建筑工程深基坑支護(hù)技術(shù)探微

馬鋒

【摘 要】隨著建筑行業(yè)的發(fā)展，我國(guó)建筑工程深基坑支護(hù)技術(shù)也在不斷進(jìn)步。本文主要介紹了深基坑支護(hù)技術(shù)的主要結(jié)構(gòu)類型，并指出深基坑技術(shù)現(xiàn)存問題，對(duì)深基坑支護(hù)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了展望。

【關(guān)鍵詞】深基坑支護(hù)技術(shù)；結(jié)構(gòu)類型；現(xiàn)存問題；發(fā)展趨勢(shì)

一、深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)類型

懸臂式支護(hù)結(jié)構(gòu)就是指不需要任何支撐，僅靠在基坑下嵌入巖土來作為支護(hù)結(jié)構(gòu)。在這種支護(hù)結(jié)構(gòu)中，巖土的嵌入深度最為關(guān)鍵。由于基坑上部是懸臂狀，沒有支點(diǎn)作用，這就對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)的構(gòu)件提出了較高的要求。這種結(jié)構(gòu)主要用于土質(zhì)條件較好、深度淺的基坑。

內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)則是由擋土結(jié)構(gòu)及內(nèi)支撐組成。擋土結(jié)構(gòu)主要是用于承受挖坑帶來的水土壓力，而內(nèi)支撐主要是提供更多的支撐力來保持擋土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，使圍護(hù)結(jié)構(gòu)上的壓力保持平衡，主要用于市政工程。

拉錨式支護(hù)結(jié)構(gòu)是與內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)的相同支撐是都有擋土結(jié)構(gòu)，但是拉錨式支護(hù)結(jié)構(gòu)是由外拉系統(tǒng)組成的。外拉結(jié)構(gòu)主要分為地面拉錨支護(hù)結(jié)構(gòu)和錨桿支護(hù)結(jié)構(gòu)。地面拉錨支護(hù)結(jié)構(gòu)主要用于深度較淺、規(guī)模較小的基坑；錨桿支護(hù)結(jié)構(gòu)主要用于深度及規(guī)模較大的基坑。

土釘墻支護(hù)結(jié)構(gòu)就是在原位土中用土釘、鋼絲進(jìn)行加固，形成支護(hù)邊壁，這就類似一個(gè)就地加固的擋土結(jié)構(gòu)。與其它支護(hù)結(jié)構(gòu)相比，土釘墻結(jié)構(gòu)施工操作簡(jiǎn)單，設(shè)備簡(jiǎn)便，占用的場(chǎng)所小、環(huán)境污染小、經(jīng)濟(jì)可靠等優(yōu)勢(shì)，主要用于國(guó)內(nèi)外的邊坡加固。

復(fù)合式支護(hù)結(jié)構(gòu)主要用于地址較為復(fù)雜、施工環(huán)境不確定性較強(qiáng)的工程。就是結(jié)合各種支護(hù)結(jié)構(gòu)，綜合使用。它綜合利用了各種支護(hù)結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)，花費(fèi)的工程造價(jià)成本較低，但是對(duì)施工設(shè)計(jì)提出了更高的要求。

二、深基坑支護(hù)技術(shù)現(xiàn)存問題

深基坑支護(hù)技術(shù)在建筑行業(yè)的發(fā)展中得到了逐步完善，但是還存在一些問題有待進(jìn)一步研究，以滿足工程項(xiàng)目的建筑需求。主要存在的問題表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

第一，在工程項(xiàng)目中，施工人員大都接觸的是淺挖工程及無需支護(hù)的工程，這就使他們習(xí)慣了在施工過程中使用常規(guī)的土力學(xué)施工方法，不需要根據(jù)開挖的邊界來調(diào)整應(yīng)力及變形。但是在深基坑開挖過程中進(jìn)行應(yīng)力與變形分析時(shí)需要對(duì)土體進(jìn)行深入研究。深基坑的開挖與支護(hù)對(duì)傳統(tǒng)的土力學(xué)提出了挑戰(zhàn)，這就需要專家學(xué)者多進(jìn)行理論研究，為深基坑工程項(xiàng)目提供更為優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。第二，土壓力大小與支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全性有著密切關(guān)系，但是目前要想精確計(jì)算出土壓力的大小，還是一個(gè)難題。目前使用的計(jì)算公式在工程應(yīng)用過程中存在的誤差較大，而且土體的物理學(xué)參考系數(shù)的選擇也較為困難，參考系數(shù)的變化值會(huì)隨著深基坑的開挖而變化，這就很難保證支護(hù)機(jī)構(gòu)受力值的精確度。影響土壓力的因素較多，例如土壤的性質(zhì)、基坑的深淺、支護(hù)的結(jié)構(gòu)、環(huán)境因素等等，這些因素對(duì)土壓力的影響不同，組合起來的影響效果又不一樣。這就需要在分析影響因素的時(shí)候，綜合考慮，將各個(gè)可能的影響因素都囊括其中。因此，在建筑工程深基坑支護(hù)技術(shù)中，土壓力問題也是需要迫切解決的問題之一。第三，除了土壓力問題之外，還存在排樁、地下連續(xù)墻的應(yīng)力和變形分析計(jì)算問題，這個(gè)問題也是極為復(fù)雜的，這涉及到支護(hù)結(jié)構(gòu)、支撐體系和土體這三個(gè)方面的作用。在目前的工程計(jì)算過程中還是使用的平面計(jì)算法，這就難以將空間作用的效應(yīng)表現(xiàn)出來。這就需要在今后的發(fā)展過程中研發(fā)三維立體計(jì)算程序，只有這樣才能夠使計(jì)算結(jié)果更加精確化。第四，如果深基坑的支護(hù)結(jié)構(gòu)是設(shè)計(jì)在建筑物較為密集的地方，這就很容易導(dǎo)致支護(hù)結(jié)構(gòu)發(fā)生變形，這就意味著在設(shè)計(jì)深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí)要能夠保護(hù)周圍的環(huán)境。但是由于基坑開挖時(shí)會(huì)導(dǎo)致周邊的土體發(fā)生位移，計(jì)算土壓力的數(shù)值也難以精確，這就使得控制周圍地面沉降這項(xiàng)工作變得極為困難，目前判斷變形所使用的方法是依靠之前積累的工程項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)。最近幾年來，隨著施工人員與專家學(xué)者的共同努力，有限元方法的出現(xiàn)使土體的沉降計(jì)算與基坑變形分析成為可能，但是在計(jì)算時(shí)的參考系數(shù)的設(shè)置還沒有確定下來，仍然需要依靠經(jīng)驗(yàn)，這就使得計(jì)算數(shù)據(jù)的精確度難以把握。所以，提高土體的沉降計(jì)算與基坑變形分析數(shù)據(jù)的精確性也成為需要解決的重要問題。

