岩土工程深基坑支护的设计与施工探讨

姚海锋

关键词：岩土工程;深基坑支护;设计施工;土压力状况;策略

岩土工程作为一项基础岩土工程其设计施工技术要点颇多，其中就包括了深基坑支护设计施工技术。客观讲影响这一技术实施的因素颇多，例如复杂的周边环境以及变形控制技术高要求等等。实际上，就岩土工程整体而言，还需要深入探究其深基坑支护设计实用性与安全性，积累大量实践经验提出新技术要求，保证深基坑支护建设到位，提高城市中建筑项目整体建造质量。

一、岩土工程中深基坑支护的重要价值

岩土工程中的深基坑支护设计是其施工质量保障的重要基础，也是基坑支护工程的关键依据，施工前需要对环境地质、水文地质、工程地质等等进行全面勘察分析，对支护结构实施科学设计，基于环境与工程需求层面为支护体系设计与施工奠定良好基础。在这里也需要将多方面影响因素考虑进来，保证有效提高基坑支护的整体施工质量。考虑到当前城市用地紧张，岩土工程深基坑支护设计施工也存在极大压力，例如它就深受周边环境巨大影响，导致深基坑支护费用成本负担无限加大。在满足建筑工程整体设计要求基础上，则需要分析岩土工程中深基坑支护设计施工中的诸多问题，规避安全事故，例如可以采用复合开挖、支护等等设计施工操作，解决已存在问题，满足岩土工程深基坑支护施工所有要求。

岩土工程中深基坑支护设计施工技术的发展现状

深基坑支护设计与施工在岩土工程中非常重要，它需要围绕勘察、设计、施工等多个环节展开，在过分关注施工过程中却忽视了设计的重要价值。例如目前许多岩土工程承包商为有效争取利益，在市场竞争中占据一席之地，选择重视后期施工投入，却严重忽视了前期工程设计，这就导致岩土工程中深基坑更深、更危险。目前某些大城市中多存在5～10年甚至以上的建筑一、二层地下室，甚至出现了四、五层地下室，这就加大了深基坑支护设计施工的整体难度，对技术人员在深基坑支护设计工作方面提出了更高要求。目前的城市化快速发展大背景下，深基坑支护设计与施工工程是较为繁琐的，且施工难度不低，施工深度较深，因此综合考量周边环境与地理位置颇为重要。必须深度把握周围建筑物检测内容，如此对设计完工程管理体系很有帮助[1]。

岩土工程中深基坑支护设计的土压力状况研究

岩土工程中深基坑支护设计施工技术种类较多，其中要确保围护结构建设到位，有效体现深基坑支护工程施工安全性，有效降低深基坑挖掘过程中可能发生的土体形变概率。考虑到深基坑支护工程中要保证其地下水疏通排放功能，因此必须始终保持工程施工环境干燥舒适。另外，要在深基坑支护设计施工中需要考虑其负重状况，如果支护结果耐久性偏差，则可能存在工程设计施工安全隐患，必须加以注意。在这里，应该客观准确分析深基坑支护设计施工中的土压力状况。

就岩土工程施工环节，需要分析土压力对于工程整体所产生的负重影响，因此需要对支护工程土压力实施分析预测，做好细化分析，具体来讲岩土工程深基坑支护设计中就包含3种基本类型：

第一，在保持土压力不动情况下分析挡土墙体变化，此时分析土体变动以及变动程度大小，如果数值较小可以忽略不计。要对土体本身对于挡土墙体所发生的作用、所形成的压力进行分析，即分析静止土压力情况。

第二，在土压力积极移动过程中需要对深基坑支护工程中的土压力进行分析，了解土压力切实作用于截土墙体上，分析截土墙体向前方移动状况。在墙后土体应力达到一定程度以后，需要对墙后土体的压力进行分析，确保其压力降到最低。

第三，在土压力被迫移动过程中，需要将其与基坑支护结构中的土压力分析到位，确保外界作用力作用于截土墙体上，分析土体位置移动情况，满足力学平衡要求。此时土体与墙体之间的压力系数都能有所提升达到最高[2]。

岩土工程中深基坑支护设计所面临的挑战分析

在岩土工程深基坑支护设计过程中要面临诸多外界因素影响，下文简单从外界环境、设计参数、基坑的岩土取样以及空间效应四大方面展开分析，分析其所面临的挑战内容。

环境问题

在岩土工程中，深基坑支护设计面临诸多方面外界因素影响，这其中环境因素首当其冲且影响十分巨大。在较深的施工环境中，施工流程、技术内容都相当复杂，这其中也必须思考环境因素的复杂性，它在一定程度上阻碍了施工进程的顺利推进，因此必须做好勘察、设计工作。举个例子，在软土底层与涌水底层出现以后，需要建立深基坑支护设计预警机制，但实际上却缺乏这一预警机制，这导致基坑支护施工保证率严重下降，深受环境因素影响。

