建筑基坑支護設計中的問題及處理方法

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高層建筑基坑支護設計的科學性與建筑物的整體質量有著不可分割的聯系，由于基坑開挖與支護涉及很多土力學的典型強度與穩定問題，同時還包括很多變形控制的問題，因此設計內容十分復雜，難度也可想而知。基坑支護工程包括基坑支護體系設計與施工土方的開挖，綜合性比較強，需要設計人員與技術人員的緊密配合。在基坑工程支護技術的設計、施工以及監督等具體問題，都需要完美落實和解決，結合工程的實際情況，進行方案的設計，這樣才能夠保障工程質量以及施工安全，可以說建筑基坑設計對于建設任務意義十分重大。

1 基坑支護的主要結構形式

(1)放坡開挖結構。這種結構的基坑支護體系的優勢就是造價低，但是在土方開挖以及回填方面不占優勢，通常都是在場地寬闊，周圍沒有重要建筑物的地方使用，在位移方面的要求不多。

(2)土釘支護結構。這種支護結構屬于一種新型的支護形式，目前能夠解決施工場地不足，基坑位移擴大等問題，基本都是通過施加預應力錨桿以及超前支護的方式實現支護的。

(3)水泥土重力式支護結構。這種結構通常是在軟弱土層基坑支護施工應用，并且深度不得高于6 米，施工基本都是采用水泥攔拌法，這種是施工的成本低，施工簡單。

2 基坑支護存在的問題

現階段我國建筑基坑設計上依舊存在一些問題，這些問題的存在往往會引發很多安全問題，不利于建筑功能的發揮，下面具體對基坑支護設計上存在的問題進行分析研究:

(1)地基土層的物理力學參數選擇不當。基坑施工過程中，支護結構所承受的地基壓力對施工安全性具有直接影響，由于建設功臣施工原本就是一個復雜的過程，體層結構，以及自然環境都會影響基坑支護施工，現階段我國在地基壓力計算方面還無法達到精準的計算，相關的計算基本都是通過庫倫公式以及朗肯公式進行推算的。與此同時，施工中還有一個難點那就是如何正確選擇土層物理參數的問題，由于在進行基坑開挖的時候，土層物理參數的含水率數以及內摩擦角參數以及粘聚參數都是不斷變化的，所以無法針對具體受力情況進行準確的計算。在進行基坑支護結構設計之前，如果沒有準確的進行地基土層的物理力學參數選擇，那么直接影響設計的結果，從大量的實踐中發現，一旦內部摩擦一定的角度偏差，那么必然會導致土層壓力出現變化，而且還需要注意的一點就是土體在開挖前后的內部凝聚力不同，并且因為施工工藝以及支護形勢之間的差別，土層物理力學參數也需要進行不同的選擇。

(2)基坑土層取樣不完整。在基坑支護結構進行設計的過程中，需要選擇地基土層的不同樣本進行分析，從而掌握土體的物理力學指標，使支護結構的設計獲得相應的依據。目前依據相應的施工規范，施工人員通常在基坑開挖后采用鉆探獲取土層樣本，但為了降低工程造價的目的，不能進行多次鉆孔取樣。因此，鉆孔取樣不可避免具有隨機性，并且不完整。因此，支護結構進行設計時必然不能同具體的地質情況完全符合。

(3)沒有考慮空間效應。通過整理基坑施工的相關數據發現:水平位移，通常是從基坑周邊向基坑內發生，并且一般情況是中間大兩邊小。并且當基坑周邊發生不穩定時，通常出現在中部位置。因此說明，基坑在開挖時必須考慮空間性。傳統設計中，基坑支護結構設計一般依據平面應變原則，這種情況特別適合于細長條的基坑;但是對于基坑為方形或長方形，則具有很大的差異性。因此在依據平面應變原則設計支護結構時，要進行適當的調整，從而使基坑符合空間效應的要求。

