浅谈基坑支护设计常见问题及其优化策略

梅小洪

摘 要： 随着城市建设的发展，岩土工程中基坑支护的重要性日益体现，基坑支护形式因地质条件、开挖深度及周边环境不同而呈现多种多样。本文结合日常工作实际，探讨基坑支护设计问题及优化策略，希望可供同行参考交流。

关键词： 岩土工程;基坑支护设计;问题;策略

【中图分类号】TU463     【文献标识码】A     【文章编号】1674-3733（2020）19-0126-01

随着城镇化加速，城市用地日趋紧张，城市地下空间越来越受到重视，建筑基坑呈深大趋势发展，基坑支护结构形式至关重要，基坑支护设计如果过于保守，则造成社会资源的浪费和建设成本的增加，如果处理不慎，则可能酿成严重后果，近年来爆料的工程质量安全事故层出不穷，尤其是基坑支护结构失稳导致基坑垮塌事故偏多。

1 基坑支护设计常见的问题

1.1 支护承受力计算不准确

现有基坑支护结构的承受力计算方法还是以极限平衡理论为基础。在岩土工程中，基坑支护的受力十分复杂，并且基坑支护的受力往往是动态不稳定的，而极限平衡理论是静态的结构理论，对以往施工案例进行分析就会发现，在进行基坑支护设计时，有时会出现理论与现实情况不符的情况。在进行基坑支护设计时，一些设计人员容易忽略现实存在的不确定性变化而仅按照静态理论来进行设计，最终会导致基坑支护稳定性不足[1]。

1.2 力学参数不精确

在进行基坑支护设计时，应准确计算出基坑支护结构的承载力、基坑支护结构承受的土压力和水压力。但实际上，一些设计人员往往是在没有得到精准的参数情况就进行基坑支护设计。因为实际的地质情况复杂多变，在开挖基坑时，地层的粘聚力、含水率、内摩擦角及地下水位等都有可能发生变化。因此要想确定出物理力学参数十分困难，进而导致最终的计算数值失准。但土压力和水压力又是进行基坑支护设计时非常重要的参数，如果该参数不够准确，那么支护结构的安全性、稳定性也得不到保证[2]。

1.3 空间效应处理不合理

在岩土工程中，基坑支护结构会发生位移，且位移多发生在基坑较长的边上。另外，基坑支护体系比较复杂，容易受外部因素影响，在一些外力的作用下，支护体系有可能会出现形变。对于以上问题，要求工作人员在设计时充分考虑基坑开挖的空间效应问题，并采取有效措施进行预防与解决。但实际上，大部分工作人员在设计时仅仅是考虑到平面上的问题，而对立体空间中的各类问题未做过多分析与研究。

2 基坑支护设计优化策略建议

2.1 创新设计理念

在进行基坑支护设计时，一方面要以理论知识为指导，另一方面还需考虑工程现场实际情况，要综合考虑各方面因素，并广泛收集、深入分析施工现场各项信息，最终找到基坑支护结构受力规律，从而保证基坑支护设计的科学性与合理性。其次，为获得准确的设计参数，在计算各数值时必须统一计算标准，并采用最为合理的计算方法，以免最终计算出的数值不够准确。在资料收集与参数计算阶段，相关部门与工作人员还应加强沟通交流，促进信息流通，做好信息反馈，以推动基坑支护设计的科学、有效开展[3]。

2.2 优化设计方法

前文已经提及，工作人员在进行基坑支护设计时多采用极限平衡理论进行设计。但在具体的工程项目中，极限平衡理论并不能指导所有的设计工作，如极限平衡理论虽可以确定支护结构的强度，但无法得到支护结构的刚度。因此在进行基坑支护设计时，工作人员要立足现实需求对设计理论进行完善，对设计方法进行优化。在进行岩土工程基坑结构设计时，要对基坑边坡以及地下管线进行监测，准确了解基坑沉降变形系、地下管线变形情况，在此基础上科学设计，以保证支护结构的牢固与稳定。另外，在设计过程中要充分考虑空间效应，对基坑支护过程中的地面超载、平面应变等问题进行分析，了解这类问题对整个基坑结构的影响，进而采取应对措施，避免在工程施工过程中发生任何安全质量问题。最后，基坑开挖与支护是一项十分复杂、系统的工程，该工程涉及到水力学、材料学、结构力学以及土力学等多门学科，因此在设计时工作人员必须树立整体性思想，要从多个方面进行考虑，并采用先进科学的支护结构计算方法进行支护结构计算，从而保证基坑支护结构设计的科学性、合理性与可行性，确保基坑支护的稳定性、可靠性与安全性[4]。

2.3 开展支护结构试验

为保证基坑支护设计的科学性、合理性，设计人员必须进行多次的模拟试验与现场试验。通过多次试验对对岩土的相关性质、特征特点进行分析总结，积累下大量数据，为具体的基坑支护设计工作奠定良好基础。在试验时，必须确保試验顺序、方法科学合理，使试验结果能真实、全面反映出岩土性质，能真实客观反映出基坑支护结构的承载性能、稳定性能。

2.4 基坑支护方案选择

在基坑支护设计阶段，要根据工程实际情况选择最佳的支护方案。在选择支护方案时工作人员应做到以下几点：首先，为保证支护方案的科学性、合理性与经济性，工作人员需结合前期的勘察资料深入分析施工区域内各层岩土的特征、性质，全面把握岩土情况确保最终的支护方案是最适合的。其次，在确定基坑支护方案前对施工区域的水文地质情况进行分析探究，掌握该区域地下水位变化情况，确定出需要进行降水或是截水控制的地层。此外，对基坑周边环境进行分析，了解施工区域周边建筑、管线以及植被、河流等分布情况，全面分析基坑支护方案对周边环境造成的影响。根据建筑物、管线的建设时间、用途等划分出安全等级，以便在正式施工过程中能更有针对性地进行防护。在这一阶段，要确定出需要保护的管线、建筑物，在图纸中作出标注并提前制定科学可行的防护方案，尽可能减少基坑支护施工对周边环境的影响。

结语：综上所述，基坑支护结构在岩土工程中发挥着重要作用，优化基坑支护设计是提生岩土工程结构稳定性、安全性的重要举措。但当前，在基坑支护设计中还存在指导理论单一、参数计算不准等问题，基坑支护设计质量得不到保证。基于此，就应立足实际，结合当前工作需求采用更先进的设计理念与方法开展进行基坑支护设计，从而提升基坑支护设计质量与效率。

参考文献

[1] 王文跃.岩土工程中的基坑支护设计问题和解决措施[J].工程建设与设计，2020（14）：65-66.

[2] 刘佳.岩土工程中的基坑支护设计问题和对策分析[J].建材与装饰，2020（20）：98-99.

[3] 张恩重.岩土工程基坑支护设计与施工中存在的问题及对策[J].工程技术研究，2020，5（12）：207-208.

[4] 刘堰陵.谈岩土工程基坑支护的设计与施工及其优化过程管理[J].工程建设与设计，2020（11）：73-75.