彭俊龍

（中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)湖南省電力設(shè)計(jì)院有限公司，湖南 長(zhǎng)沙 410000）

在工程建設(shè)過(guò)程中，要求勘察人員對(duì)工程建設(shè)場(chǎng)地進(jìn)行全面勘察，設(shè)計(jì)單位制定出完善的地質(zhì)工程基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方案，避免基坑出現(xiàn)失穩(wěn)變形現(xiàn)象。針對(duì)工程基坑支護(hù)設(shè)計(jì)人員來(lái)講，要結(jié)合該地區(qū)的巖土條件，運(yùn)用合理的分析設(shè)計(jì)方法，優(yōu)化工程基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方案，不斷提升基坑的穩(wěn)定性。鑒于此，本文重點(diǎn)探討基于巖土勘察的地質(zhì)工程基坑支護(hù)設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

1 巖土勘察內(nèi)容

第一，環(huán)境勘察?；庸こ淌芡饨绛h(huán)境因素影響比較大，因此，為了進(jìn)一步提升建設(shè)工程基坑施工質(zhì)量，減少基坑失穩(wěn)現(xiàn)象的出現(xiàn)，在工程施工之前，勘察人員要對(duì)工程所在區(qū)域環(huán)境進(jìn)行詳細(xì)分析，并制定出合理的預(yù)防對(duì)策，保證基坑支護(hù)效果得到顯著提升。

第二，巖土勘察。巖土勘察內(nèi)容重點(diǎn)包括巖土土質(zhì)特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、軟化度等?？辈烊藛T通過(guò)運(yùn)用先進(jìn)的勘察技術(shù)，獲得精確的勘察數(shù)據(jù)，為基坑支護(hù)設(shè)計(jì)人員提供精確數(shù)據(jù)，從而保證深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方案得到更好實(shí)施。

2 巖土勘察的地質(zhì)工程基坑支護(hù)設(shè)計(jì)現(xiàn)狀

2.1 選擇的力學(xué)參數(shù)不合理

巖土工程基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，受該地區(qū)的地形地貌等因素影響較大，要求設(shè)計(jì)人員加強(qiáng)力學(xué)分析，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)出巖土工程開(kāi)挖環(huán)節(jié)可能出現(xiàn)的問(wèn)題，提前制定出針對(duì)性的預(yù)防對(duì)策。設(shè)計(jì)人員要合理選擇力學(xué)參數(shù)，由于不同深度土體的摩擦角與黏聚力存在差異，設(shè)計(jì)人員需要準(zhǔn)確計(jì)算土體壓力，調(diào)整基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，并科學(xué)選擇基坑支護(hù)工藝，不斷提高基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全性能。

2.2 深基坑空間效應(yīng)問(wèn)題突出

在建設(shè)工程基坑支護(hù)開(kāi)挖環(huán)節(jié)，經(jīng)常出現(xiàn)邊坡失穩(wěn)現(xiàn)象，產(chǎn)生這一現(xiàn)象的主要原因是基坑開(kāi)挖引發(fā)的空間效應(yīng)問(wèn)題[1]。若工程基坑長(zhǎng)度較大，則開(kāi)挖空間效應(yīng)問(wèn)題越突出。為了保證基坑開(kāi)挖效應(yīng)一致，要求基坑支護(hù)設(shè)計(jì)者遵守平面應(yīng)變的設(shè)計(jì)原則，改進(jìn)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，從根本上減少空間效應(yīng)問(wèn)題的發(fā)生。

2.3 邊坡堆載現(xiàn)象嚴(yán)重

基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)施工結(jié)束后，大部分的施工單位為了縮短施工周期，通常會(huì)在基坑四周堆放水泥與鋼筋等作業(yè)材料，使得基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)失穩(wěn)現(xiàn)象，嚴(yán)重的還會(huì)引發(fā)大規(guī)模安全事故。為了減少邊坡堆載現(xiàn)象的出現(xiàn)，基坑支護(hù)設(shè)計(jì)人員要加強(qiáng)支護(hù)設(shè)計(jì)，并主動(dòng)與施工單位溝通，禁止在基坑邊坡四周堆放大量作業(yè)材料，避免基坑邊坡承受過(guò)大壓力，強(qiáng)化邊坡支護(hù)效果，減少邊坡坍塌現(xiàn)象的發(fā)生[2]。

3 地質(zhì)工程基坑支護(hù)設(shè)計(jì)要點(diǎn)研究

3.1 運(yùn)用先進(jìn)的基坑支護(hù)設(shè)計(jì)理念，合理選擇基坑支護(hù)設(shè)計(jì)參數(shù)

