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摘 要：伴随着我国建筑事业的快速发展，越来越多的岩土工程项目不断出现，岩土工程深基坑支护设计，已成为整个建筑工程顺利推进的难点与重点。因此，在整个项目方案实施过程中不仅需要综合考虑工程结构设计的科学性问题，而且要着重考虑工程环保性与技术安全性、可行性等因素。
关键词：岩土工程 基坑支护 设计问题 解决措施
随着地窄人密、出行拥堵等问题的出现，我国高层建筑物数量不断增加，由此导致环境不断恶化，使大量的深基坑建筑工程成为我国建筑领域中的一种特殊工程项目。对此，有必要对岩土工程深基坑支护设计的相关内容进行分析，以便提出相关的问题和解决方案。
一、岩土工程基坑支护设计存在的问题
1.岩土工程基坑支护设计结构计算与实际受力要求不符。实践表明，个别深基坑支护工程从其极限平衡理论分析，建筑结构安全系数设计较为科学，但在实际生活中却容易遭到破坏。如果系数较小，难以满足结构设计规范。在我国大多数岩土工程深基坑支护设计项目中，由于深基坑坑壁土体处于动力平衡状态，随着建筑物使用周期不断延长，土体结构会变得松弛，一旦土体结构的密实度降低，就会导致结构裂缝、沉降及不规则位移等工程设计问题出现。
2.岩土工程基坑支护设计中相关力学参数选择不科学。岩土工程结构设计压力参数会对建筑基坑结构产生重大影响。因此，在结构设计前，需对岩土工程基坑的粘聚力及含水率和内摩擦角等相关参数进行严格计算分析。当土体结构的内摩擦角计算误差为5°时，土体结构中就会形成“主动土压力”；当建筑基坑原土体被开挖后，此时会形成巨大的土体内凝聚力。因此，在建筑深基坑结构支护设计时，必须对土体的力学参数、性能进行计算和选择。
3.岩土工程基坑支护设计时会出現“空间效应”。岩土工程深基坑支护设计时，在深基坑长边居中位置经常会出现严重的深基坑边坡结构失稳问题。如果个别工程设计单位在深基坑支护设计时，不能充分考虑基坑开挖后的“空间效应”问题，最终会在基坑结构中留下安全隐患。所以，对于一些细长结构的深基坑而言，在深基坑开挖空间设计方面，应对深基坑支护结构进行调整优化，结合“平面应变”设计原则，对基坑支护结构进行科学布置。
4.岩土工程基坑支护设计时未能明确深基坑边坡堆载。基坑支护后，有些施工方为了便于后期作业或受制于工程场地条件，将水泥、钢筋模板以及混凝土等作业材料堆放于距离基坑边缘约1m的位置，且在浇筑混凝土过程中，将混凝土灌车放置于深基坑上口线位置处，还有大吨位吊车停放于岩土工程基坑边坡坡顶部位。因此，以上不合理的工程结构组织设计，会导致在实际作业过程中引发相关安全事故。一旦基坑边坡所能承受的压力负荷超限，就会引发结构变形、地表开裂甚至坍塌事故。
二、岩土工程基坑支护设计案例分析
本工程为我国某地一大型商业高层建筑，工程基坑平面尺寸为140m×75m，该建筑工程地下面积9000m2，此工程为三幢单体结构的建筑，其中两幢设有双层地下室，地下室一层与二层标高分别为-3.85m与-7.65m，此建筑工程的基坑开挖深度为8.56m，基坑局部开挖深度达11.6m；另外一层建筑物设一层地下室，其实际标高4.69m；以下数据为该岩土工程基坑土体结构情况（见下表1）。该高层商业建筑物在设计阶段未能按照既定标准进行设计，所以导致上述设计问题出现，故本文需采取科学的措施解决上述问题。
表 1 该岩土工程深基坑不同土层岩土参数
杂填土（① -1） 粘土（① -2） 淤泥（② -1） 淤泥（② -2） ③
γ（kN/m3） 18.0 18.5 16.5 16.0 18.2
c（kPa） 8.0 16.0 8.0 7.0 10
φ（°） 10.0 12.0 6.8 6.5 10
1.岩土工程基坑支护分区设计。首先，结构设计前经过全面的地质勘察，该工程区域基坑开挖范围属于杂填土及淤泥和黏土、淤泥质黏土等工程地质，且工程场地地下水位属于下层微承压水及上层孔隙水，由于基坑开挖过程中存在弱透水层，因此该工程地质结构非常复杂，需在基坑支护设计时进行科学分区。因该工程项目的土层结构较为均匀，故基坑开挖深度与板底和承台底深度保持一致。如果深基坑周边承台较小，则深基坑开挖深度应与底板标高保持一致；如果深基坑承台较大，则深基坑开挖设计深度应与承台台底标高保持一致。最终经过科学论证，决定将三个不同结构分区的基坑开挖深度分别设计为7.70m、8.30m与9.05m。
