深基坑边坡支护结构设计的探讨

盖尧周

中国电建集团河北省电力勘测设计研究院有限公司 河北 石家庄 050031

对于建筑工程的深基坑边坡支护施工而言，其对于技术性以及专业性的要求比较高，而且这一施工环节的危险性也相对较高，若是施工方案不合理，就会影响到整个深基坑边坡结构的稳固性，进而产生安全隐患，引发安全事故。面对这种情况，相关建筑企业就需要做好施工方案的设计，尤其要对深基坑边坡支护结构进行科学合理的设计，使其能够满足相应的施工需求，促使工程的深基坑边坡支护施工质量能够达到施工标准要求，进一步提升整个工程的质量。

1 深基坑边坡支护结构

1.1 悬臂式支护结构

所谓的悬臂式支护结构就是指，没有内支撑与拉锚，仅是靠着结构本身的入土深入及抗弯能力，实现对基坑坑壁稳定、结构安全的有效维护，一种板桩墙、排桩墙以及地下连续墙的支护结构。这种深基坑边坡支护结构因为受到水平位移的限制，所以适用于土质比较好、且开挖深度相对较浅的基坑工程的施工。对于深基坑工程而言，其是相关地区开发建设的重要施工环节，而且这一工程施工工作的有效开展，对于区域环境以及相关资源的开发利用能够起到有利作用。而相关建筑企业若想保障深基坑边坡支护施工质量，就需要提出可行性较高的设计方案，在此之前，还要先对该施工区域的地质情况进行有效勘察，为深基坑边坡支护结构的设计提供可靠的参考依据，确保结构设计方案的科学性以及合理性，在对悬臂式支护结构进行设计时，则要对其嵌入深度的设计加以重视。由于基坑底以上的部分通常都呈现出悬臂状态，也不具有任何支点作用，并且桩顶位移、构件弯矩值也比较大，因此，这一支护结构的设计与施工对于支护结构构件的要求非常高。所以，设计人员在选用悬臂式支护结构进行设计与应用时，需要对基坑施工区域的具体情况予以全面考虑，最好将其应用于深度较小、土质条件良好、对于基坑水平位移的要求也不高的基坑工程施工之中[1]。

1.2 内支撑结构

就当前的地质工程施工建设与勘测工作而言，因受到时代的影响，使得其逐渐趋于数字化的形式，现代建筑企业在对深基坑边坡支护进行施工处理时，会将高端技术应用其中，借此实现对资源的有效开发以及高效利用。基于此，相关建筑企业可以在数字化技术的基础上，开展地质资源勘察工作，并结合实际情况，制定出合理可行的勘察施工方案，以此获得真实准确的勘察数据信息，为内支撑支护结构的设计提供相应的参考依据。对于桩墙-内支撑支护这一结构体系而言，其主要借助桩墙的入土深度、抗弯能力、钢内支撑的抗压能力等多种性能，提高深基坑坑壁的稳定性，确保整个基坑结构的安全性，这种深基坑边坡支护结构适用于任何土层的基坑工程施工中，对于开挖深度也没有任何要求。在对内支撑支护结构进行设计时，主要将其结构形式分为内支撑系统与挡土结构这两部分[2]。

1.3 拉锚式支护结构

相关设计人员在对深基坑边坡支护结构进行设计时，需要对施工的具体情况予以充分考虑，同时也要注重深基坑边坡支护的实际施工要求。若是遇到含有砂土、粘土等相关土质的地基时，相关设计人员就可以采用拉锚式支护结构，并对其进行合理设计，这一支护结构主要是由挡土结构、外拉系统这两部分组成，在对这一支护结构进行设计时，设计人员需要先对施工区域的地质结构特点、活动构造等多个条件进行全面的调查与了解，根据施工区域的岩石特性，设计出与实际施工情况相符的支护结构[3]。

1.4 土钉墙支护结构

对于这一支护结构而言，其在具体的应用中，需要相关施工人员边开挖基坑，边在土坡面上铺设相应的钢筋网，并利用将混凝土喷射上面，以此形成混凝土面板，这样就能够起到挡土作用。这种支护结构比较适用于地下水位、人工降水之后的粘性土、粉土以及杂填土等土质基坑。

1.5 钢板桩支护结构

这种支护结构主要应用于深基坑的支护，由于钢板桩自身具有较大的柔性，因此，若是基坑支护深度在7米以上，且是软土地层，就不适合采用钢板桩支护，除非相关设计人员再设置多层支护胡总恶化锚拉杆，但是，还要对施工后钢板桩拔除的影响予以充分考虑[4]。

2 深基坑支护结构的设计要点

2.1 全面了解地质情况

在对深基坑支护结构进行设计时，需要明确深基坑施工周边的实际情况，明确地下管线的分布情况，针对具体情况，进行合理设计。地质情况是设计人员进行深基坑边坡支护结构设计时关键依据，在对支护结构进行设计时，相关设计人员要明确地下情况，确保其中没有流砂、承压水、地下气体等多种影响深基坑施工的地质问题，保证深基坑边坡支护结构设计的合理性与可行性。