建設(shè)行業(yè)的迅猛發(fā)展，一些新技術(shù)與新的設(shè)計(jì)理念不斷涌現(xiàn)，特別是最近幾年，建筑工程深基坑支護(hù)技術(shù)不斷改進(jìn)，一些先進(jìn)的基坑支護(hù)設(shè)計(jì)理念應(yīng)運(yùn)而生[3]?；又ёo(hù)設(shè)計(jì)者要收集大量信息，并結(jié)合基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，進(jìn)行基坑支護(hù)受力分析，科學(xué)選擇基坑支護(hù)設(shè)計(jì)參數(shù)，有效提高建筑基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性?；又ёo(hù)設(shè)計(jì)方案制定所需巖土參數(shù)具體如表1所示。

表1 基坑支護(hù)設(shè)計(jì)工作所需巖土參數(shù)

通過(guò)運(yùn)用先進(jìn)的基坑設(shè)計(jì)理念，并構(gòu)建相應(yīng)的反饋系統(tǒng)，可以保證建筑深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方案更加完善。由于巖土工程結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，在一定程度上會(huì)增加基坑支護(hù)設(shè)計(jì)難度，因此，基坑支護(hù)設(shè)計(jì)人員還要根據(jù)該地區(qū)的環(huán)境特點(diǎn)，包括地形地貌條件，合理運(yùn)用基坑支護(hù)設(shè)計(jì)理念，調(diào)整原有的設(shè)計(jì)思路，從而保證基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方案得到高效實(shí)施。

為了保證基坑支護(hù)設(shè)計(jì)工作的有序開(kāi)展，做好巖土勘察工作特別重要，勘察人員需要運(yùn)用先進(jìn)的勘察技術(shù)，獲得準(zhǔn)確的勘察數(shù)據(jù)，為基坑支護(hù)設(shè)計(jì)提供精確數(shù)據(jù)[4]。設(shè)計(jì)人員結(jié)合巖土勘察報(bào)告，確定基坑開(kāi)挖邊線，并合理選擇土層參數(shù)，確定不同剖面土層參數(shù)，然后對(duì)基坑垂直支護(hù)體系進(jìn)行建模，如果基坑有內(nèi)支撐，設(shè)計(jì)人員可以采用啟明星軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，通過(guò)在不同的剖面中準(zhǔn)確輸入各個(gè)土層參數(shù)，確定基坑深度，計(jì)算出基坑周圍荷載，從而確定最終的基坑垂直支護(hù)模式，可以選擇旋挖樁或者地連墻模式。

3.2 妥善解決基坑開(kāi)挖空間效應(yīng)問(wèn)題，提高基坑支護(hù)的穩(wěn)定性

為了保證基坑支護(hù)空間效應(yīng)問(wèn)題得到有效解決，施工單位與基坑支護(hù)設(shè)計(jì)人員應(yīng)進(jìn)行有效溝通，在保證基坑支護(hù)施工質(zhì)量的基礎(chǔ)之上，有效縮短基坑支護(hù)施工周期，降低基坑支護(hù)施工成本?；又ёo(hù)設(shè)計(jì)人員要結(jié)合施工場(chǎng)地的具體情況，加強(qiáng)基坑變形設(shè)計(jì)，并準(zhǔn)確預(yù)測(cè)出基坑變形范圍，根據(jù)施工場(chǎng)地的地質(zhì)條件，包括外界氣候環(huán)境特點(diǎn)，有針對(duì)性地改進(jìn)原有設(shè)計(jì)方案[5]。基坑支護(hù)設(shè)計(jì)人員還要深入到施工場(chǎng)地進(jìn)行全面勘察，做好相應(yīng)的檢測(cè)工作，收集大量的數(shù)據(jù)信息，對(duì)既有的基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行調(diào)整。

如果基坑支護(hù)施工環(huán)節(jié)出現(xiàn)變形，會(huì)對(duì)周圍建筑產(chǎn)生較大影響。因此，基坑支護(hù)設(shè)計(jì)人員要明確基坑變形控制值，具體數(shù)據(jù)如表2所示。

表2 基坑變形控制數(shù)值

基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)要具有較好的安全性與穩(wěn)定性，在設(shè)計(jì)工作中，設(shè)計(jì)人員還要結(jié)合具體的施工要求，盡量縮短施工周期。結(jié)合《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》（JGJ 120—2012）中的相關(guān)規(guī)定得知，基坑支護(hù)設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員可以采用承載能力極限狀態(tài)方法與極限狀態(tài)方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，并結(jié)合基坑等級(jí)，合理選擇安全系數(shù)。如果構(gòu)件抗力和外力比值比安全系數(shù)大，則可以判斷該結(jié)構(gòu)比較安全，能夠滿足施工要求[6]。

