許振巍 徐新力

溫州設計集團有限公司 浙江 溫州 325000

引言

深基坑支護設計施工的目的是加固巖土工程的地質(zhì)結(jié)構，并達到環(huán)境保護的效果，但傳統(tǒng)深基坑支護方式已不能滿足當前巖土工程支護施工的要求，甚至還會在設計過程中遇到一系列的問題。對此，需全面分析工程屬性，創(chuàng)新深基坑支護技術，制定科學且具有可行性的設計方案，以強化巖土工程設計效果。

1 巖土工程中深基坑支護設計常見的問題

1.1 力學參數(shù)選擇不合理

巖土工程極易受到地質(zhì)以及地貌等影響，對此，在開展工程深基坑支護設計施工時，需結(jié)合工程現(xiàn)場實際情況合理調(diào)整并優(yōu)化設計方案。以某工程為例，其占地面積約為26970.846m2，其中建筑面積共計123820m2，地上與地下面積分別為63970m2、59850m2。開展該工程設計施工時，就需進行相應的力學分析，明確工程附近的地質(zhì)情況，找出影響土體力學的參數(shù)，比如黏聚力、含水率等。若設計人員忽視該項工作，將會在工程投入施工后，無法準確計算出土壓力，增大施工人員的作業(yè)難度，還會影響支護結(jié)構類型的選擇，無法在短時間內(nèi)確定最終的施工工藝。

1.2 設計和實際差異較大

巖土工程中，將深基坑的支護壓力與擋土墻壓力進行對比可以發(fā)現(xiàn)，二者存在顯著的區(qū)別，但現(xiàn)階段在土壓力理論方面的指導仍有所欠缺，因此，開展巖土工程深基坑支護設計作業(yè)時，通常會采用較為傳統(tǒng)的理論計算方式，導致設計與真實情況存在誤差。

盡管在應用傳統(tǒng)土壓力理論計算時，設計人員會憑借多年的設計經(jīng)驗對計算出來的結(jié)果加以適當修正，確保其滿足實際設計標準，但該項工作在實施過程中會遇到一系列的挑戰(zhàn)，且操作較為復雜，若未始終依托于工程實際，忽視或沒有全面勘測深基坑附近地質(zhì)條件、地面荷載等，極易在設計施工完成后，引發(fā)變形差異，再次增大了設計與實際之間的差異性[1]。

1.3 基坑邊坡堆載不明確

完成巖土工程支護結(jié)構設立施工后，需嚴格控制深基坑的邊坡堆載力，同樣以上述工程為例，其明確規(guī)定基坑開挖邊線2m區(qū)間內(nèi)嚴禁堆放物品，即使是在2m以外，也需控制地面荷載力在10kPa左右，該工程北側(cè)煙囪設定的荷載力為100kPa，現(xiàn)場周邊建筑基礎的地面荷載約為15kPa。但在實際施工中，支護人員為了便利后續(xù)施工，將所需使用的施工設備以及車輛放置在基坑周圍，導致澆筑施工以及安裝塔吊施工時引發(fā)基坑坍塌事故，即使在第一時間對其進行修整并加固，久而久之，還會使其承重能力受到影響，增大了后續(xù)施工、投入使用后深基坑變形、坍塌的風險。

1.4 基坑空間效應的問題

空間效應問題是基坑開挖施工期間常遇到的問題之一，所列舉的工程中，其現(xiàn)場地面標高為2.5～3.0m，計算深基坑開挖深度時，需依托于基礎承臺墊層底，得出開挖深度為8.5～18.9m。對此，開挖與之相對應的深基坑時，需科學處理開挖基坑空間，確保開挖效應同工程支護設計標準相一致。但為了實現(xiàn)該目的，設計人員就需嚴格遵循支護原則對深基坑支護結(jié)構進行調(diào)整，以此起到節(jié)約空間資源的作用。

