深基坑支護在建筑中的優化設計和應用

孫大博

【摘要】近年來，隨著我國建筑行業快速發展，使得建筑工程質量成為社會主要關注的話題之一，在開挖建筑基坑過程中深基坑所起到的支護作用對施工工作是十分重要的，但由于深基坑的支護工作還受到支護設計結構的影響，不合理的設計而導致的基坑坍塌，支護樁斷裂等問題也會出現。為了能夠有效防止這些問題的發生，本文通過對深基坑支護在建筑中進行不斷優化，希望能為相關工作人員提供幫助。

【關鍵詞】深基坑；支護；建筑；優化；設計；應用

深基坑的支護工作主要是為了能夠提高建筑工程結構的穩定性，在整個施工過程中起著重要的作用，尤其在建筑工程施工過程中，如果深基坑的支護環節過于簡單，或者支護結構設計過程出現一些問題，則會導致整個建筑結構存在安全隱患。近年來，隨著社會經濟技術的發展，我國在建筑深基坑支護方面取得了不錯的成績，但是仍面臨一些問題，比如支護設計過于保守、傳統，使得導致施工的成本較大，甚至出現浪費問題比較嚴重。由于目前我國在深基坑支護環節過程中的技術還不夠完善和成熟，因此需要對升級更的支護技術進行優化和改造。

1、建筑的深基坑支護工程

人口增加以及社會城市化進程的加快，使得人們所利用的地下空間壓力也比較大，傳統的基坑開挖一般都會導致基坑兩側的土體向一定方向推移，坑底的土發生隆起，甚至會導致周圍的建筑設施，比如住宅、道路以及地下預埋電纜等出現一定程度的損壞。在計算支護結構的內力過程中需要解決的問題是支護結構上承載的電荷，一般情況下，作用于結構上層的壓力被稱為支護結構所承受的靜載荷，而動載荷主要是包括結構上以土體為介質傳導的壓力。當前我們在計算深基坑支護結構的土體變形和結構內力的方法，主要有土抗力，有限元，極限平衡這三種方法，但這三種方法針對不同的建筑實際情況進行選擇，其中有限元法由于土體的模型以及土抗力的相關參數無法準確判斷，因此很難保證最后運算出的結果的準確性。此外，由于土抗法所計算的模型比較直觀，而且能夠根據實際建筑所受力情況進行計算，運用彈性桿系的有限元法所計算出來的誤差是比較小的，因此這種方法備受建筑工程青睞，而極限平衡法是一種比較粗略的估算方法，由于受力比較簡單，因此受影響的因素比較少，最終所獲得的計算結果精確度較差。很難實現工程設計的有關標準。因此，近年來很少有工程建筑使用該方式

2、常見的深基坑支護結構類型

深基坑擋土技術實際上就是用土釘墻柱支護結構，在實際建筑設計過程中，這種支護方式是相對簡單的，因此在很多高層建筑的深基坑建筑設計項目中，這種方式得到了廣泛的利用。土釘墻支護的原理主要是當深基坑和土釘周圍的土相互接觸的過程中，能夠跟土質的團體形成一個組合體，當人為或者未知的自然因素是深基坑的周圍發生邊坡滑動的變化時，土釘墻能夠起到一定的防護作用，在進行深基坑的邊坡防護過程中，土釘墻支護不但能夠有效提升邊坡的穩定性，同時能夠加固兩側的邊坡土，在合理的圖釘間距之下，通過提高土層的硬度，能夠有效提升邊坡的承載力。除此之外，深基坑樁采用的大多是連續墻的支護方式，該方式的整體性比較好，而且在實際建設過程中具備的防滲漏效應也比較明顯，因此在深層土壤的地基支護過程中也廣泛利用連續墻的支護方式。由于地下水位中的黏土軟度較高，在很多深基坑中屬于特殊的情況，需要采取特殊措施進行應對，或者有的土層沙石硬度較低，黏土的硬度也沒有達到所需要的硬度，在這種情況下，要想能夠實現預期效果，需要提升建筑施工地級以上的穩定型，再選擇砂石過程中需要選擇一些防水性較好的建筑材料，從而能夠實現硬度方面的要求。在深基坑的支護中其鋼筋混凝土的土土排樁布置，在采用排樁圍護的過程中，可以按照有關規定進行布局，員工在施工過程中需要特別注意，對于混凝土的灌注和挖孔環節，地基支護的擋土結構是以粘土作為基礎的，地基支護中密疏排布和與樁之間的距離是關鍵，是需要相關人員注意的，要根據不同的地基地形來選擇合適的排布方式。

3、對建筑深基坑支護的優化方案

在實際的墻體作業過程中，影響土釘墻支護結構的因素主要是土釘的長度和傾角，再對釘墻支護作業中相關人員需要將土釘墻的支護，傾角控制在一定的范圍內，必須意識到土釘傾角的量度重要性。運用土釘墻的方式減少土釘的受力差距。同時工作人員還需要明確土釘的實際作用，通過將土釘和土質進行結合來提升土地的硬度。為了能夠確保土釘墻支護結構的問題性，在設計深基坑支護過程中，工作人員需要不斷完善變量方案，在實際的支護作業中，變量是土釘墻的核心設計環節，影響變量的主要因素土釘的長度，直徑，孔徑，以及豎向間距等。工作人員需要根據實際情況來優化土釘之間的系統參數，根據計劃方案對施工的各個環節進行有效分解，根據土釘墻的支護方式，推導出相應的水平分力值，但是在基坑工作中需要面臨地下水的問題，工作人員應當確保土質的聯系和地下水位的識別，不斷突破技術運用，不同的基坑開挖方式保證基坑的穩定性，做好降水，排水的工作，提高項目的質量。

由于土釘墻支護結構主要受到圖釘傾角，長度，間距的影響，因此在對于圖釘墻，支護結構優化設計中，需要確保土釘的傾角控制在十度左右，如果土釘順著支護豎直方向的內力相差顯著，原因主要是因為中間兩頭內力差距明顯，土釘墻在使用過程中土釘在順著支護豎向方向的內力相差明顯，一般情況下，中間大兩頭小，而如果土釘太短，那么土釘尾部和外部的地表有可能會出現破裂，甚至導致基坑失去穩定性，因此，土釘的長度最好控制在0.5到1.2h之間，土釘主要就是為了讓土地和釘子能夠進行有效結合，由于間距過大，也會影響土釘的強度。除此之外，在設計過程中，土釘墻的支護方面主要以土釘墻的造價作為參考，影響較大的函數主要是土釘的長度，孔徑，直徑等，需要做好這幾個因素方面的優化設計工作。

小結：

本文我們通過深基坑結構的介紹，可知土釘墻支護地下連續墻支護，排樁圍護，這些都包括在深基坑結構過程中，在深基坑的建筑工作中，工作人員需要根據建筑的實際情況，對基坑支護進行優化設計，不僅能夠有效提升基坑支護的穩定性，提高工程質量，同時能夠為整個建筑企業帶來很好的經濟，社會效益，有利于我國建筑企業實現持續性發展。

參考文獻：

[1]謝琳.復雜條件下的深基坑支護設計選型研究及實例分析[J].廣東土木與建筑，2018，25（01）：1-3+35.

[2]郭躍.復雜場地條件下的軟土深基坑支護設計與實踐[J].浙江建筑，2017，34（06）：19-22+39.

[3]黃國海.建筑深基坑支護優化設計分析[J].工程建設與設計，2017（20）：11-12.

[4]隋倩倩，王彬，孫晶，方高峰.建筑深基坑支護優化設計研究及應用[J].綠色環保建材，2017（10）：84.