(4)支護結構的設計計算同實際受力不相符。當前，極限平衡理論是進行基坑支護結構設計的主要理論，但實踐證明，依據極限平衡理論計算出的支護結構安全系數，理論分析非常安全，但還是會發生破壞;而有的支護結構經過計算，其安全系數非常小，但是仍符合施工的需要。原因是極限平衡理論屬于靜態設計，而土體在開挖后處于動態的平衡狀態，隨著時間變化會發生變形，因此設計過程中，應該對此進行入分析。

3 基坑支護設計中的措施及要點

針對上述基坑支護設計中存在的問題，制定更為完善的設計措施，提升建筑物的穩定性與安全性是非常必要的，下滿針對基坑支護設計的具體措施進行分析研究:

(1)改變傳統的設計理念。傳統的設計雖然能夠達到一定的施工效果，但是計算還是不夠精準，同時我國實際上缺少支護結構設計的統一規范管理，這樣就導致基坑支護結構在設計過程中，往往會因為實際情況的不同而導致受力差異性較大，工程安全隱患因此增加。所以說在設計基坑支護結構的時候不應該采用常規的設計方法——“結構荷載法”，而是需要轉變傳統的設計理念，構建更為完善的動態信息反饋設計體系，以此提高支護結構的安全性。

(2)采用新的工程設計方法。目前支護結構設計中普遍應用極限平衡原理，并將其計算結果作為施工依據。但是，基坑支護結構在設計時運用極限平衡原理，僅僅使支護結構的強度滿足相應的要求，而不能使支護結構滿足剛度要求。所以當支護結構變形過大時極易導致發生事故。因此在設計支護結構時，要密切觀察支護結構的變形情況，基于以上原因，要對支護結構變形控制方法進行入研究，并制定相應的控制標準。

(3)積極對支護結構進行試驗研究。要想掌握正確的施工理論必須要開展大量的試驗研究。但是，目前國內對于基坑支護結構設計實驗方面，沒有開展過科學系統的試驗研究。盡管當前支護結構在設計和施工中積累了豐富的經驗，但由于沒有科學的試驗數據，不能對其采取科學分析，從而形成相關的施工理論，這成為了我國這一領域的空白。因此，為了更好的開展基坑支護設計和施工，需要進行相應的工程試驗。只有開展大量的工程試驗，才能對相關的工程數據進行積累，并做到科學分析，最后形成科學的施工理論，從而使基坑支護施工能夠更加完善，并探索出新的設計和計算方法。

(4)研究支護結構的新型計算方法。當前，由于基坑支護結構在設計和施工中不斷復雜化和先進化，出現了將受力結構同水結構進行結合的形式，以及將臨時性的結構同固定性的結構進行結合，還有的將開挖形式同支護結構進行結合，這些不同結合方式出現，會使支護結構在設計時的受力計算變得復雜，因此，研究一種支護結構的新型計算方法，是目前進行基坑支護設計的重要內容。

總而言之，建筑工程施工中的基坑支護設計還需要從工程實際情況出發，堅持因地制宜的原則，全面落實國家相關規定，積極引入新型的設計理念，這樣才能夠有效提供我國高層建設的整體質量。

4 結束語

建筑基坑施工開挖以及支護結構的設計施工，直接影響著建筑物的整體質量，一旦出現問題，必然會為工程的施工與使用埋下安全隱患，為了能夠確保工程質量安全，全面提升工程設計科學性與合理性是非常必要的。基坑支護設計的內容復雜，難度大，需要高素質的設計人員，也需要各個部門工作者的緊密配合，這樣才能夠做到全面提升工程質量，保障人們生命財產安全。雖然現階段我國基坑支護設計中依舊存在一些問題，但是這也正說明我國基坑設計的發展空間很大，我國建筑行業的設計部門以及其他部門應該全面配合，積極的為我國建筑行業的發展進一步分力。

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