2 解決巖土工程深基坑支護設計問題的有效措施

2.1 做好資料收集與現(xiàn)場勘測工作

支護設計作業(yè)人員需先做好收集施工現(xiàn)場資料并完成各項勘測工作后，方可開展支護設計施工。收集資料時，主要將工程地形圖、地質(zhì)勘察報告等作為開展設計施工的前提。若巖土工程周邊存在建筑物，或地下布有管線，設計人員還需綜合分析地基地形圖紙以及地下管線布設圖紙，如果工程所處的地理環(huán)境以及地質(zhì)條件復雜，則需要向建設方索要物探圖。完成資料收集后，還需對所收集的資料進行分類并整理，在此過程中，應落實四項工作：其一，計算或測量基坑底開挖的標高，以此為基礎，大致確定基坑側(cè)面的開挖深度；其二，全面勘察施工現(xiàn)場，根據(jù)實際情況，決定是否開展放坡施工；其三，詳細閱讀并分析地質(zhì)勘探報告中的各項數(shù)據(jù)，明確基坑附近土質(zhì)的分布情況，尤其是沙礫層、軟土層等。同時還需對土層的標貫擊數(shù)進行全面檢查，以此確定該區(qū)域的巖土力學性質(zhì)；其四，充分分析與管線分布相關的圖紙資料，掌握不同部位的管線布設情況，尤其是1.5～2.0倍坑深管線的具體分布。

完成上述資料收集作業(yè)后，便可以開展施工現(xiàn)場勘測作業(yè)，巖土工程深基坑支護設計施工中，現(xiàn)場勘探起著極為重要的作用，直接決定了后續(xù)支護施工的效果。但當前很多設計人員未認識到該項工作的重要性，僅僅通過觀察場地地形圖的方式作為支護設計工作的依據(jù)，無法對巖土工程實際情況進行深入了解，致使設計出的支護方案不具備科學性與參考性。為了避免上述問題的發(fā)生，就要求設計人員嚴格落實現(xiàn)場勘探工作，以保證所設計的施工方案具有較強的針對性，并重視四項工作的開展：首先，充分借助收集到的施工資料，進一步明確現(xiàn)場實際情況，以此確定放坡施工是否開展；其次，對工程周邊的建筑結(jié)構以及現(xiàn)場工程情況進行全面勘察，若發(fā)現(xiàn)建筑存在裂縫或其他質(zhì)量問題，則應在第一時間告知建設方以及業(yè)主，勘測期間需做好各項數(shù)據(jù)的記錄，對于特殊區(qū)域還需拍照作為留底依據(jù)。再次，對作業(yè)現(xiàn)場的地形進行檢查，并將其與建設方所提供的地形圖紙進行比對，將不一致的部位做好標記并與建設方進一步確認，以便于后續(xù)地形修整與測量作業(yè)的開展；最后，對巖土工程施工現(xiàn)場進行全方位的勘探，根據(jù)收集到的場地地形圖、巖土地質(zhì)勘探報告等資料，對地質(zhì)的變化情況加以判斷，為設計方案的完善與優(yōu)化提供依據(jù)[2]。

2.2 為巖土工程合理選擇支護形式

基坑支護設計時施工時，需格外重視對地質(zhì)以及地形條件的全方位測量，確定地基土層的類型與基坑含水量。實際設計作業(yè)期間，應先判斷巖土附近土體的穩(wěn)定性，如達到相關要求則可以開展后續(xù)的施工，但需做好放坡工作，以保證其深度也能夠達到施工標準，促使深基坑支護整體質(zhì)量得以提升。若所采用的支護形式無法滿足深基坑支護要求，便需結(jié)合多種支護形式，針對實際情況選擇最優(yōu)的施工方式。巖土工程中，常見的深基坑支護形式有三種：其一，支撐系統(tǒng)，該種支護形式主要涉及型鋼組合支撐、鋼筋混凝土支撐等，應用目的是避免深基坑發(fā)生位移。其二，擋土系統(tǒng)，按照工程作業(yè)要求，借助該種支護形式開展設計工作，可以有效緩解深基坑的承載壓力，系統(tǒng)中主要有鋼筋混凝土樁、水泥攪拌樁等。其三，擋水系統(tǒng)，開展設計工作時，需依托于施工現(xiàn)場的水文條件進行，以此避免基坑滲水問題，促使深基坑安全性得以保障。

