岩土工程中深基坑支护问题及对策

文/王仔章 河南中核五院研究设计有限公司 河南郑州 450000

随着我国城市化进程的加速，高层建筑的兴建和对地下空间的开发利用，出现了大量体积大、深度大、场地复杂的基坑。基坑工程的安全关系到基坑本身、邻近设施和周边道路的安全，因此对基坑支护技术提出了更高的要求。经过近些年的发展，产生了许多先进的支护设计理念和施工技术，同时，也存在一些问题。

1、基坑支护体系的优化设计

1.1 基坑支护体系设计面临的问题

在深基坑工程中，达到同一支护目的，可供选择的支护方案有多种，每种方案都有其各自的特点和优劣性。针对复杂环境下的深基坑工程，出于安全和环保的目的，基坑支护设计往往较为保守，安全性冗余量较大，导致施工成本过大。因此在确保安全和环保等因素可控的前提下，有必要对基坑支护体系进行优化设计，以期实现造价及工期的控制，节约成本，实现经济效益。

影响基坑支护评价的因素主要包括“经济、安全、环境、施工”四个方面，每项由多种评价指标组成，具有层次性和模糊性，支护方案选型是一个多层次下多目标的复杂决策系统。基坑支护评价指标的权重对基坑支护方案选型影响很大，对评价指标的赋值目前分为主观赋值和客观赋值两种方法。以往主要依赖于工程经验和专家决策来赋值，具有较大的偏差和局限性，而客观赋值主要从客观数据中寻找规律、确定权重，但易与实际情况不符。

如何选择一种合理的基坑支护方案，达到基坑支护安全性、合理性与经济性的统一，是在今后一段时期内需重点探索、持续研究的方向之一。

1.2 基坑支护体系优化设计对策

近些年来，不少学者对基坑支护优化设计进行了积极地研究探索，曹文贵[1]等针对评价指标取值不确定性提出采用区间数表示属性值的方法，建立基坑支护方案确定的区间关联模糊优化方法。金志仁[2]等将距离判别分析理论应用于深基坑支护方案的优选判别中，建立距离判别分析模型，对深基坑支护方案进行优选。蒋崇春[3]等引用信息熵所反映数据本身的效用值来计算指标的熵权和层次分析法求得的专家权重来求综合权重，运用模糊物元法优选基坑支护方案。梅年峰[4]等综合应用灰色系统理论和多目标决策理论，以及无限方案多目标决策方法，建立基坑支护方案的灰色多目标决策优选模型。郑邵羽[5]等采用基于博弈论的组合赋权法，用信息熵和层次分析法(AHP)确定的主观权重和熵权法确定的客观权重进行组合，采用改进的TOPSIS法进行基坑支护方案优选。

结合目前已有研究经验，对评价指标可采用主观赋值和客观赋值相结合，使专家经验与工程客观信息充分结合，避免过多主观因素影响，同时防止客观方法的结果脱离实际。随着信息技术的发展和工程经验的累积，进一步研究完善评价指标体系，使其更趋科学合理性。

2、基坑支护技术的改进和发展

由于大部分基坑工程分布在市区，为尽可能多地利用土地，建筑物之间的距离越来越近，使得地下空间相互临近，基坑开挖存在相互影响。以往在基坑开挖中大量使用锚杆（锚索）支护，长度多达几十米，超出“红线”范围以外，侵犯了临近建筑的地下空间，影响后续工程的实施。

为了解决此类问题，产生了多种可回收锚索技术。目前，在工程应用中常用的有日本JC锚索、U型可拆除回收锚索、直列无级调压式速卸锚索（LC可回收锚索）、热熔可回收锚索等四种[6]。与普通预应力锚索相比，可回收锚索自由段长度长，采用无粘结的方式通过末端承载力来传递拉力。

现阶段，在工程中被广泛应用的可回收锚杆（索）的种类少，应用也较局限[7]。一直是政策和理念在前，应用实践却未跟上，推广进度缓慢，技术未形成共识，未实现成本和效能上的统一，回收效率比较低。未来需要研究回收成本低、操作简便的回收方法。

3、基坑监测技术的信息化发展

目前的基坑监测方式主要是测点埋设、数据监测、数据处理和形成报告。监测日报由人工填写，原始数据多以表格文档保存，数据分析以报表配合曲线图反应测点的变化趋势，数据处理效率低下，不利于基坑变形规律的分析总结。施工监测过程中，一旦出现预警值，不能快速全面分析判断，制定应急措施，存在安全风险隐患。

随着信息技术的发展，目前将信息系统与基坑监测相结合，建立起基坑支护结构及周边环境的BIM模型，未来的发展将构建以数据库为基础，打造集可视化管理、基坑监测业务管理、状态评估分析为一体的基坑监测信息管理系统[8]。

结语：

随着对地下空间需求的加大，深基坑支护技术在理论研究和在工程实践中都有了长足的发展，一定程度满足了工程需要。制定出更科学合理的基坑支护优化设计方法，发展基坑支护新技术，实现基坑工程在安全、经济和环保上的有机统一，将是深基坑工程领域的主要发展趋势。