深基坑开挖支护变形规律分析及控制措施

深基坑开挖支护变形规律分析及控制措施
摘要：通常来讲，深基坑开挖很可能引发相应的位移或者变形，对于上述的基
坑变形应当予以全方位的防控与处理。

在目前现状下，有关部门针对深基坑开挖
已经能够运用与之有关的基坑支护措施，通过实测现场数据并且运用数值模拟的
方式来探究其中的变形规律。

这是由于，针对深基坑支护只有全面明确了固有的
变形规律，那么才能显著增强基坑开挖的实效性，对于基坑沉降、水平桩基位移
与基坑底部隆起的现象予以妥善处理。

关键词：深基坑；土方开挖；支护施工；安全技术
引言：目前，高层建筑比例逐年提高，城市建筑在向高空发展的同时，也在寻找
地下空间，深基坑土方开挖与支护施工一直是城市建设中的难题，同时深基坑土
方开挖一直是建筑施工工作中危险性极高的项目之一。

深基坑施工环境更为复杂，基坑坍塌事故极易发生，造成群众与施工人员的伤亡，为确保施工安全，防止此
类情况的发生，必须对开挖的深基坑采取防护措施。

1 深基坑的支护结构在设计过程中出现的问题
1.1 不能有效结合深基坑开挖的空间效应
1.2 从深基坑开挖过程中的监测数据可以看出，基坑一旦出现水平位移过大
的现象时，会导致基坑周边向基坑内发生的水平位移是中间大两边小，深基坑
支护结构失稳常发生在基坑长边的居中位置，因此可以说明，基坑的开挖属于
空间问题。

以往对于深基坑的设计是将其看作是平面应变进行处理的，就细长条
坑来说，这一平面应变的假设具有合理性和科学性，然而其方形和矩形凹坑之间
的差异是非常大的。

所以，需要在支护结构设计结构的空间处理前提下，假设
平面应变故障前需要进行有效调整，进而与开挖过程中空间效应相符合。

1.3 深基坑支护结构的设计计算和具体的受力间不相符合
1.4 现阶段，深基坑支护的设计计算是在极限平衡概念基础上实施的，支撑
结构具体的受力并不简单。

实践表明，在计算支撑结构的过程中，极限平衡理论
要求的安全系数，就理论层面进行分析，其具有绝对安全性，然而在现实当中则
是不尽如意的，在满足极限平衡理论要求的安全系数的情况下实际还是会出现支
撑结构破坏的情况。

此外，受到安全系数所带来的影响，尽管非常小，就算不能
和规定要求相符合，然而其在深基坑工程的设计中静态结构的具体项目极限均衡
的理论，对于土壤的挖掘其实属于一种动态平衡状态，同时，还是一个放松的过程，受到时间的影响，土体强度越来越弱，还出现形变现象，可以看出，需要重
视设计问题，然而在现在的设计计算当中总是忽视这一问题。

2 支护施工方法
2.1 拉锚式支护
拉锚式支护技术的应用中，挡土结构、拉杆和锚固体等都是拉锚支护技术组
成的重要因素，因此它也能够在深基坑施工中起到很重要的作用，这项技术可以
在以下几种情况下使用。

第一，在基坑周围没有任何的拉杆、障碍物和锚固体；
第二，在基坑开挖到一定程度的深度时也可以使用；第三，没有设立内支撑规模
很大或变形较小的基坑中也可以使用该技术。

2.2 土钉式支护
土钉式支护技术的应用比较特别，通常包含密集的土钉群和喷身混凝土的土
方层，因此，在应用此项支护技术时，主要问题是抵制因墙后所造成的土压力，
只有这样才能够保障稳定性。

从而保证工程的整体安全性。

与此同时，此项技术
造价极低，可以减少成本的使用。

2.3 悬臂式支护
这项技术主要是依靠嵌入在基坑底下的岩土层，以保持建筑物的平衡性，使
地基能够形成压力，确保施工的顺利进行。

因此，悬臂式支护技术可以应用在缺
乏支撑杆和锚杆的情况中，这种情况适用于土质较好，而且基坑开挖深度较浅的
工程。

2.4 重力式支护
对于重力式支护技术，它的工作原理就是结合设计结构本身所拥有的重力，
以保证支护结构在土压力的影响下，依旧能够保持稳定性，重力式支护最主要的
特点就是延续了重力式挡土墙支护中很多的优点，因此，该项支护技术在实际施
工中也得到了广泛的应用。

3探求控制措施
3.1构建基坑变形的模型
深基坑支护不能够欠缺与之相应的基坑支护模型，因此在全过程的基坑施工中，施工人员都要凭借相应的计算模型来全面探析基坑变形。

具体在涉及到建模
过程中，应当确保计算模型符合特定的宽度与高度。

与此同时，针对模型边界也
要予以正确的界定，对其宽度可以设计为3倍左右的开挖基坑深度，最好限定于50米左右的基坑边界取值。

在此前提下，对于运算模型应当将其分成三角形的网格单元，按照法向约束的方式来确定模型边界。

因此可见，通过运用建模措施可
以显著优化基坑变形控制，对于某些潜在性的基坑变形要素也能予以综合性的监控。

例如在某次建模过程中，对于整个模型将其划分为20个相应的网格单元，
在这其中包含8000多个模型节点。

3.2全面明确围护受力的状态
深基坑围护本身构成了最关键的基坑承重结构，具体开挖深基坑时，关键就
在于明确围护桩在现阶段的受力状态，据此应当能够判断出相应的受力弯矩。

针
对剪力曲线在全面分析的前提下，可以得知基坑剪力与围护桩能够承受的重力之
间具有密不可分的联系。

针对基坑开挖面来讲，土体压力能够同时作用于外侧以
及内侧的深基坑特殊部位，而与之有关的剪力曲线也表现为差异性。

深基坑开挖
通常都会涉及到粗砂层与素填土的不同土层类型，对此有必要全面明确其中的压
力增大幅度。

3.3妥善控制支护变形
针对不同种类的基坑支护而言，应当选择与之相应的变形防控措施。

具体而言，施工人员针对多层次的影响因素都要着眼于全方位的分析，从而给出可行性
较强的变形防控举措。

在此前提下，针对基坑支护还需兼顾现场水文、现场地质
条件与深基坑本身的特征。

具体在选择支护方案时应当因地制宜来完成方案选择，确保围护墙与土层能够保持紧密接触，保障其符合最佳的土层深度。

只有做到了
上述的变形支护全面防控，才可以从源头入手来增强整个支护具备的稳定性。

结束语：随着科技的快速发展，建筑技术也在不断发展，施工工艺也在不断
地创新，岩土工作者应该加强深基坑设计与施工的重视，为确保基坑施工过程中
的安全性，必须采取合理有效的支护措施，以免发生基坑破坏事故。

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