淺析深基坑支護變形控制設計

文/鄭蔚瑩 昆明市建筑設計研究院有限責任公司 云南昆明 650000

淺析深基坑支護變形控制設計

文/鄭蔚瑩 昆明市建筑設計研究院有限責任公司 云南昆明 650000

當今時代，各種建筑工程與日俱增，施工的種類越來越多施工技術也是日益豐富。建筑工程里面包含很多的技術種類，其中深基坑支護施工技術是起著重要保障作用的。做好基坑支護是工程良好實施的前提保障，這個技術一方面滿足了施工所需要的必需條件，另一方面還能增進建筑的整體穩定性。不過深基坑在支護施工過程中經常會發生變形，對變形進行有效的控制能夠提升建筑的整體質量。所以本文就深基坑支護變形控制設計進行分析研究。

深基坑支護；變形；控制；設計

隨著我國經濟社會的快速發展，城市化進程不斷加快，高層建筑的數量變得越來越多，開發以及利用地下空間已經成為了一種必然的發展趨勢。與此同時基坑工程也在向著大深度發展，當進行高層建筑施工的時候，在城市中心地帶開挖深基坑，由于本身的場地就比較狹小，再加上周圍環境非常復雜，人流量巨大等因素的影響，基坑很容易發生變形，致使周邊的建筑設施發生破壞。所以深基坑在開挖過程中一定要控制好變形，利用基坑支護，由傳統的強度控制向變形控制設計進行轉變。

一、深基坑支護技術的應用現狀和技術要求

（一）深基坑支護施工技術的應用現狀

建筑業在我國這幾年中有著迅猛的發展，伴隨著建筑業的發展，深基坑支護技術也得到了很多的應用。剛開始是技術不成熟的，在不斷應用過程中，深基坑支護施工技術在被不斷的改進和完善的過程中逐步演化成了一套科學的施工體系。在目前我國的建筑工程施工中，應用比較廣泛的深基坑支護技術包括三種，分別是：拍樁支護、攪拌樁支護以及土釘支護三種。土釘墻和攪拌樁技術的定義有些相類似，就是指在5m以內的深基坑工程中應用最頻繁的技術。不過相比于土釘墻技術，攪拌樁支護技術還具有它所不具有的優點，攪拌樁技術除了能夠擋住泥土之外還能夠很好的控制住水勢，很好的保護地下工程建筑的安全性，一般情形下，土釘墻技術所使用的情形，適合比攪拌樁技術要求稍微低一些的工程建筑上。

（二）技術要求

第一、在面對不同的建筑工程時，要充分考慮各個層面，選擇最佳的支護技術，以便做到最好的效果，這樣既省時又省力，還能保障施工過程的安全性。

第二、地下施工時，首先要測量建筑物的占地面積、所處地形的地質條件、地下水位情況等，根據綜合的情況選擇適合的支護施工技術，以達到最好施工效果。

第三、深基坑支護施工技術的作用是多方面的，我們應用它所想要達到的效果也是多層次的，該項技術的實施要充分滿足工程的順利實施，同時還要起到防水的功效。

二、基坑變形的影響因素以及控制標準

（一）基坑變形的影響因素

第一、支護結構的剛度。增大支護結構的剛度時能夠有效的減少圍護結構發生的水平位移大小，不過它的作用會隨著剛度增加而變得越來越不顯著。在基坑支護變形控制設計時一定要確定一個合理的支護結構剛度，確保圍護結構發生的水平位移在接受范圍之內。

第二、支護結構的入土深度。當插入土地的深度比較小時，墻體的位移會隨著插入深度的增加急速下降，當達到一定深度之后這種效果就變得不是很顯著。說明擋墻的插入深度存在一個臨界點，所以確定好這一臨界點能夠避免浪費。

第三、錨桿的剛度。錨桿的剛度對圍護結構的水平位移具有顯著的影響，剛度過小時圍護結構的水平位移會比較大，在一定的范圍內提升錨桿的剛度能夠有效減少圍護結構的水平位移大小。

第四、基坑開挖過程中存在的時空效應。深基坑在開挖過程中，坑內外土體的應力會不斷發生變化，其中圍護墻體的受力情況以及和土體性狀有關的指標也會隨著開挖進程不斷的發生變化。基坑的變形會隨著開挖的繼續不斷發生著變化；基坑變形和基坑的暴露時間也有很大的關系。

第五、支撐預應力大小。在一定范圍之內增加預應力能夠使支撐緊抵支護結構，從而防止支護結構出現松弛，此外外向增加支撐力的話還能夠減少基坑在開挖過程產生的剪應力。

（二）基坑變形的相關控制標準

第一、地表建筑物。地表的建筑物對于沉降的反應是比較敏感的，地面建筑物遭到破壞的一個非常重要的原因就是差異沉降。就拿一般的民用建筑物來講，在外墻的相對傾斜達到1/300時，就會出現開裂情況，一般超過1/500之后建筑就會出現結構性破壞。

第二、地下管線。這里所講的地下管線包括的種類有很多，主要有路燈線路、電纜、熱力管、自來水管、通信光纜以及交通信號線路等。不同類型的地下管線所允許的變形程度也是不同的，它和外徑、管節長度、基礎型式等各方面都有關系，最主要的影響因素其實是接頭構造。判斷管線是否安全主要是依據管線的曲率半徑，也就是說當變形引起的曲率半徑小于允許值的話，管線則是安全的。

三、深基坑支護變形控制設計

（一）變形控制技術

在選擇變形控制技術時一定要根據具體工程的特點進行選擇，具體可以從以下幾個方面入手：增加支護結構強度以及支撐入土的深度；對周邊環境采用抵抗變形的措施；增加支護結構的剛度；對于軟土基，可以進行上體加固；最后還需要充分考慮時空效應的影響，設計科學合理的開挖方式。

（二）變形控制設計的依據

支護結構在進行變形設計時所依據的依據主要有基坑的幾何尺寸、基坑周邊的水文地質條件、承受的荷載大小等，在此基礎上設計依據還包括以下幾個方面：要嚴格按照投資和工期的具體要求，盡可能減少造價；周圍環境對基坑變形的要求，保證周圍建筑物所發生的變形在可接受范圍內；滿足技術的可靠性要求。

（三）變形控制設計的基本內容

對深基坑支護進行變形控制設計是對支護結構變形的驗算，保證能夠滿足強度要求、在環境允許的范圍內，進行動態設計、變形預測分析以及變形控制等。變形控制的對象主要包括支護結構自身還包括地下管線、道路以及周邊的建筑等。

四、結語

隨著我國城市化建設步伐的不斷加快，城市建設中的高樓大廈也層出不窮，當然這些高樓的建成離不開地下工程的施工。在進行地下建筑工程施工時，通常應用最頻繁的就是深基坑支護施工技術，該項技術的提高和發展對于地下工程完成的程度具有良好的促進作用。在不同的地下工程建筑中，深基坑技術也是具有多樣性的，面對不同的工程選擇對深基坑技術是非常必要的。

[1]尹光明.城市隧道臨近建筑物超深基坑支護理論與安全控制技術研究[D].中南大學,2012.

[2]丁敏.深基坑支護細部結構優化及應用研究[D].重慶大學,2012.

[3]李淑.基于變形控制的北京地鐵車站深基坑設計方法研究[D].北京交通大學,2013.