孫風(fēng)春

1.中國(guó)建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心山東總隊(duì) 山東 濟(jì)南 250100 2.山東建材勘察測(cè)繪研究院有限公司 山東 濟(jì)南 250100

正文：

隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的加快，高樓大廈不斷拔地而起，這使得深基坑技術(shù)有了廣泛的運(yùn)用，在這眾多的實(shí)踐中，深基坑技術(shù)也取得了一次又一次進(jìn)步。在不同的地區(qū)，隨著深基坑技術(shù)的實(shí)踐，也產(chǎn)生了不同的深基坑設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，這就更加促進(jìn)了深基坑技術(shù)多元化發(fā)展。隨著實(shí)踐的進(jìn)一步推進(jìn)，當(dāng)下較為流行的深基坑支撐構(gòu)造的設(shè)計(jì)及其原則和運(yùn)算方法都不能與實(shí)際需求能夠較好的吻合，這就容易引發(fā)生產(chǎn)事故，造成深基坑塌陷等事情發(fā)生，給施工人員或者是人類的生命和財(cái)產(chǎn)安全帶來(lái)威脅和損失。因此，開(kāi)展與深基坑支撐相關(guān)的安全研究就顯得尤為必要，這對(duì)于工程設(shè)計(jì)工作者來(lái)說(shuō)需要特別注意。

1 深基坑支撐的重要性

在深基坑施工過(guò)程中，尤其是巖土工程，為了進(jìn)一步確保施工的安全性，需要及時(shí)對(duì)可能出現(xiàn)的塌方情況進(jìn)行預(yù)判，還必須要對(duì)開(kāi)挖的深基坑采取必要的支撐措施。對(duì)于建筑深基坑來(lái)說(shuō)，其支撐設(shè)計(jì)必須要充分考慮工程地質(zhì)及其水文條件。還需要全面評(píng)測(cè)深基坑類型、深基坑挖掘深度，包括可能存在的降水和排水條件是否合適，還需要充分考慮深基坑周邊環(huán)境對(duì)深基坑可能造成的側(cè)壁位移可能。針對(duì)這一情況，就需要考慮深基坑周邊載荷、施工季節(jié)、支撐結(jié)構(gòu)等內(nèi)容，最終做到設(shè)計(jì)合理、科學(xué)施工以及確保安全。

2 深基坑支撐的設(shè)計(jì)需求

深基坑就其本質(zhì)來(lái)看，其是一個(gè)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，這一系統(tǒng)為了實(shí)用，就必須能滿足穩(wěn)定以及變形的要求，需要有一定的承載能力，并且設(shè)定一定的使用極限。對(duì)于深基坑的承載能力來(lái)說(shuō)，就是深基坑在使用過(guò)程中其支撐結(jié)構(gòu)在遭受到外部環(huán)境破壞的情況下，或者大范圍出現(xiàn)穩(wěn)定性缺失的狀態(tài)下，深基坑的承載能力最大值。對(duì)于深基坑的設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，深基坑承載能力極限必須要考慮周邊環(huán)境對(duì)深基坑的影響，即深基坑的承載能力極限必須要大于深基坑周邊環(huán)境對(duì)深基坑的影響，以便于使得深基坑能處于穩(wěn)定的狀態(tài)。因此，深基坑支撐設(shè)計(jì)對(duì)于深基坑承載能力來(lái)說(shuō)，是要保證深基坑能處于穩(wěn)定狀態(tài)，確保安全，不至于深基坑失去穩(wěn)定性，造成安全隱患。同時(shí)，在保證深基坑安全的情況下還要確保深基坑的位移量，不能影響自身或周邊建筑。對(duì)于設(shè)計(jì)理論來(lái)說(shuō)，深基坑的設(shè)計(jì)計(jì)算理論，不但要計(jì)算深基坑支撐結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定數(shù)據(jù)，還需要針對(duì)深基坑的變形進(jìn)行計(jì)算和控制。

一般情況下，深基坑的支撐結(jié)構(gòu)位移控制都是以水平位移為主的，這主要是因?yàn)樗轿灰迫菀诇y(cè)量。還需要進(jìn)行深基坑安全等級(jí)劃分：

（1）深基坑附近的建筑物需要一定的保護(hù)，需要控制較小的變形，這是一級(jí)深基坑的要求。

（2）如果需要建造的深基坑周圍沒(méi)有需要重點(diǎn)考慮的建筑，即周邊空曠。那么位移量就可以適當(dāng)大一點(diǎn)，只需要保證深基坑的穩(wěn)定就可以。這就是二級(jí)深基坑的要求。

（3）對(duì)于一級(jí)深基坑的水平位移要求來(lái)說(shuō)，位移量需要控制在30mm以內(nèi)，如果深基坑的深度比較深，那么水平位移就需要控制在0.3%H以內(nèi)，H是深基坑的深度。