2.岩土工程基坑支护结构设计。
2.1岩土工程基坑支护挡土体系设计。首先，针对结构分区一，岩土工程基坑支护体系设计深度为7.70m，并利用桩长和桩直径分别为700mm与22.4m的钻孔灌注桩进行深基坑支护设计，桩间距保持在900mm之间；其次，针对结构分区二，该岩土工程基坑深度设计为8.30m，采用直径和桩长分别为800mm与24m的钻孔灌注桩进行支护设计，桩间距保持在1000mm之内；另外，针对分区三结构，深基坑开挖设计深度须保持在9.05米左右，并利用直径和桩长分别为800mm及26m的钻孔灌注桩进行支护设计，桩间距要保持在1000mm之内，钻孔灌注桩的桩身混凝土实际强度保持在C25左右。
2.2岩土工程基坑支护体系设计。利用两道砼内支撑进行支护系统设计，支撑面的实际标高分别设计为-6.35m与-1.60m，利用混凝土强度为C30的现浇砼现场浇筑深基坑支撑结构。该工程项目的支撑界面实际尺寸主要分为900×900、800×800以及600×600三种，具体支撑平面布置及现场开挖设计示意图如下所示：
3.岩土工程基坑支护结构竖向布置设计。该岩土工程基坑结构竖向支撑布置的目的，是为了有效控制基坑结构中土体的变形及位移情况。与此同时，需对钻孔灌注桩的桩身弯矩值进行分析设计；为了确保挖掘机及运输车辆能够顺利通过，需保证两道支撑间的距离设计合理，同时便于基坑内部作业与换撑作业等。因此，结合这一设计思路，本设计方案共设计48根支撑柱，均利用冲孔灌注桩进行支护结构设计。
三、结语
综上所述，岩土工程深基坑支护技术在实际工程作业中发挥着重要作用，在此背景下，人们对岩土工程深基坑支护设计的质量要求越来越高。本文通过理论联系实际的研究方式，重点针对现阶段我国岩土工程基坑支护设计中存在的问题及具体解决措施进行论述，通过设计问题剖析，并结合具体工程地质情况进行结构设计改进与优化。实践结果表明，该建筑工程没有出现类似沉降及结构变形等问题，且相关参数值均控制在合理范围内，所以该设计方案经实践评估具有一定的可行性。
参考文献：
[1]黄铠城.基于岩土工程中的深基坑支护设计问题和对策探讨[J].建材与装饰，2016，17：144-145.
[2]石连礼.岩土工程深基坑支护技术研究[J].广东科技，2014，Z1：117-118.
[3]丁声敏，康爱群.岩土工程施工中深基坑支护问题探究[J].世界有色金属，2016，01：34-35.
关键词：岩土工程 基坑支护 设计问题 解决措施
随着地窄人密、出行拥堵等问题的出现，我国高层建筑物数量不断增加，由此导致环境不断恶化，使大量的深基坑建筑工程成为我国建筑领域中的一种特殊工程项目。对此，有必要对岩土工程深基坑支护设计的相关内容进行分析，以便提出相关的问题和解决方案。
一、岩土工程基坑支护设计存在的问题
1.岩土工程基坑支护设计结构计算与实际受力要求不符。实践表明，个别深基坑支护工程从其极限平衡理论分析，建筑结构安全系数设计较为科学，但在实际生活中却容易遭到破坏。如果系数较小，难以满足结构设计规范。在我国大多数岩土工程深基坑支护设计项目中，由于深基坑坑壁土体处于动力平衡状态，随着建筑物使用周期不断延长，土体结构会变得松弛，一旦土体结构的密实度降低，就会导致结构裂缝、沉降及不规则位移等工程设计问题出现。
2.岩土工程基坑支护设计中相关力学参数选择不科学。岩土工程结构设计压力参数会对建筑基坑结构产生重大影响。因此，在结构设计前，需对岩土工程基坑的粘聚力及含水率和内摩擦角等相关参数进行严格计算分析。当土体结构的内摩擦角计算误差为5°时，土体结构中就会形成“主动土压力”；当建筑基坑原土体被开挖后，此时会形成巨大的土体内凝聚力。因此，在建筑深基坑结构支护设计时，必须对土体的力学参数、性能进行计算和选择。
3.岩土工程基坑支护设计时会出現“空间效应”。岩土工程深基坑支护设计时，在深基坑长边居中位置经常会出现严重的深基坑边坡结构失稳问题。如果个别工程设计单位在深基坑支护设计时，不能充分考虑基坑开挖后的“空间效应”问题，最终会在基坑结构中留下安全隐患。所以，对于一些细长结构的深基坑而言，在深基坑开挖空间设计方面，应对深基坑支护结构进行调整优化，结合“平面应变”设计原则，对基坑支护结构进行科学布置。
