深基坑支護結構設計的優(yōu)化方法分析

馬闖

摘 要：隨著我國經濟技術的快速發(fā)展，對于建筑建設工程行業(yè)來說其作為我國經濟發(fā)展的基礎推力得到了極大的發(fā)展。尤其是當前城市開始朝向地下空間開拓以及高層建筑發(fā)展，基坑工程朝著更深、規(guī)模更大以及結構更加復雜的方向發(fā)展。因此基坑結構支護不再是單一的技術方法，而是多種技術的綜合應用。隨著地下工程建設任務量的增加，以及高層建筑建設的不斷拓展，新建建筑建設過程同原先的建筑之間不可避免地產生相互影響。因此如何科學合理地選擇基坑支護方案來實現(xiàn)對基坑支護工程質量維護和施工安全的基礎保障是建筑工程建設單位急需考慮的問題。基于此，本文緊緊圍繞深基坑支護結構設計的優(yōu)化方法分析的話題展開研究，重點分析深基坑的支護結構在設計過程中出現(xiàn)的問題，并針對深基坑支護結構的優(yōu)化設計方法進行分析，從而為行業(yè)的工作者提供指導。

關鍵詞：深基坑支護；結構設計；優(yōu)化方法分析

1 深基坑的支護結構在設計過程中出現(xiàn)的問題分析

1.1深基坑開挖的空間效應無法得到有效結合的問題分析

深基坑開挖空間效應無法得到有效結合是當前深基坑支護結構在設計過程中出現(xiàn)的一類重要問題。根據(jù)深基坑開挖過程中監(jiān)測的數(shù)據(jù)可以得知，基坑出現(xiàn)水平位移過大的情況時，容易導致基坑周邊向基坑內產生中間大兩邊小的水平位移，深基坑結構容易出現(xiàn)失穩(wěn)狀況，這一狀況就說明了基坑的開挖容易出現(xiàn)空間問題。導致這一問題的主要原因在于以往的基坑設計被看作為平面應變進行處理的，這一方式并沒有考慮到基坑的具體形狀，如長方形基坑和正方形基坑的差異是極大的。對于這一問題需要在設計的過程中考慮基坑的具體情況，從而避免這類問題。

1.2深基坑支護結構的設計計算不夠科學的問題分析

深基坑支護結構的設計計算不夠科學問題是當前深基坑支護結構在設計過程中出現(xiàn)的另一類重要問題。對于深基坑支護結構設計計算來說，其一般依據(jù)極限平衡概念來進行計算的，但是對于支護結構來說，其具體受力并不是如同理想一樣那么簡單。這一復雜的受力過程往往容易被歸化為簡單的受力過程來分析，導致計算出現(xiàn)失誤。此外，根據(jù)實踐情況分析可知，在計算支護結構的操作中，其采用極限平衡概念來求取安全系數(shù)，這一求解結果過于理想化，但是實際情況中并不如此，即便求取的安全系數(shù)滿足以上原則，但是依舊會出現(xiàn)支護結構被破壞的情況。此外，盡管安全系數(shù)受到外界的影響較小，但是在深基坑工程的設計中靜態(tài)結構的具體項目極限均衡的理論，對于土壤的挖掘其實屬于一種動態(tài)平衡狀態(tài)，這一情況會受到土體強度影響等。由此可以看出這一類問題是非常突出的，其帶來的后果也很嚴峻的，需要著力解決。

1.3土體缺乏科學取樣的問題分析

土體缺乏科學取樣的問題是當前深基坑支護結構在設計過程中容易被忽略的問題。一般來說在基坑支護結構設計之前，需要對開挖區(qū)域進行有效的土體采樣。通過對土體采樣結果進行科學分析，來掌握土體本身的物理力學作用以及為基坑支護結構設計提供基礎依據(jù)。一般來說，在深基坑的開挖范圍下，需要依據(jù)國家的相關規(guī)章制度以及標準要求來進行土體采樣，并在采樣過程中采取隨機抽樣的方式進行。事實上，土壤樣品的選取并不一定能夠滿足要求，因為如果采樣區(qū)域地形復雜，且在采樣過程中常規(guī)采樣的方式會導致由于樣本不足而不能完全反映采樣情況，因此這樣的采樣結果就導致采樣數(shù)據(jù)失真，那么導致后續(xù)所有依循該采樣結果的配套工作均無法獲得成功，由此可見該類問題也是較為重要的問題，在基坑支護設計的過程中需要給予一定的重視。

2 深基坑支護結構的優(yōu)化設計方法分析

2.1嵌固深度優(yōu)化設計方法分析

對于深基坑支護結構優(yōu)化設計來說，優(yōu)化嵌固深度的方法是一個有效的辦法。一般來說，在深坑基支護結構的構造中，樁體自身的嵌固長度會對深基坑支護結構的支護效果有很大影響。當嵌固深度太深的時候，則會導致構造樁體過程中造成較為嚴重的材料浪費，導致深基坑支護構造的成本被很大的提升，這對于施工單位來說不是一件很好的事。對于這樣的問題，最為直接的辦法就是針對嵌固深度的具體要求以及實際情況，優(yōu)化其深度尺寸的選取，這樣不僅有助于滿足實際情況的需求，同時也能夠在最大程度上降低構造成本，這對于施工單位來說是非常希望看的的局面。對于這一情況具體的做法就是要充分收集各種深基坑情況下樁體深度的最佳尺寸，依據(jù)這一數(shù)據(jù)獲得粗略的尺寸范圍。然后，在此條件下，結合實際情況來對這一粗略的尺寸進行精細化處理，從而獲得精確的尺寸數(shù)據(jù)，并依據(jù)這一數(shù)據(jù)來構建深基坑支護樁體，從而優(yōu)化這一過程，通過這一辦法能夠實現(xiàn)既對其安全性進行保障還能確保經濟性的目的，從而有助于建筑施工建設工作的保質保量并優(yōu)化成本的方向進行。

2.2樁體優(yōu)化設計方法分析

盡管采用前一節(jié)的方法確定了最佳狀態(tài)下的深基坑支護的樁體嵌固深度，但是對于一個較大規(guī)模的施工現(xiàn)場，在平面上多個樁體之間形成一定的間距，而這一樁體之間的距離的選取是一個很重要的問題，因為樁間距離對支護效果產生重要影響。一般來說，當樁體之間的距離較大，則排列比較稀疏，則導致相應的土體受到外力作用越大，這樣一旦外力過大則會導致土體滑落的情況出現(xiàn)，失去支護的原本作用，如果樁體之間的距離較小則會導致土體的作用不能夠正常發(fā)揮，并且容易導致成本的極大增加。對于這樣的情況就需要合理選取樁體之間的間距，使得其安排的更加科學合理。對這一方面的具體情況就是設計樁體排列時，需要確保計算的科學性和合理性，確保樁間距，進而讓樁體與土體更好地結合，充分發(fā)揮支護效果。

3 結語

進入新時代以來，我國經濟的快速發(fā)展，促進了我國城市建設力度的逐漸增大，且建筑行業(yè)呈現(xiàn)了項立體空間發(fā)展的趨勢，如高層以及地下發(fā)展等，這樣導致基坑的開挖深度不斷加大，由此，科學合理的選擇支護形式以及配套的施工技術是建筑行業(yè)深基坑支護中優(yōu)化結構設計的關鍵手段。基于此，本文緊緊圍繞深基坑支護結構設計的優(yōu)化方法分析的話題展開研究，重點分析深基坑的支護結構在設計過程中出現(xiàn)的問題以及深基坑支護結構的優(yōu)化設計方法，以作指導。

參考文獻

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