三、深基坑支護(hù)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)分析

首先，深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在以后的發(fā)展過程中將使用動(dòng)態(tài)分析法。目前對(duì)于深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并沒有明確的統(tǒng)一規(guī)范，主要還是采用結(jié)構(gòu)荷載法。這種方法較為傳統(tǒng)，其計(jì)算結(jié)果與實(shí)際數(shù)值有很大偏差，精確度較低。目前我國(guó)地質(zhì)學(xué)家已經(jīng)開始著手進(jìn)行動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)體系研究工作。隨著建筑施工行業(yè)的迅猛發(fā)展，我國(guó)在深基坑支護(hù)技術(shù)方面積累的經(jīng)驗(yàn)也較為豐富，在實(shí)際施工過程中將收集的數(shù)據(jù)資料綜合分析，已經(jīng)找出一定的受力規(guī)律，這對(duì)于深基坑支護(hù)技術(shù)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)體系的建立打下了良好的理論基礎(chǔ)。

其次，深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化選擇是深基坑支護(hù)技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。由于地基土的類型、地下水的水位高度、土的受力程度及周邊環(huán)境等因素的差異，這就要求在選擇深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)類型時(shí)要考慮綜合影響因素。深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化選擇對(duì)與深基坑工程來說極為重要。深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的合理性關(guān)系到工程項(xiàng)目施工時(shí)間的長(zhǎng)短，影響到施工活動(dòng)是否順利，影響到工程項(xiàng)目是否進(jìn)展順利，影響到建筑施工企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益的實(shí)現(xiàn)。因此，深基坑支護(hù)技術(shù)在發(fā)展過程中將進(jìn)一步優(yōu)化支護(hù)結(jié)構(gòu)的選擇。

最后，深基坑支護(hù)技術(shù)在發(fā)展過程中將建立信息監(jiān)測(cè)與信息化施工技術(shù)。由于深基坑工程中受力因素較多，環(huán)境影響的變數(shù)較大，這就導(dǎo)致基坑工程設(shè)計(jì)與實(shí)際施工過程中情況不符，這就需要在基坑施工過程中反復(fù)檢測(cè)，以此來糾正施工過程中的不當(dāng)之處。由此可見，基坑工程監(jiān)測(cè)較為重要，建立信息監(jiān)測(cè)體系，能夠使施工人員將監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)信息及時(shí)反饋到組織設(shè)計(jì)者，組織設(shè)計(jì)者根據(jù)信息分析能夠預(yù)測(cè)到基坑施工后對(duì)周邊環(huán)境造成的影響，并且能夠?qū)又ёo(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性做出評(píng)價(jià)，根據(jù)預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)結(jié)果能夠進(jìn)一步預(yù)測(cè)基坑開挖后可能造成的影響結(jié)果，這樣有利于工程組織設(shè)計(jì)人員進(jìn)一步制定詳細(xì)的施工方案，實(shí)現(xiàn)信息化施工，以提高深基坑施工水平，進(jìn)一步提高基坑工程施工質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳瑞東.深基坑支護(hù)技術(shù)在實(shí)際工程中的應(yīng)用.企業(yè)科技與發(fā)展.2008，18

[2]賈虎，郭丕昆.對(duì)深基坑支護(hù)技術(shù)有關(guān)問題的探討.經(jīng)營(yíng)管理者.2010，12

[3]劉仁輝.淺談建筑施工中的深基坑支護(hù)施工技術(shù)與監(jiān)理方法.中國(guó)科技投資.2012，21