谈岩土工程深基坑支护的设计与施工及其优化过程管理

赵 羽 王少雷 曹启增

（信息产业部电子综合勘察研究院，陕西 西安 710054）

对岩土工程进行施工时，针对深基坑支护需要进行优化设计，尽量减少施工过程出现各种各样问题，还要保证施工安全，防止出现安全事故。但是，根据深基坑支护的实际情况来看，不管是设计环节，又或者是施工环节均存在相应的问题，还需要进一步优化设计和施工过程，所以，研究基坑支护的设计与施工作业具有重要的意义。

1 岩土工程深基坑支护的设计存在的问题

1.1 支护结构侧向土压力计算方面的问题

对于土压力来说，主要是土和挡土之间发生相互作用而产生的力，这种作用力被叫作土压力。对土压力进行计算时，一般会将土压力划分为三种状态，一是主动状态，二是被动状态，三是静止状态，见图1。然而，土压力状态不仅局限于此，还与支护结构形变、土质等存在密切地联系。随着基坑开挖的不断推进，土压力会处于两种状态之间，且发生相应的改变。

图1 土压力三种状态图

1.2 支护结构空间效应

根据大量的经验可知，之所以会出现深基坑失稳现象主要和空间位移存在密切联系，设计人员进行深基坑设计时未能考虑到这种空间效应，将其看作是水平支撑力，进而会影响深基坑的后续施工质量，无法实现预期开挖目标。对深基坑平面进行设计时，设计人员要对位移、坡度、强度等进行合理调整，做好基坑支护，进而减少空间位移产生的负面影响。

1.3 支护结构设计的计算结果与实际受力情况不符

对深基坑进行设计的过程中，不少设计人员比较理论化，未能够提升设计深度，在实际开挖中会使得受力情况无法满足受力平衡需求。在理论上来分析十分安全，不过，在具体操作时会遇到各种各样的阻碍，有的安全系数看似较高，然而，在实际应用时却不够实用。之所以出现这样的问题，主要是因为设计人员未能全面考虑受力的动态平衡，进而无法满足深基坑支护的实际需求。

2 岩土工程深基坑支护存在的施工问题

2.1 施工过程与施工设计不符

对于岩土工程而言，深基坑的设计部分和施工部分是相对独立的，主要由两个不同的企业负责不同的内容，就设计人员而言，在设计过程中相对偏向于理论知识，但是，施工人员往往更注重实际，他们需要解决的问题比较多样化。由于基坑支护作业受到了诸多因素的影响，若设计人员和施工人员之间未能够进行充分沟通，往往会导致设计与施工存在诸多脱节现象。在具体施工的过程中，有的施工单位为了节省施工成本，又或者为了追赶工期，进而会出现违规操作，一旦偷工减料将会降低施工质量，无法达到预期的设计标准，从而导致岩土工程不达标，不仅浪费了资源，也会造成重大的经济损失。

2.2 施工人员掌握的技术及工艺不够先进

在深基坑支护的过程中，施工技术具有重要的影响，与施工人员自身的技术水平息息相关，由于大部分施工人员的文化水平较低，综合素质相对较差，进而面对接受新技术、新工艺无法领过应用，在具体施工的过程中会影响施工效率。由于先进的施工技术未能够发挥应有的效应，进而无法做好基坑支护作业。不仅如此，在施工之前，有的施工单位没能够对施工人员进行技术培训，也未能注重技术人员的职业素质，这样就会影响支护作业的开展效率。除此之外，施工单位对设计图纸未能深入研究，施工人员以及管理人员对图纸的掌握也比较浅层次，这样就会大大影响深基坑支护的施工质量，无法提高该项作业的整体水平，对整个岩土工程质量带来了不良影响。

2.3 施工材料的质量不过关

对深基坑支护作业进行开展的过程中，往往会应用较多的人力、无力等，尤其要应用一些机械设备，有的施工单位由于自身经济因素的制约，往往会应用比较落后的设备，又或者所使用的施工材料质量较差，以此节约施工成本，虽然，这样可以能够为施工单位节省较多的成本，在短时间之内不会出现质量问题，但是，随着时间的推移，经过岩土工程的不断应用，潜在的质量缺陷会逐渐凸显，质量问题也会越来越多，严重影响了工程的经济效益，甚至会出现安全事故，进而对施工单位的企业形象以及未来发展带来了不良影响，很难树立施工单位的公信力。