（4）一般來(lái)說(shuō)，深基坑的最大水平位移不能大于50mm，需要控制在30mm以內(nèi)，這是因?yàn)闉榱吮苊獾孛嬗辛芽p。

綜上所述，一般情況下深基坑的最大水平位移需要在50mm以內(nèi)，否則地面就會(huì)產(chǎn)生裂縫和下沉。面對(duì)這種情況，一般來(lái)說(shuō)需要安裝剛性的支撐結(jié)構(gòu)，例如擋土樁等。采取這些措施會(huì)使得位移控制在30mm以內(nèi)。

3 深基坑的設(shè)計(jì)想法

在面對(duì)深基坑設(shè)計(jì)的時(shí)候，不僅需要考慮需要建筑的工程的自然地形，還需要考慮當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件，然后結(jié)合當(dāng)?shù)氐慕?jīng)驗(yàn)以及技術(shù)條件來(lái)。所以，對(duì)于設(shè)計(jì)方案來(lái)說(shuō)還需要對(duì)可行性方案的篩選和優(yōu)化，對(duì)支撐結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行選擇，有以下幾個(gè)步驟：

（1）首先需要對(duì)將要進(jìn)行深基坑支撐的工程項(xiàng)目進(jìn)行考察，如果深基坑的深度過(guò)大的話，該結(jié)構(gòu)就需要利用深基坑地面以下的土體提供的土壓來(lái)維持支撐體系的平衡。

（2）如果是懸臂式的深基坑支撐結(jié)構(gòu)不合理，我們還可以充分考察其它可行性方案，例如使用鋼板樁支撐技術(shù)等，最后還需要進(jìn)行具體問(wèn)題具體分析。

（3）在設(shè)計(jì)深基坑支撐方案的時(shí)候，還需要考慮深基坑以下的地下水及其影響。探明地下水環(huán)境是正確建設(shè)深基坑的關(guān)鍵。同時(shí)還需要充分考慮井點(diǎn)降水的影響，井點(diǎn)降水對(duì)環(huán)境的影響是負(fù)面的，為了解決這一問(wèn)題就可以采取井點(diǎn)回灌技術(shù)，盡最大可能將井點(diǎn)降水的影響降到最小。

4 深基坑設(shè)計(jì)中的問(wèn)題

4.1 深基坑支撐結(jié)構(gòu)側(cè)向土壓力的計(jì)算

深基坑土壓力的分布以及計(jì)算，我們常采用的是較為古典的朗肯土壓力理論。根據(jù)目前的深基坑研究結(jié)果，一般在進(jìn)行深基坑支撐結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)，是用朗肯土壓力理論，但是需要使用折減系數(shù)。折減系數(shù)需要根據(jù)實(shí)際的土質(zhì)來(lái)進(jìn)行選擇。例如被動(dòng)區(qū)的土是淤泥質(zhì)黏土的時(shí)候，折減系數(shù)應(yīng)該使用0.5至0.6之間。

4.2 懸臂式板樁墻支撐結(jié)構(gòu)計(jì)算

對(duì)于懸臂式板樁墻支撐結(jié)構(gòu)的計(jì)算來(lái)說(shuō)，使用較多的是H.Blum理論。該理論假定深基坑技術(shù)的出現(xiàn)是被動(dòng)土壓力近似地發(fā)生在彎點(diǎn)下面，并且在這部分阻力的中心處。由于在深基坑中土的阻力是隨著板樁的方向逐步增加的，所以可以使用H.Blum曲線進(jìn)行計(jì)算，這可以簡(jiǎn)化計(jì)算難度。

4.3 深基坑土水壓力的計(jì)算

對(duì)于傳統(tǒng)來(lái)說(shuō)，深基坑側(cè)上壓力的計(jì)算理論主要是朗肯理論以及庫(kù)侖理論。對(duì)于這兩種理論來(lái)說(shuō)，無(wú)論是在基本的假設(shè)上，還是在計(jì)算的原理上面都或多或少存在著缺陷。這種缺陷主要表現(xiàn)為：對(duì)于實(shí)際深基坑工程來(lái)說(shuō)，圍護(hù)墻通常不滿足古典的土壓力理論的假設(shè)條件。其次對(duì)于古典的土壓力理論來(lái)說(shuō)，沒(méi)有強(qiáng)圍護(hù)墻的變形充分考慮進(jìn)去。

5 結(jié)語(yǔ)

概言之，深基坑的支撐技術(shù)需要充分考慮深基坑開(kāi)挖周邊環(huán)境的特點(diǎn)，并且在支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候還需要對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性進(jìn)行預(yù)判，這是一項(xiàng)集土力學(xué)、水力學(xué)甚至是材料學(xué)為一體的綜合性科學(xué)。通過(guò)對(duì)深基坑支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的研究，可以提升工程項(xiàng)目的安全性，使得項(xiàng)目能更好地建設(shè)。