4.岩土工程基坑支护设计时未能明确深基坑边坡堆载。基坑支护后，有些施工方为了便于后期作业或受制于工程场地条件，将水泥、钢筋模板以及混凝土等作业材料堆放于距离基坑边缘约1m的位置，且在浇筑混凝土过程中，将混凝土灌车放置于深基坑上口线位置处，还有大吨位吊车停放于岩土工程基坑边坡坡顶部位。因此，以上不合理的工程结构组织设计，会导致在实际作业过程中引发相关安全事故。一旦基坑边坡所能承受的压力负荷超限，就会引发结构变形、地表开裂甚至坍塌事故。
二、岩土工程基坑支护设计案例分析
本工程为我国某地一大型商业高层建筑，工程基坑平面尺寸为140m×75m，该建筑工程地下面积9000m2，此工程为三幢单体结构的建筑，其中两幢设有双层地下室，地下室一层与二层标高分别为-3.85m与-7.65m，此建筑工程的基坑开挖深度为8.56m，基坑局部开挖深度达11.6m；另外一层建筑物设一层地下室，其实际标高4.69m；以下数据为该岩土工程基坑土体结构情况（见下表1）。该高层商业建筑物在设计阶段未能按照既定标准进行设计，所以导致上述设计问题出现，故本文需采取科学的措施解决上述问题。
表 1 该岩土工程深基坑不同土层岩土参数
杂填土（① -1） 粘土（① -2） 淤泥（② -1） 淤泥（② -2） ③
γ（kN/m3） 18.0 18.5 16.5 16.0 18.2
c（kPa） 8.0 16.0 8.0 7.0 10
φ（°） 10.0 12.0 6.8 6.5 10
1.岩土工程基坑支护分区设计。首先，结构设计前经过全面的地质勘察，该工程区域基坑开挖范围属于杂填土及淤泥和黏土、淤泥质黏土等工程地质，且工程场地地下水位属于下层微承压水及上层孔隙水，由于基坑开挖过程中存在弱透水层，因此该工程地质结构非常复杂，需在基坑支护设计时进行科学分区。因该工程项目的土层结构较为均匀，故基坑开挖深度与板底和承台底深度保持一致。如果深基坑周边承台较小，则深基坑开挖深度应与底板标高保持一致；如果深基坑承台较大，则深基坑开挖设计深度应与承台台底标高保持一致。最终经过科学论证，决定将三个不同结构分区的基坑开挖深度分别设计为7.70m、8.30m与9.05m。
2.岩土工程基坑支护结构设计。
2.1岩土工程基坑支护挡土体系设计。首先，针对结构分区一，岩土工程基坑支护体系设计深度为7.70m，并利用桩长和桩直径分别为700mm与22.4m的钻孔灌注桩进行深基坑支护设计，桩间距保持在900mm之间；其次，针对结构分区二，该岩土工程基坑深度设计为8.30m，采用直径和桩长分别为800mm与24m的钻孔灌注桩进行支护设计，桩间距保持在1000mm之内；另外，针对分区三结构，深基坑开挖设计深度须保持在9.05米左右，并利用直径和桩长分别为800mm及26m的钻孔灌注桩进行支护设计，桩间距要保持在1000mm之内，钻孔灌注桩的桩身混凝土实际强度保持在C25左右。
2.2岩土工程基坑支护体系设计。利用两道砼内支撑进行支护系统设计，支撑面的实际标高分别设计为-6.35m与-1.60m，利用混凝土强度为C30的现浇砼现场浇筑深基坑支撑结构。该工程项目的支撑界面实际尺寸主要分为900×900、800×800以及600×600三种，具体支撑平面布置及现场开挖设计示意图如下所示：
3.岩土工程基坑支护结构竖向布置设计。该岩土工程基坑结构竖向支撑布置的目的，是为了有效控制基坑结构中土体的变形及位移情况。与此同时，需对钻孔灌注桩的桩身弯矩值进行分析设计；为了确保挖掘机及运输车辆能够顺利通过，需保证两道支撑间的距离设计合理，同时便于基坑内部作业与换撑作业等。因此，结合这一设计思路，本设计方案共设计48根支撑柱，均利用冲孔灌注桩进行支护结构设计。
三、结语
综上所述，岩土工程深基坑支护技术在实际工程作业中发挥着重要作用，在此背景下，人们对岩土工程深基坑支护设计的质量要求越来越高。本文通过理论联系实际的研究方式，重点针对现阶段我国岩土工程基坑支护设计中存在的问题及具体解决措施进行论述，通过设计问题剖析，并结合具体工程地质情况进行结构设计改进与优化。实践结果表明，该建筑工程没有出现类似沉降及结构变形等问题，且相关参数值均控制在合理范围内，所以该设计方案经实践评估具有一定的可行性。
参考文献：
[1]黄铠城.基于岩土工程中的深基坑支护设计问题和对策探讨[J].建材与装饰，2016，17：144-145.
[2]石连礼.岩土工程深基坑支护技术研究[J].广东科技，2014，Z1：117-118.
[3]丁声敏，康爱群.岩土工程施工中深基坑支护问题探究[J].世界有色金属，2016，01：34-35.