深基坑支护设计与施工方案优化研究

刘建元

摘要：深基坑工程是一项系统工程，受到众多自然因素和热力因素的影响。深基坑工程包含两个方面的内容，其中之一就是基坑支护，可以有多种方案可供选择。本文对深基坑支护的类型和特点进行了详细的介绍，并且提出了深基坑支护施工过的优化途径。

关键词：深基坑；支护；方案优化

1. 深基坑工程及其特点

深基坑工程的主要内容有两方面，涵盖基坑支护体系设计与施工和土方开挖。从这两方面基本内容可以发现，深基坑工程是一项多学科、多人员、多过程交叉的交叉性工程。要了解深基坑工程，首先要了解清楚它包含的两部分的具体内容。首先是深基坑支护，就在为了保障在地下作业而建立的牢固的架构，保障在地下作业的人员有动手的空间和安全，同时也能够让所需要的材料拥有一个运输通道，那么在深基坑的侧壁和周围的环境架设支挡、加固和保护措施。这个基坑支护并不是深基坑工程的内在结构，是临时搭建的结构，一旦施工完成，这些支护就要被拆除。

1. 基坑支护是临时架构并且不属于基坑工程的必要构造，所以搭建的时候十分简单，其安全性能不高。所以，在基坑施工过程中，要时刻主义支护的监控，并且随手随时加固，根据基坑周围的地质条件和水文条件，进行提前的预防准备，以减少施工过程中的人员伤亡。并且，由于基坑是在地底下，最容易发生的就是水位上涨或者是土质松软等情况，要提前做好风险防范的针对性预案。

2. 基坑工程具有其特殊性。除了基坑的支护不仅与上文提到的地质条件和水文条件密切相关之外，还有周边的建筑和地下管线的方位、管线的抗压强能力等周围的建筑和设施设备密切相关。建筑与建筑之间具有很强的双向影响性，有时候，保护基坑周围环境条件和周围建筑、设施设备的安全就是保障基坑自身的安全，牵一发而动全身，一旦周围的环境条件等发生任何的变化，都会潜在的影响到基坑的稳固稳固性。所以，要对基坑支护进行标准化建设和探索是非常困难的。

3. 基坑工程具有立体性。基坑是建立在地底下的，具有一定的深度，其次，在地下的建筑其横截面，即宽度等因素对于整个基坑的稳定性具有巨大影响。那么在进行基坑设计、施工过程中，在进行基坑支护设计和搭建过程中，要充分考虑其立体性。基坑依靠这周围的土层，土层的结构、特点等的变化都会早成基坑承受压强的变化，长久以往，基坑很容易发生不可逆的变形。举个例子，如果基坑工程的是工地土层具有很大的斜坡，那么无论是在基坑施工过程还是后期的基坑漫长的使用过程中，基坑由于不是在平面上，并且受到斜坡向下的力，导致基坑会发生弯曲^[2]。

4. 基坑工程是一项综合性工程，牵一发而动全身。那么上文已经指明基坑工程居于两个部分构成，即支护系统和土方开挖两部分。前期的土方开挖是整个工程的前提步骤，关系到是否可以进行支护搭建以及关系到知乎搭建的难度及后期的稳定性。所以，在进行正向工程前，要对施工工人进行系统的培训，以免造成不合理的土方开挖，从而导致基坑的构架弯曲变形，甚至威胁到支护的安全。所以，在进行土方开挖的过程中，要注意支护等的具体变化，用先进的探测技术对整个过程进行实时的监控，将所有步骤数据化。

2. 基坑支护的类型及其特点和使用范围

1. 放坡开挖

这是一种经济实惠、危险性低的开挖方式。这样的方式比较使用在地域开阔的地区，周围的基础设施设备比较少，没有什么建筑物，并且对其开挖的范围限制比较松。总而言之就是比较自然的环境、开发度比较低的环境比较适用于这种方式，各种限制斗比较少。