2.3 科學應用深基坑支護施工技術

支護設計人員需掌握深基坑實際情況，為工程選擇合適的支護結(jié)構形式，現(xiàn)如今，多樣化的深基坑支護技術被廣泛應用于各類巖土工程中，主要包括三種：首先，地下連續(xù)墻支護技術，通過使用該技術可以有效提高深基坑的防水防滲性，同時還能避免基坑發(fā)生沉降。先深入研究設計圖紙確定深基坑的挖掘點，借助先進的設備開展基坑槽段挖掘施工，再將所挖槽段進行相互連接，向溝槽內(nèi)安置鋼筋籠，并完成混凝土澆筑施工，以此構建出一個具備多種性能的地下連續(xù)墻。其次，灌注樁支護技術，能夠從整體上提高深基坑支護質(zhì)量，但該種支護技術在使用時會有多種弊端。借助灌注樁支護形式開展支護作業(yè)時，需應用鉆機設備，同時還需搭配泥漿護壁才可以完成支護設計施工，而泥漿排除施工會嚴重影響生態(tài)環(huán)境。最后，土釘墻支護技術，該類支護形式能夠極大程度地提高邊坡的穩(wěn)定性，還可以節(jié)約施工成本，因其這一優(yōu)勢而被廣泛應用[3]。

2.4 加強工程建設期間的管理力度

良好且有效的管理能夠?qū)崿F(xiàn)巖土工程有序并順利進行，還可以對深基坑支護設計施工的質(zhì)量與安全提供保障。因此，支護施工過程中，支護人員需積極與設計人員就設計圖紙進行溝通，針對作業(yè)過程中涉及的技術應用需細致探討，嚴禁一方獨自完成該項工作，促使各方的監(jiān)督職能與施工專業(yè)素養(yǎng)得以充分發(fā)揮。此外，相關部門也需參與到深基坑支護設計工程監(jiān)管中，有效規(guī)避設計期間各類問題的發(fā)生，為巖土支護工程質(zhì)量提供保障。施工過程中也可以采取第三方監(jiān)管的方式，邀請具備權威性的第三方監(jiān)測機構實時監(jiān)管深基坑支護設計進度，確保施工安全且有序進行，規(guī)避一系列安全事故的發(fā)生，同時還能起到提高作業(yè)效率的作用。

2.5 明確土質(zhì)部分壓力的計算方式

巖土工程深基坑支護設計施工過程中，極易受到基坑支護變形的影響，而變形類型可以細化為兩種，即基坑邊坡變形以及基坑附近建筑變形。當發(fā)生變形時，對其所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進行收集并分析，能夠直觀地明確基坑內(nèi)部的真實情況以及存在的問題。對問題的產(chǎn)生原因加以分析，結(jié)合分析結(jié)果制定出可行性的問題處理方案，以此保證深基坑支護設計施工的質(zhì)量。同時，支護設計人員還需明確并嚴格遵守設計流程，選用科學的施工工藝與技術綜合評估基坑邊坡的變形情況。比如，實際設計施工中，可以借助圓弧滑動法確定基坑周邊土質(zhì)區(qū)域的穩(wěn)定系數(shù)Fs，表達式為：

此外還有瑞典條分法、Janbu法等均可以用來計算土壓力，但所使用的計算方法不同，得到的計算結(jié)果也會不同。因此，為了保證計算結(jié)果的準確性，可以同時采用多種計算方式對土壓力進行計算，以保證支護設計的可靠性。同時，支護設計人員還需樹立科學且先進的深基坑支護設計理念，現(xiàn)階段，我國仍未頒布有關于巖土工程基坑支護設計的相關標準，開展設計工作時，也僅依賴于朗肯理論，計算土壓力時，一般會使用較為傳統(tǒng)的等值梁法進行，不僅無法保證計算結(jié)果的精準度，還極大程度地增加了支護設計成本，因此，設計人員需不斷完善相關理論以及規(guī)范。加大支護設計施工現(xiàn)場的監(jiān)管力度，針對設計過程中遇到的問題或隱藏的風險，需結(jié)合實際制定相應的處理方案，并做好每日巡查工作，力求深基坑支護設計施工高效且高質(zhì)量完成[4]。

3 結(jié)束語

深基坑支護設計是實現(xiàn)巖土工程順利且有序施工的重要保障，開展支護施工時，設計人員須下到現(xiàn)場，科學落實工程資料收集、實地勘測等準備工作，分析勘測結(jié)果以及施工現(xiàn)場實際情況，優(yōu)化深基坑支護設計，還需加大對工程施工現(xiàn)場的管控，以此從根本上提高支護設計施工的安全性、可行性與穩(wěn)定性。