最近幾年以來(lái)，我國(guó)建筑工程的基坑開(kāi)挖深度逐漸增加，基坑周圍環(huán)境特別復(fù)雜，如果采用以往的設(shè)計(jì)計(jì)算模型，會(huì)影響基坑支護(hù)施工效果。所以，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)復(fù)雜基坑的過(guò)程當(dāng)中，要充分考慮外界環(huán)境因素對(duì)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響。

基坑支護(hù)工程屬于臨時(shí)工程，在設(shè)計(jì)工作之中，設(shè)計(jì)人員要適當(dāng)加強(qiáng)安全設(shè)計(jì)，由于不同地區(qū)的地形地貌存在很大差異，設(shè)計(jì)人員要結(jié)合巖土工程勘察數(shù)據(jù)，加強(qiáng)理論分析，制定出合理的基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方案，并做好后續(xù)的優(yōu)化工作?；又ёo(hù)工程的造價(jià)比較高，施工技術(shù)比較復(fù)雜，涉及范圍特別廣泛，設(shè)計(jì)人員還要從造價(jià)角度進(jìn)行有效分析，結(jié)合基坑支護(hù)工程施工中可能遇到的難題，制定出完善的處理對(duì)策。

巖土性質(zhì)比較復(fù)雜，在勘察的過(guò)程當(dāng)中，各項(xiàng)勘察數(shù)據(jù)存在很大的離散性，無(wú)法表示土層整體情況，而且精度比較低，在一定程度上增加了基坑支護(hù)工程設(shè)計(jì)與施工難度，因此，基坑支護(hù)設(shè)計(jì)人員要根據(jù)周圍建筑物，包括地下構(gòu)筑物的埋設(shè)情況，進(jìn)行多角度分析，減小外界因素對(duì)基坑支護(hù)產(chǎn)生的影響，保證基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方案得到良好實(shí)施。

3.3 科學(xué)調(diào)整基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方案，減少邊坡堆載現(xiàn)象的出現(xiàn)

一般來(lái)說(shuō)，基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方法主要分為三種，分別是常規(guī)的設(shè)計(jì)方法、彈性地基梁設(shè)計(jì)方法與有限元設(shè)計(jì)方法等。其中，常規(guī)設(shè)計(jì)方法主要運(yùn)用極限平衡理論進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)巖土質(zhì)量要求比較高?；又ёo(hù)設(shè)計(jì)人員要根據(jù)實(shí)際情況，科學(xué)選擇設(shè)計(jì)方法。

計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，有限元法應(yīng)用越來(lái)越廣泛，特別是在深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)中，取得較好的應(yīng)用效果，可以有效減少基坑失穩(wěn)現(xiàn)象的出現(xiàn)。有限元法利用原有的計(jì)算數(shù)據(jù)，合理確定基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)體系的強(qiáng)度，包括深層位移與側(cè)向位移等，并結(jié)合不同類型的開(kāi)挖工況，進(jìn)行模擬施工，準(zhǔn)確預(yù)算處基坑開(kāi)挖過(guò)程中所發(fā)生的變化。設(shè)計(jì)人員要科學(xué)選擇計(jì)算模型，結(jié)合土體應(yīng)力，確定最終的計(jì)算參數(shù)，從而保證基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方案更加完善[7]。

基坑支護(hù)方式主要分為兩種，分別是支擋方式與放坡方式，支擋方式分為懸臂式與重力式，而放坡方式主要包括自然放坡與土釘墻。通常來(lái)講，設(shè)計(jì)人員要結(jié)合基坑支護(hù)變形情況，在滿足安全施工要求的基礎(chǔ)上，選擇經(jīng)濟(jì)性較好的支護(hù)方式，針對(duì)支擋方式與放坡方式來(lái)講，放坡開(kāi)挖方式的經(jīng)濟(jì)性更好。設(shè)計(jì)人員要根據(jù)工程所在地區(qū)的地質(zhì)條件，包括周圍建筑物特點(diǎn)，合理選擇基坑支護(hù)方式。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上，通過(guò)對(duì)地質(zhì)工程基坑支護(hù)設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行全方位分析，例如運(yùn)用先進(jìn)的基坑支護(hù)設(shè)計(jì)理念，合理選擇基坑支護(hù)設(shè)計(jì)參數(shù)、妥善解決基坑開(kāi)挖空間效應(yīng)問(wèn)題，提高基坑支護(hù)的穩(wěn)定性、科學(xué)調(diào)整基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方案，減少邊坡堆載現(xiàn)象的出現(xiàn)等，可以保證基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定。