3 深基坑支护设计与施工的优化过程管理策略

3.1 做好深基坑土体取样工作

对于岩土工程而言，在设计、施工之前需要全面落实土体取样工作，这样能够为深基坑支护奠定基础。由于支护结构比较复杂，经过土样取样工作的师生，在很大程度上可以让深基坑设计和施工更加科学、可行，也能够让全面掌握实际的施工环境，做好施工准备工作。不仅如此，在完成土体取样作业后，在具有进行深基坑支护之外，也要做好培训工作，让施工人员和管理人员能够全面提升自身的业务能力，对他们的专业技能进行提升的过程中，需强化他们的安全意识，使其可以在内心中真正地认识到深基坑支护工作的重要性。另外，在培训方面中，企业可以对奖惩制度进行灵活应用，让所有的从业人员都能够积极学习，进而在设计和施工方面可以合理应用新技术、新工艺，在根本上为深基坑支护作业的顺利开展奠定基础，提升整体的支护施工质量。

3.2 施工人员和设计人员需要深入沟通与合作

对于深基坑进行支护时，为了有效控制空间位移问题，设计人员需要和施工人员进行充分沟通，根据现场实际情况合理优化设计方案，采取有效地解决措施控制位移。不管是设计人员，又或者是施工人员，都要站在岩土工程的整体角度来考虑施工问题，并且，还需要充分实现工程的社会效益、经济效益等，合理缩短工期，尽快节约工程成本，经过二者之间相互合作，有利于顺利推进深基坑支护进程。要想设计人员和施工人员之间配合默契，设计人员需要深入现场进行实地考察，全面掌握施工现场的具体情况，分析支护作业的各方面影响因素，对施工现场的状态进行准备判断，进而优化设计方案，使得施工作业可以高效率进行，减少技术方面的阻碍。在施工的过程中，设计人员也应该提供相应的技术指导，管理人员则需要发展自身的监督作用。作为施工技术人员，需要对自身的专业知识进行不断丰富，灵活应用深基坑支护技术，与设计人员积极交流，在遇到自己无法解决的困难时不能盲目施工，而是要与设计人员沟通，以专业眼光进行判断，从而采取有效的解决方案。不管是设计人员，又或者是施工人员，都应该主动履行自身的职责，加大双向合作力度，共同推进深基坑支护进程，提升岩土工程质量。

3.3 科学选取力学参数

对于岩土工程来说，对深基坑支护作业进行施工的过程中，力学参数的选取直接关系着基坑工程的安全性，只有保证力学参数的合理性、科学性，才能够为深基坑支护的稳定性提供必要条件。作为该项作业的设计人员，对力学参数进行选择时，需要对多方面因素进行考虑，让施工人员能够全面认识相应的施工内容，以此加快施工进度，提升施工质量。在深坑支护作业中，在结构稳定性方面并不是一直不变的，在时间、受力等诸多因素的影响下，支护结构也会随之变化。要想全面提升支护结构的整体稳定性，需要对各种影响因素进行全面分析，深入了解基坑的土质情况，根据具体问题采取有效地应对策略，设计人员可以对多种支护结构进行结合应用，使得工程的安全性得以提升，在不同的深坑支护环节中应用适合的支护结构，从而控制整体的施工质量，保证深基坑支护的安全性。稳定性[5]。

4 结语

综上所述，在岩土工程中，深基坑支护是一项重要的是施工作业，不仅具有较大的施工难度，也需要投入较多的资源。为了做好深基坑支护作业，需要保证设计方案的可行性，做好土体取样工作，选择适合的力学参数，以此指导后续施工。在施工过程中，施工人员和设计人员需要深入沟通与合作，共同提升深基坑支护的稳定性，从而在根本上保证施工安全，提升岩土工程的质量。