岩土工程中复杂场地深基坑支护工程设计与施工研究

王永红

（苏州市建筑勘察院有限责任公司，江苏 苏州 215002）

在我国社会经济不断发展的大环境下，城市建设的也在稳步推进。现如今，很多大中型城市的建设楼层的高度已经不再满足生产生活的需要，城建工程已经开始向地下延伸，从而达到充分利用城市地下空间的目的，基坑工程也就应运而生。在建筑工程的施工阶段，基坑支护技术对岩土工程复杂场地施工发挥了重要的作用。岩土工程施工的安全问题在某种意义上来说取决于复杂施工场地的深基坑支护工程的水平，而且其也与建筑工程的施工的效果存在不可割裂的关系。

1 基坑支护工程特点分析

对岩土工程的地基施工来说，基坑支护工程方式及种类不在少数。其中围护结构对确保基坑支护工程施工安全来说意义重大，而且能够降低基坑挖掘过程中发生土体形变的概率。此外，基坑支护工程具有一定防止土壤塌陷的价值，这给在底下施工的工作人员创造了必要的空间和时间。基坑支护工程地下水疏通排放功能，能够给基坑内的工程施工提供一个干燥舒适的施工环境[1]。一般情况下基坑支护工程是一个临时工程，然而其意义却不容忽视，因此，就要充分考虑它的负重情况，倘若支护结构的耐久性比较差，就可能给基坑支护工程的埋下安全隐患。

2 深基坑支护工程的土压力状况分析

在岩土工程的施工环节，土压力关系到深基坑支护工程负重，因此，要对支护工程土压力进行分析预测。如果基坑工程土压力分析工作不到位会牵连到深基坑支护工程以及岩土工程施工的进度。对基坑支护结构的土压力状况进行细化分析，可以总结为以下三种类型：

类型一：土压力不动。在基坑支护工程中土压力不动是指挡土墙体没有产生方向变工或者变动程度小到可以忽略不计的情况下，土体本身对挡土墙体发生作用而形成的压力，如图1所示，E代表静止土压力。

图1 土压力不动结构图

类型二，土压力积极移动。在基坑支护工程中土压力积极移动指的是墙后方土体的土压力作用在截土墙体上，导致截土墙体向前方移动的情况，因此，当墙后土体的应力达到一定程度时，墙后土体对墙体的压力降到最低，如图2所示。

图2 土压力积极移动结构图

类型三：土压力被迫移动。在基坑支护结构中土压力被迫指的是当其他外界的力作用在截土墙体上，截土墙体向土体的位置移动，墙后土体被挤压后达到力学上的平衡时，土体与墙体之间的压力系数最高，如图3所示。

图3 土压力被迫移动结构图

3 复杂场地深基坑支护工程设计及施工策略

倘若深基坑支护工程不符合施工标准，那么周边范围内的建筑物业可能受到牵连，主要表现为基坑部分毁损或者区域内的建筑物发生形变沉降，严重的还可能会造成基坑塌陷甚至建筑物坍塌。所以说岩土工程中必须做好深基坑支护工作，具体可以从以下几个角度入手。

（1）深基坑支护工程的设计理念要创新。在我国，随着建筑业的发展，深基坑支护技术也在不断进步，已经熟练掌握了支护结构力学理论，这些深基坑支护结构基本受力原理在世界岩土工程施工中的价值不言而喻，同时其也能持续为今后深基坑支护结构的发展和应用提供了新理论指导。然而，由于深基坑支护工程没有达到健全完善的程度，设计思路与具体实践情况仍然存在不匹配的情况，很多设计施工环节还处于传统模式之下，并且行业内支护工程设计的有关数据并不一致。这些过去的“经验之谈”以及测算方式已经不再符合实际发展的需要，因为这种方式下测量和计算出的深基坑支护结构的受力值存在较为严重的误差。所以说必须对深基坑支护结构的规划思路进行突破创新，对传统设计理念和设计方法进行改进，改变单一理论结构，拓展信息数据获取的途径和手段，加强设计环节和实际施工环节的适配性。