2. 深层搅拌水泥土围护墙

这是一种借助机器进行的方式，就是在周围用人力将水泥和土放置于机器中，借助机器将其搅拌均居，并且在机器作业的同时，可以将搅拌均匀的你随混合物倒入周围土层侧壁，形成一幢地下水泥墙。那么水泥围护墙具有其特殊的优势：首先是借助于机器，更加节省人力，效率也更高；其次是水泥墙比起土层来说，具有更好的预防墙体坍塌和土层水的渗漏；而且这种施工需要的人力更少，而且由于机器本身的性能比较良好，发出的噪声较低，在深处城市中施工而言这点优势更为显著。同时，这样的方式也并不是完美无缺的，第一点就是这样的方式导致整个基坑的唯一比较严重，并且一旦基坑的深度过深时，就要采取有效措施，比如比较常见的加墩、起拱，起到减小位移的目的；第二点是使用水泥进行基坑建设，会对周围的环境产生不良影响，环境友好性比较低。

3. 高压旋喷柱

高压旋喷柱与上面所说的水泥土围护墙具有比较相似的点。它是使用喷嘴，在抽入电源时会产生巨大的压力，从而带动喷嘴将水泥混合物喷进土层中，形成混凝土加固体。这些加固体一层层排列哈，可以有效的防止水的渗漏，也可以防止土层松散导致很多泥土掉进基坑中。但是，这样的机械相比与前两种方式所耗费的成本更高。相应的，这些设备身形轻便，便于挪动，占地面积较少，并且其产生的噪音分贝比较低，对周围人群或者周围自然环境的噪声影响度比较低。与上面的水泥土围护墙一样，其材料是水泥，是混凝土等工业原料，对自然环境具有一定的不良影响，特别是对周围的河流会产生污染

^[1]。

4. 钢筋混凝土板桩

钢筋混净土板桩是一种最为简便、成本最低的一种形式，适用于施工期较短的基坑工程，一旦时间过长，这样的建议装置的安全风险极高。钢筋混凝土板桩就是将一块块的板桩用钢钉等物品依靠人力使用锤子等物品将其固定住，一般都是铁器与铁器的碰撞，会发出巨大的噪音，在城市施工，不建议使用这种方式。但同时，这种方式也有其自身的优势，由于使用的板桩是在工厂根据需求进行定制的，其抗压能力是可以控制的，现在的工厂在制作这种板桩时，最大的厚度可以达到500毫米，整体的承压能力可以保障。

3. 支护结构方案的优化与确定

1. 支护结构方案优化

进行放啊优化时依照基坑工程的标准来进行的，一达到方案最优的目的。在进行深基坑支护结构设计时，有很多的影响因素需要考虑进去，比如可以列几个因素，造价、施工难度、施工阶段、周围环境等因素，这些因素有些时没有一个层度标准的。

在初步设计的基坑方案中，更进一步的优化，那么这些优化必须一一定的数据资料为依据，不能盲目修改。一般在进行优化中，包含着四个部分的具体内容：决策变量、目标函数、约束条件、优化算法。

2. 基坑支护方案的确定

首先要把基坑的设计方案和设计图纸弄懂，比如，基坑的深度、基坑的受力范围值等。其次做好周围环境的勘探工作，如周围土质、水质等。还有时丈量施工范围，比如周围建筑物远近等^[3]。最后，还要综合各类因素选择最为牢固、经济、稳固的基坑支护，这是进行作业的前提。

4. 结束语

深基坑工程是一项系统化的工程，而深基坑支护是深基坑的十分重要的组成部分。常规的深基坑支护系统种类繁多，影响因素也非常多。所以，在进行深基坑支护方案设计和方案优化过程中，要综合各种影响因素和综合各类深基坑支护类型择取最优方案。同时，保障深基坑的安全性还任重道远，需要不断优化和探索更多的深基坑支护方式，以此来保障施工的顺利进行，基坑安全和人员安全。

参考文献

[1]李运涛. 深基坑支护设计与施工方案优化研究[J]. 城市建设理论研究（电子版）,2013(8).

[2] 赵羽,王少雷,曹启增. 谈岩土工程深基坑支护的设计与施工及其优化过程管理[J]. 砖瓦,2021(6):126-127.

[3]刘乃精. 深基坑支护工程方案推理机制与优化设计[J]. 城市建设理论研究（电子版）,2016(9):1022-1022.