设计参数问题

岩土工程深基坑支护设计存在设计参数问题，其设计参数是否准确也成为了之坑基础设计质量高低的重要参考。在针对深基坑施工过程中，需要根据深基坑的深度变化分析岩土土体参数差距较大变化，结合多数设计内容分析取样，一般来说其取样数量较少、参数单一，设计参数结果对设计计算结果、设计方案都产生了较大影响。在计算过程中也无法结合实际状况，导致勘察精度、设计深度都深受影响。目前在深基坑支护设计工程中参数取值方法相对复杂，其中提出了不同岩土体参数内容，因此在计算设计过程中容易出现错误，支护成果不甚理想。

岩土取样问题

在深基坑支護设计中，应该伴随深基坑中岩土体深度的不同变化进行岩土取样，有效应对不同的岩土体取样变化并展开分析，始终保证岩土体参数准确性。在多数基坑设计中的参数进行分析，按照最低规范标准取样并试验，结果发现较多时刻无法根据实际情况进行岩土取样，其取样数量与试验也不够到位，直接导致参数误差偏大。究其根本，说明深基坑支护设计中未能根据岩土体性质规范进行取样试验，无法根据多种取样方法做好现场岩土体参数综合确定，导致无法获得更为准确的基础数据内容[3]。

空间效应问题

最后要分析深基坑开挖设计中的空间效应问题，因为基坑开挖要保证岩土体有效释放，根据不同基坑形状或基坑边坡形状、受力情况进行重新布置。在结合基坑支护问题进行分析过程中，需要充分考虑到开挖后所形成的阴阳角等诸多影响因素。综上所述，空间效应考虑欠缺直接影响了深基坑开挖设计支护体系。

岩土工程中深基坑支护设计思路与施工要点

（一）岩土工程中深基坑支护设计的基本思路

岩土工程深基坑支护需要结合保护对象明确设计思路，主要参考深基坑深度分析其影响范围，保证建立层层递进的安全、经济化设计体系，满足勘察准确、设计合理以及施工安全要求。具体来讲还需要做好以下4点：第一，需要确定调查对象，主要调查高压线、燃气管线以及已有建筑房屋等等;第二，要做好岩土勘探工作，保证岩土体参数选取准确到位，分析地下水实际分布状况;第三，要计算模型的建立，计算其中的基坑支护作用力与反作用力;第四，需要选取设计方案并制作绘图表示。

岩土工程中深基坑支护设计要点

深基坑支护施工中需要避免支护结构发生任何变化，其中要对外界力量影响情况进行分析，保证支护建设基础明确，保证设计人员在施工前建立有效模型，并合理计算模型中内容，例如要全方位考量各种地质因素，保证支护结构在变形以后不影响其支护结构的各种使用功能。在经过多次反复计算以后，也要避免结果中存在的不真实数据内容，保证对深基坑支护设计建设起到积极作用。如果存在设计紧急状况，则需要修改设计方案，建立良好的预警机制[4]。

在深基坑支护结构强度设计过程环节必须考虑日后的施工完整性，同时考虑支护体系结构的整体强度问题，把握其中设计技术细节。考虑到支护强度对工程质量会产生较大影响，它直接决定了基坑支护的整体使用年限，充分考虑设计细节问题，例如结合地质因素影响分析选择正确的深基坑支护体系。

当然，在深基坑支护结构选型方面也必须创新，改造结构，淘汰过往的结构荷载设计理念，发展新设计思路。例如要采用先进的现代信息化设计技术，确保深度挖掘支护创新性，例如可以采用锚拉桩、内支撑、双排桩相互组合的综合设计方法，保证深基坑支护设计到位。在针对预应力的设计方面，需要强化冠梁承受力与锚索应力受力情况，保证基坑支护综合考量锚索预应力损失情况控制在可承受范围之内，避免发生任何事故，强化支护整体稳定性。

岩土工程中深基坑支护施工要点

在岩土工程中要做好深基坑支护设计工作，也要在随后强调施工技术要点应用，下文简单分析5点：

1做好分层分段开挖与支护施工

在岩土工程施工中要结合经验来看，分析基坑损坏问题，从局部中的某一点或某一条线来展开施工操作，分析基坑边坡位置应力上限问题，避免基点被破坏以及破坏范围不断蔓延。在对基坑稳固性与持久性进行分析过程中，需要对施工中的挖掘受力面积进行有效控制，确保最快速度完成深基坑支护体系有效搭建，体现支护深基坑支护价值。在施工过程中需要保证开挖过程中仔细观察、检测排水状况以及土壤砂石构造，同时对某些未知地下埋藏物信息进行搜集整理。另外，需要反复展开现场原位试验，充分使用丰富试验操作来进一步收集大量数据信息，保证做好信息反馈工作，完善相关施工方案与计算方法，回归到基本理论实践过程做好施工准备[5]。

