淺談基坑支護優化設計

陳淑強

【摘 要】隨著城市化進程的加快，多數建筑工程涉及基坑開挖的問題。為了保障基坑支護的質量，減少對建設項目周圍環境的影響，應加強基坑支護的設計及其優化工作。論文主要介紹了建筑工程常用的幾種基坑支護，分析了基坑支護結構設計及其優化。

【Abstract】With the acceleration of urbanization， most construction projects involve the problem of foundation pit excavation. In order to ensure the quality of foundation pit support and reduce the impact on the surrounding environment of the construction project， the design and optimization of foundation pit support should be strengthened. This paper mainly introduces several kinds of foundation pit support commonly used in construction engineering， analyzes the design and optimization of foundation pit support structure.

【關鍵詞】基坑支護;設計;優化

【Keywords】 foundation pit support; design; optimization

【中圖分類號】TU222? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻標志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號】1673-1069（2019）05-0152-02

1 建筑工程常用的幾種基坑支護

就基坑支護而言，其實質是一種支擋、加固與保護措施，其是為了保障地下結構施工、基坑周邊環境安全，在基坑周邊環境采用支護措施。基坑支護在建筑工程施工中具有重要的保護作用，給工程項目后續的施工奠定基礎。現階段，建筑工程常用的幾種基坑支護有工字鋼基坑支護、SMW（Soil-cement Mixing Wall）型支護、地下連續墻等。其中，工字鋼基坑支護具有剛度大、成本低、受力性能好等優點，適用于砂性土、粒徑小于100mm的砂卵石基坑;SMW型支護具有止水帷幕、樁支護于一體的優勢，其是由深層攪拌樁發展起來的;地下連續墻是借助各種挖槽設備和特質泥漿，根據施工要求，在地下挖出符合要求的溝槽，之后將鋼筋籠放置于溝槽內，并在溝槽內注入混凝土，從而形成連續的地下墻體，以發揮承重、防滲擋土的作用[1]。

2 基坑支護結構設計

2.1 基坑支護結構的設計原則

根據結構破壞程度的不同，基坑工程需采用不同的安全等級，其中結構破壞程度分為不嚴重、嚴重、很嚴重，對應的安全等級為三級、二級、一級。就深基坑支護結構設計來說，其主要按正常使用極限狀態、承載力極限狀態兩種狀態進行設計，其中，正常使用極限狀態又被稱為變形極限狀態，是以變形極限為界，進行相關的基坑設計;承載力極限狀態又被稱為應力極限狀態，是以極限應力值為界限進行的基坑設計。

2.2 基坑支護結構選型

確保坑壁穩定、保障施工安全是基坑支護的目的;保障附近建筑物（構造物）、管線的安全是基坑支護的要求;保證支護結構施工方便、經濟合理是基坑支護的重要前提。為了達到基坑支護的目的和要求，則需要選擇因地制宜、安全經濟、施工方便的支護體系。要想實現上述目的，在支護體系設計過程中，應根據基坑工程的現場情況和周圍環境，選擇恰當的支護類型，并掌握支護結構的安全變位量，保障支護體系的安全，同時應盡量降低對周圍建筑的影響。

2.3 基坑支護結構設計的計算方法

有限元法是現階段擋土墻內力分析的主要計算方法，該方法不僅將基坑開挖的多種因素考慮其中，并能夠使擋土結構形式優化、開挖過程科學合理化。就擋土結構有限元分析法而言，其主要包括彈性桿系有限元法、連續介質有限元法兩種計算方法。其中，彈性桿系有限元法具有計算模型簡單、計算參數易獲取、計算結果可靠等優點，是我國當前的重要計算方法之一;連續介質有限元法，在計算機技術不斷提高的背景下，尤其是一些有限元計算軟件的引入，推動了該方法的應用。

3 基坑支護優化

3.1 基坑支護設計方案優化的重要性

因基坑支護類型較多，相應的設計方案也比較多。為了保障施工的安全有效，在選擇合理支護結構類型的同時，還應對基坑支護方案進行優化。優化基坑支護方案是十分重要的，主要表現為：一是選擇符合工程項目的最佳設計方案，能夠保障基坑的穩定性、安全性;二是設計方案的優化，在一定程度上降低了投資成本，遵循了經濟合理性原則;三是為基坑周圍環境提供了保障，減少了工程事故的發生，極大程度上促進了環境效益、經濟效益、社會效益的增加[2]。

3.2 基坑支護優化的內容

就基坑支護來說，其優化內容主要包括三點，即優選基坑支護類型、優化支護結構、實時優化施工過程。具體來說，優選基坑支護類型，根據基坑的地質情況和周圍環境等，綜合考慮各種因素，選擇最佳的支護類型;優化支護結構，其主要在選定的支護類型方案的基礎上，對方案的細部（支護樁的樁徑和樁距，支撐點的位置和層等）進行優化計算，該優化計算主要采用的方法是彈性抗力法，在已知支護系統位移、剪力、最大彎矩等參數的條件下，進行相應的計算，從而獲得準確、有效的計算結果;實時優化施工過程，即在基坑支護的施工過程中，根據實時檢測的信息進行合理的優化，從而保障施工的順利、高效開展[3]。

3.3 基坑支護方案的優化方法

對于基坑支護方案的優化，可以采用多目標模糊優化方法，對基坑支護方案的工期、造價、機械設備等方面進行評比和優選，從而找到最佳的支護方案。在實際的基坑支護設計中，應考慮多目標優化問題，因為部分目標存在矛盾，常常無法實現各目標的同步優化，因此，應對各個目標情況進行了解和掌握，從而獲得一個適宜的優化方案。

4 結語

綜上所述，基坑支護是工程項目建設的重要組成部分之一。選擇適宜的基坑支護類型，加強基坑支護的設計方案和施工過程優化，極大程度上保障了基坑支護的質量，從而保障了工程項目的整體質量。

【參考文獻】

【1】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.

【2】張勇.淺談高層建筑基坑支護處理技術[J].中國住宅設施，2018（05）：119-120.

【3】吳發堅.論深基坑支護技術方案優化設計[J].科技展望，2016，26（13）：148.