2.2 合理选择支护结构

2.2.1 开挖深度在6到10m范围内的深基坑

其一，若是施工区域的基坑开挖深度在6m以上，且场地条件允许时，相关设计人员可以进行无支撑水泥搅拌桩的选用与设计，还可以采用局部加固措施。对于水泥深层搅拌桩而言，这一支护结构会引发变形问题，若是基坑周边存在对变形相对比较敏感的管线时，则要对该支护结构的应用予以慎重考虑。在开挖土方时，要确保挖土机的抓斗离桩体超出30cm，以免在开挖过程中对桩体产生破坏，降低其挡土能力。若是将水泥土搅拌桩用作基坑隔水帷幕时，设计人员则应要求其最小宽度在1.2m及以上，且与桩体之间搭接也要在20cm及以上。若是面对开挖深度在7到9m范围内的基坑，采用水泥搅拌桩这一支护结构，会出现经验不足的情况，最好不要使用[5]；

其二，支撑式挡土墙。在选用直径在800到1000mm的灌注桩，且在后面加上水泥搅拌桩或者是注浆作为防水帷幕时，设计人员需要设置1到2道的支撑系统，而在设计支撑道数时，就要结合实际土质情况、周围条件以及支护结构变形的要求进行合理设计，可以用采用钢筋混凝土作为支撑，与钢管支撑相比较而言，其位移以及变形几率相对较小。另外，相关设计人员若是选用桩顶支撑灌注桩，就应明确桩顶混凝土的质量要求及其能够承受的剪切力范围，而且要确定桩顶浇筑的钢筋混凝土圈梁的刚度指标，确保整个支护结构的质量；

其三，在面对开挖深度在9到10m范围内的基坑时，且施工区域位于繁华的商业区，设计人员就要选用地下连续墙这一支护结构进行设计，要将其壁厚设置在600到800mm的范围内，并另加支撑系统[6]。

2.2.2 开挖深度在10m以上的深基坑

通常情况下，若是设计人员选用地下连续墙这一支护结构进行设计，并将其应用到开挖深度在10m以上的深基坑工程中，就要将其墙壁厚度设置在800到1000mm，而且还要结合实际深度设置适量的支撑。比如，某些工程的基坑深度在18到20m的范围中，就设置了4道钢筋混凝土作为支撑；也有些之间采用直径在800到1200mm范围内的钻孔灌注桩，利用其代替地下连续墙。

2.2.3 液化土层中的深基坑边坡支护结构设计

若是深基坑中含有液化土层，设计人员在设计相应的支护结构时，就需要对该土层的特性予以充分考虑。在设计时，最好要选择截面抗弯强度比较好、墙的整体性能也比较高、且抗渗性能良好的支护结构类型，否则，液化土层很容易在动水压力的作用下，从支护结构的薄弱点渗水，进而影响到深基坑边坡支护施工质量。另外，在选择支护结构时，不仅要确保其能够满足深基坑边坡支护的强度要求，还要保证支护结构的稳定性，并且要优先考虑支护结构的整体性与抗渗性。其中地下连续墙、深层搅拌桩这两种支护结构则能够达到上述要求[7]。

相关设计人员在进行支护结构的设计时，需要结合以往的工作经验，尽可能的将相关围护墙体插入到不透水层的2m及以下位置，如果入土深度不足，就会在基坑开挖施工中，造成围护墙内外的水头差，一旦动水压力的渗流速度高于临界流速，或者是水力梯度高于临界梯度，就会造成管涌及流砂问题，影响施工质量与安全。因此，设计人员若是在设计中没有较大的把握，在工期与造价基本能够满足建设条件的情况下，就要将支护墙体尽量插入到不透水层的2m及以下位置。与此同时，设计人员也可以结合实际情况，选择合适的辅助措施，防止管涌现象出现，比如，采用轻型、喷射井点等具有可行性的降低地下水位的方式，以此降低基坑周围的水头，促使围护墙内外形成的水头差得以减少。不过，在使用这一方式时，还需要对地下水位的降低情况加以注意，避免造成周围环境的沉降问题。

地下连续墙成槽的质量，会对支护结构的整体性以及抗渗性能产生不良影响，若是成槽槽壁出现大量塌方的情况，就会提高水下混凝土浇筑施工的难度，进而影响到整体的施工质量，因此，相关设计人员必须要保证成槽槽壁的稳定性。在对支护结构的细节部位进行设计时，尤其是设计支护结构的凹凸转角、墙柱体搭接等一些特殊部位时，需要对具体的施工情况予以充分考虑，明确理论与实际之间的误差，以此对其进行合理设计[8]。

3 总结

通过上述分析，对深基坑边坡支护结构进行有效设计，则能够保障深基坑边坡结构的稳固性，避免各种隐患问题，增强工程地基的强度及承载力，确保建筑工程的质量。因此，相关建筑企业要提高对深基坑边坡支护结构设计的重视程度，并根据实际施工情况，设计出与具体施工相符合的深基坑边坡支护结构，为整个基础工程的质量提供保障。