（2）坚持分层分段开挖和支护的施工原则。从岩土工程施工经验来看，基坑损坏都是从局部的一个点或者一条线开始并逐渐发展蔓延的。当基坑边坡的某个位置应力达到上限时，就会以这个点为基点发生破坏，然后四周土体也会产生力变并且相邻位置的应力也会加大，随之而来的就是破坏范围的扩展，这就基坑以及边坡的破坏过程。要想维持坑壁的稳固性及持久性，就必须对施工中挖掘的受力面积进行控制，而且要在确保质量的前提下以最快的速度完成支护工程的搭建，让支护工程的价值尽早得以体现，从而达到方式损坏点继续扩展的目的。

（3）施工单位做好信息跟进。岩土工程中复杂场地深基坑支护工程施工过程中，首先，要对开挖过程中观察和检测到的排水状况、土壤砂石构造以及未知地下埋藏物的相关信息进行跟进；其次，要对施工过程中边坡位移和应力监测的信息进行记录分析。除此之外，还有多次反复展开现场原位试验，利用丰富试验收集大量的数据信息，做好信息反馈工作，完善施工方案和计算方法，进一步为研究部门回归基本理论研究做准备。

（4）现场做好变形观测。极限平衡原理是岩土工程中复杂场地深基坑支护工程设计与施工用到的最科学普遍的设计理论，其对于得到计算结论具有重要意义，但是这里提到的结论只适合结构的强度需要。然而实践中很多建筑事故支护结构受到的强度已经超过必要的限度，因而发生形变是自然而然的事情，其后果严重程度可想而知。因此在岩土工程中复杂场地深基坑支护工程施工过程中必须对支护结构的变形数据及时进行检查，及时消除安全隐患[2]。

（5）确保深基坑支护的施工质量。施工质量是深基坑支护工程所体现的核心价值，必须提前制定好可行的施工方案和计划，做好质量控制工作。深基坑支护的施工要严格按照反复论证过的支护设计方案进行。施工方不能随意更改基坑支护支护结构；保证挖一层做一层支护、挖一段做一段支护；开挖的顺序和方法应当和支护设计方案一致，坚持“先撑后挖、分层开挖、严禁超挖”的原则，对施工中土方活动的范围进行控制。要尽量做到挖掘进程的均匀，严禁随意挖掘的情况。要尽量减少基坑的暴露时间，同时要合理规划土方卸荷时间，并有专门的施工人员负责对基础工程的用过的基坑及时进行恢复工作，从而避免基坑带来安全隐患。

（6）设计与支护施工二者应各自发挥优势。岩土工程中复杂场地深基坑支护工程设计单位要对分析勘察数据以及设计方案不断完善。借助丰富的实践经验和专业的测算方法增强深基坑支护的设计方案的准确性和实效性，不能疏忽任何一个可能出现问题的细节；支护施工单位在施工过程中一定要确保施工过程的安全性，遇到任何临时或者突发状况都要及时与设计单位进行沟通协调，共同商议处理措施，为施工工程的顺利进行共同努力。

（7）建立技术人员监督、指导机制。依据国家规定和实践需要，应当制定深基坑工程支护施工的相关细则，对深基坑工程的技术标准进行明确。同时要建立健全技术人员跟班制度，避免施工过程中出现各种风险事故。比如，在解决深基坑支护工程中地下水的问题，要采取有效的措施，把地下水位降到合理的范围内，这时就要有专门的技术人员全天负责抽水工作。

4 结语

总而言之，岩土工程中复杂场地深基坑支护工程对建筑施工工程具有重要意义，它的质量直接关系到整个施工过程的安全性。岩土工程深基坑支护工程的设计和施工研究，有利于保证岩土工程中基坑支护工程的稳定施工。在具体的施工过程中，必须要结合实际情况，通过实用可行的分析、对比找出最有效的方案合理协调安全可靠与经济合理两者之间的关系，是岩土工程中复杂场地基坑工程设计者的核心任务。此外，工程技术人员应当在考虑岩土工程整体质量的基础上，学习更加先进的设计原理，保证基坑支护工程能够发挥最大的价值。