，分析基坑損壞問題，從局部中的某一點或某一條線來展開施工操作，分析基坑邊坡位置應力上限問題，避免基點被破壞以及破壞范圍不斷蔓延。在對基坑穩固性與持久性進行分析過程中，需要對施工中的挖掘受力面積進行有效控制，確保最快速度完成深基坑支護體系有效搭建，體現支護深基坑支護價值。在施工過程中需要保證開挖過程中仔細觀察、檢測排水狀況以及土壤砂石構造，同時對某些未知地下埋藏物信息進行搜集整理。另外，需要反復展開現場原位試驗，充分使用豐富試驗操作來進一步收集大量數據信息，保證做好信息反饋工作，完善相關施工方案與計算方法，回歸到基本理論實踐過程做好施工準備[5]。

2做好現場變形觀測

要根據極限平衡原理對巖土工程中的某些復雜場景進行分析，做好深基坑支護施工工作，對建筑工程中的某些形變問題進行分析，有效處理巖土工程復雜場地深基坑支護情況，確保計算結論具有其重要價值意義。在結合現場變形觀測結構進行分析過程中，需要結合現實形變情況分析復雜場地的深基坑支護工程施工情況，主要對深基坑支護結構中的變形數據做好現場檢查，消除安全隱患問題[6]。

3保證施工質量

要保證深基坑支護良好的施工質量，體現深基坑支護工程建設的核心機制，嚴格遵照反復論證結果來設計支護方案，不隨意更改深基坑支護結構，基本上要做到“一層做、一層支護、挖一段、做一段支護”的施工結構。即要保證做到挖一層做一層支護，挖一段做一段支護，始終保持開挖順序與方法與支護設計方案保持一致。與從同事，要在深基坑支護施工過程中堅持做到“先撐后挖、分層開挖、嚴禁超挖”，主要是對施工中土方活動的范圍進行控制。要盡量做到挖掘進程的均勻，嚴禁隨意挖掘的情況。要盡量減少基坑的暴露時間，同時要合理規劃土方卸荷時間，并有專門的施工人員負責對基礎工程的用過的基坑及時進行恢復工作，從而避免基坑支護施工可能帶來的諸多安全隱患因素。另外，在設計與支護施工二者應各自發揮優勢。這里必須考慮到巖土工程中復雜場地深基坑支護工程設計單位要對分析勘察數據以及設計方案不斷完善。借助豐富的實踐經驗和專業的測算方法增強深基坑支護的設計方案的準確性和實效性，不能疏忽任何一個可能出現的問題細節，支護施工單位在施工過程中一定要確保施工過程的安全性，遇到任何臨時或者突發狀況都要及時與設計單位進行溝通協調，共同商議處理措施，為施工工程的順利進行而不斷努力[7]。

4建立技術人員監督與指導機制

要在巖土工程深基坑支護施工中建立技術人員監督和指導機制，結合國家工程部所規定內容與實踐需要制定基坑工程支護施工相關細則內容，保證深基坑工程技術標準有效明確。在這一過程中也要建立相對健全的技術人員跟班制度，有效規避施工過程中可能發生的各種風險事故因素。例如在解決深基坑支護工程中的地下水問題時，需要采取相應技術措施，保證地下水位降到合理范圍內，同時做好全天負責抽水工作，提高深基坑支護施工質量水平[8]。

5計算調整深基坑支護土壓力數據

要在深基坑支護施工過程中計算調整其支護土壓力數據，對深基坑變形施工過程的巨大影響進行分析?？紤]到基坑支護變形主要發生在基坑邊坡位置，容易導致深基坑周圍建筑變形，所以需要對變形數據進行分析，掌握深基坑中可能存在的技術缺陷問題，結合實際解決這些實際問題。在處理邊坡變形問題過程中，需要遵循相關規范技術流程，結合工藝手段與科學技術手段對基坑邊坡變形問題進行分析，做好相關評估工作[9]。比如說要采用圓弧滑動方法計算深基坑邊坡土質部分穩定系數Fs，參考《建筑邊坡工程技術規范》相關要求建立土壓力計算分析機制。在這里就需要結合瑞典條分析算法獲得計算結果，分析其中計算結果差異，確?；又ёo計算過程貼近實際進行支護力計算，進而獲得理想化的深基坑支護設計與施工方案。再者，還要加強深基坑支護的設計理念，當前，我國并沒有明確規定基坑支護的設計標準，通常情況下，僅僅采用了朗肯理論等進行基坑支護結構的設計，也采用準確度不高的等值梁法進行計算，且會提高成本，所以當前相關的人員要在理論與規范上進行完善。加強對巖土工程深基坑支護施工的管制力度，這是為了更好地解決施工中存在的一些問題，管理人員要進行每日的檢查工作，若存在問題，要與施工人員共同考慮，經過有效的協商解決問題[10]。

總結：

在巖土工程中，深基坑支護設計與施工面臨相對復雜的場地地質條件，因此結合多種設計與施工思路方案展開工程建設是有必要的。在深基坑支護項目中必須結合實際情況對相應技術方案進行合理協調，注重安全可靠與經濟合理的設計方案應用，保證掌握較強的設計施工技術。爭取從項目勘察、設計、施工等諸多環節總結經驗，確保做到對深基坑支護工程的有效促進，不斷完善、健全相應技術體系。

參考文獻：

[1] 趙羽，王少雷，曹啟增. 談巖土工程深基坑支護的設計與施工及其優化過程管理[J]. 磚瓦，2021（6）：126-127.

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[3] 陳文橋. 巖土工程深基坑支護的設計與施工技術[J]. 世界有色金屬，2021（5）：137-138.

[4] 王永紅. 巖土工程中復雜場地深基坑支護工程設計與施工研究[J]. 世界有色金屬，2021（15）：225-226.

[5] 連江波. 深基坑的巖土工程勘察、支護設計與施工技術分析[J]. 建筑工程技術與設計，2021（23）：379.

[6] 王勝強. 巖土工程中的深基坑支護設計問題和解決措施的應用研究[J]. 工程技術研究，2021，6（1）：203-204.

[7] 許振巍，徐新力. 巖土工程中的深基坑支護設計問題和對策探析[J]. 建筑與裝飾，2021（29）：102-105.

[8] 張興旺. 巖土工程基礎施工中深基坑支護施工技術的應用探析[J]. 商品與質量，2021（21）：130.

[9] 張澄. 工程建設中深基坑的支護與巖土勘察技術分析[J]. 房地產導刊，2021（26）：87-88.

[10] 張博煒. 礦山巖土工程深基坑支護技術與勘查技術分析[J]. 世界有色金屬，2021（9）：143-144.