2做好现场变形观测

要根据极限平衡原理对岩土工程中的某些复杂场景进行分析，做好深基坑支护施工工作，对建筑工程中的某些形变问题进行分析，有效处理岩土工程复杂场地深基坑支护情况，确保计算结论具有其重要价值意义。在结合现场变形观测结构进行分析过程中，需要结合现实形变情况分析复杂场地的深基坑支护工程施工情况，主要对深基坑支护结构中的变形数据做好现场检查，消除安全隐患问题[6]。

3保证施工质量

要保证深基坑支护良好的施工质量，体现深基坑支护工程建设的核心机制，严格遵照反复论证结果来设计支护方案，不随意更改深基坑支护结构，基本上要做到“一层做、一层支护、挖一段、做一段支护”的施工结构。即要保证做到挖一层做一层支护，挖一段做一段支护，始终保持开挖顺序与方法与支护设计方案保持一致。与从同事，要在深基坑支护施工过程中坚持做到“先撑后挖、分层开挖、严禁超挖”，主要是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，从而避免基坑支护施工可能带来的诸多安全隐患因素。另外，在设计与支护施工二者应各自发挥优势。这里必须考虑到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的问题细节，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而不断努力[7]。

4建立技术人员监督与指导机制

要在岩土工程深基坑支护施工中建立技术人员监督和指导机制，结合国家工程部所规定内容与实践需要制定基坑工程支护施工相关细则内容，保证深基坑工程技术标准有效明确。在这一过程中也要建立相对健全的技术人员跟班制度，有效规避施工过程中可能发生的各种风险事故因素。例如在解决深基坑支护工程中的地下水问题时，需要采取相应技术措施，保证地下水位降到合理范围内，同时做好全天负责抽水工作，提高深基坑支护施工质量水平[8]。

5计算调整深基坑支护土压力数据

要在深基坑支护施工过程中计算调整其支护土压力数据，对深基坑变形施工过程的巨大影响进行分析。考虑到基坑支护变形主要发生在基坑边坡位置，容易导致深基坑周围建筑变形，所以需要对变形数据进行分析，掌握深基坑中可能存在的技术缺陷问题，结合实际解决这些实际问题。在处理边坡变形问题过程中，需要遵循相关规范技术流程，结合工艺手段与科学技术手段对基坑边坡变形问题进行分析，做好相关评估工作[9]。比如说要采用圆弧滑动方法计算深基坑边坡土质部分稳定系数Fs，参考《建筑边坡工程技术规范》相关要求建立土压力计算分析机制。在这里就需要结合瑞典条分析算法获得计算结果，分析其中计算结果差异，确保基坑支护计算过程贴近实际进行支护力计算，进而获得理想化的深基坑支护设计与施工方案。再者，还要加强深基坑支护的设计理念，当前，我国并没有明确规定基坑支护的设计标准，通常情况下，仅仅采用了朗肯理论等进行基坑支护结构的设计，也采用准确度不高的等值梁法进行计算，且会提高成本，所以当前相关的人员要在理论与规范上进行完善。加强对岩土工程深基坑支护施工的管制力度，这是为了更好地解决施工中存在的一些问题，管理人员要进行每日的检查工作，若存在问题，要与施工人员共同考虑，经过有效的协商解决问题[10]。

总结：

在岩土工程中，深基坑支护设计与施工面临相对复杂的场地地质条件，因此结合多种设计与施工思路方案展开工程建设是有必要的。在深基坑支护项目中必须结合实际情况对相应技术方案进行合理协调，注重安全可靠与经济合理的设计方案应用，保证掌握较强的设计施工技术。争取从项目勘察、设计、施工等诸多环节总结经验，确保做到对深基坑支护工程的有效促进，不断完善、健全相应技术体系。

参考文献：

[1] 赵羽，王少雷，曹启增. 谈岩土工程深基坑支护的设计与施工及其优化过程管理[J]. 砖瓦，2021（6）：126-127.

[2] 付育超. 谈岩土工程深基坑支护的设计与施工及其优化过程管理[J]. 探索科学，2021（12）：30-31.

[3] 陈文桥. 岩土工程深基坑支护的设计与施工技术[J]. 世界有色金属，2021（5）：137-138.

[4] 王永红. 岩土工程中复杂场地深基坑支护工程设计与施工研究[J]. 世界有色金属，2021（15）：225-226.

[5] 连江波. 深基坑的岩土工程勘察、支护设计与施工技术分析[J]. 建筑工程技术与设计，2021（23）：379.

[6] 王勝强. 岩土工程中的深基坑支护设计问题和解决措施的应用研究[J]. 工程技术研究，2021，6（1）：203-204.

[7] 许振巍，徐新力. 岩土工程中的深基坑支护设计问题和对策探析[J]. 建筑与装饰，2021（29）：102-105.

[8] 张兴旺. 岩土工程基础施工中深基坑支护施工技术的应用探析[J]. 商品与质量，2021（21）：130.

[9] 张澄. 工程建设中深基坑的支护与岩土勘察技术分析[J]. 房地产导刊，2021（26）：87-88.

[10] 张博炜. 矿山岩土工程深基坑支护技术与勘查技术分析[J]. 世界有色金属，2021（9）：143-144.