浅谈建筑深基坑支护结构设计

浅谈建筑深基坑支护结构设计

发表时间：2019-06-25T10:24:26.790Z 来源：《建筑细部》2018年第24期作者：余庭鑫

[导读] 讲述了深基坑支护方案设计要点，并分析了深基坑支护结构设计的改进措施。

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摘要：近年来，高层建筑的兴起，有效地推动了建筑施工技术的发展，深基坑支护是当前建筑施工中广泛应用的重要技术，对于施工的安全性和质量具有直接的影响，所以加强建筑深基坑支护结构的设计具有极其重要的意义。文章从基坑支护的设计原则和方法入手，讲述了深基坑支护方案设计要点，并分析了深基坑支护结构设计的改进措施。

关键词：建筑工程；深基坑支护；结构设计

引言：

改革开放以来，我国社会经济建设得到了快速的发展，城市基础设施建设如火如荼，高层建筑的数量日益增加，许多高层建筑的空间开始向地下开发，对深基坑工程支护结构设计工作的要求有所提高。目前许多深基坑工程具有施工规模大、施工环境复杂、场地紧凑和影响面大等特点，并且基坑工程需要穿越周边建筑及地下管道，若没有采取合理的支护方案，不仅会影响到工程的施工工期和经济效益，而且还会影响周边建筑物的质量安全，致使安全事故的发生。因此，深基坑工程支护结构设计工作逐渐成为业界人士普遍关注的焦点。

一、基坑支护结构的设计原则与方法

在进行基坑支护结构设计时，需要以安全可靠、经济合理及便于施工作为其设计的基础原则，并在此基础上选择适合的设计方法。在进行基坑支护结构设计时，需要依据极限状态表达式来进行，同时还要对支护结构的极限状态进行划分，通常以承载能力极限状态和正常使用极限状态为主。承载能力极限状态其所对应的状况时支护结构已达到了最大限度的承载能力或是土体存在着失稳、变形严重从而导致支护结构或基坑周围环境受到破坏。而正常使用极限状态则是指支护结构发生变形已影响到结构施工的或是周边环境的正常使用功能。所以在进行基坑支护结构设计时，需要对其承载力极限状态进行计算，通过对土体稳定笥、结构承载力及锚杆、支撑的承载力和稳定性进行计算后，从而掌握其极限状态。另外对于支护结构变形有限定的基坑侧壁，则还需要验算基坑周边环境及支护结构变形的情况。

二、深基坑支护方案设计要点

在深基坑支护施工中，由于对其影响因素较多，所以需要在设计方案上要进行详细的分析对比，明确围护结构形式、支撑和锚固系统、地下水控制及深基坑检测等多方面的问题，确保深基坑支护方案的合理性。

2.1影响深基坑支护方案确定的主要因素

在进行深基坑支护结构设计时，对其方案带来影响的因素较多，不仅需要受到深基坑所处场地的土层及土质物理学性质的影响，同时还会受到周边管线及临近建筑物的影响，地下水的分布及水位的高低、深基坑的形状、基坑深度、造价、工期及施工难度等多方面也会对深基坑支护有所影响，还要考虑主体结构的桩基位置、墙柱位置，确保内支撑的梁及立柱桩不影响主体结构的安全。一旦在方案设计时考虑不周全，将给工程施工带来较大的影响。

2.2深基坑工程总体方案主要有顺作法、逆作法、顺逆结合法

在深基坑工程施工中，顺作法是较为传统的施工方法，而且其施工工艺较为成熟，支护结构和主体结构也较为独立，施工便捷。而逆作法是近几年才开始应用的施工方法，其主要以地下室楼层梁板作为支撑，其支护结构和主体结构处于结合的状态，施工难度较大，但经济性较好。目前在一些施工中，通常会将顺作法和逆作法有效的结合起来，利用中心位置顺作，而周边逆作的方式，充分的发挥这两种施工方法的优点，对推动深基坑支护技术的发展起到了积极的作用。

目前在深基坑工程施工时，通常利用排桩和地下连续墙来作为围护结构，这两种围护结构都具自身的优势。排桩多以混凝土灌注桩为主，不仅施工简单，而且能够灵活进行布置，成本较低。地下连续墙具有较好的整体性，防水性能也较好，但由于其工艺复杂，入岩难度较大，工程造价较高。

另外就是深基坑的锚固系统，经常使用内支撑和锚杆来进行施工，内支撑虽然能够起到有效控制变形的作用，而且也不需要侵入周边的地下空间，但在施工完成后则需要拆除掉，费工费力，经济性较差。锚杆与内支撑相比，其不仅具有较好的经济性，而且能够提供较大的空间，便于深基坑工程土方的开挖和地下结构的施工，但其由于需要侵入到周边的土体，所以对变形能力控制较弱。

三、深基坑支护结构设计的改进措施

3.1转变传统的结构设计理念

为了加强深基坑支护结构设计的合理性，在深基坑的支护设计中要运用准确、完善的计算方法。要转变传统的深基坑支护设计理念，寻求适用于当代建筑施工的设计方法。在设计时，除了要认真审核以往的设计理念以建立真实反馈信息的动态设计体系外，还要注重变形的控制，比如计算和确定地面超载情况，并合理转化平面效应和空间效应，切勿忽视其对支护结构造成的影响。只有综合考虑各项影响因素，才能找到适宜的设计理念；只有结合对实际情况的有效控制，才能最终形成正确的、统一的及完善的设计规则。

3.2注意深基坑的降水，加固便道设计

如果建筑工程在水下施工，极易出现管涌和流沙，甚至发生坑壁土体坍塌的现象。为了确保施工安全，通常应避免在水下进行操作。一旦发现地下水位高出基坑表面，马上采取基坑降水操作。基坑降水能保证坑底干燥，改善施工环境，增强坑底稳定性，提升基坑当中土体的物理学性能指标，提高土体的固结程度和地基的抗震程度。再有，加固便道主要是方便机械通行，因为开挖工程的施工需要用到很多大重型机械设备，加固便道有利于设备通行，防治塌方现象的发生。所以，为了进一步增强工程的安全系数，基坑降水和加固便道都十分重要。

3.3控制开挖阶段施工技术

先支护后开挖是深基坑支护建筑工程的施工原则。结合多个实际案例分析可知，在具体施工中，应该尽量缩短建筑深基坑暴露的时间，这能够保证支护结构的后期效果。所以，缩短施工工期并连续施工是现代建筑工程的最佳选择。另外，“切勿在深基坑周边堆放挖出的

土方”也是一个重要的注意事项。国家对此有相关的规定：在深基坑开挖的2-3 米之内不可堆放建筑材料和挖出的土方。这一规定也表明在施工前期阶段，施工人员要计算安全距离的范围，控制安全高度，还要计算土方荷载等相关系数，确保基坑开挖的安全。

四、结束语

在实际工程施工过程中，深基坑支护可以选择的类型较多，所以需要根据施工的具体情况及相关的工程经验来进行选取，同时基坑支护作为一种结构体系，设计时要充分地满足稳定性和变形的要求，并具有良好的承载能力。同时在设计时还要根据具体的水文和地质条件来进行分析，从而确保支护结构的安全性、适用性和经济性。若施工方案考虑不周，极易导致突发问题发生，给人员和财产安全带来较大的威胁。所以需要加强对深基坑技术的研究力度，确保技术能够得以不断完善，更好的适应当前现代化经济发展的需求。

参考文献：

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