分析深基坑支护结构设计理论及工程应用
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作者: 杜春
摘要：在深基坑支护外形结果设计中，最重要的设计内容便是支护结构类型设计。随着深基坑支护理论不断发展，该护工技术得到发展，提高了工程进度。但是，施工选用的主要是传统人工控制的方法，该方法智能化和科学化水平不高。本文主要介绍了深基坑支护结构的特点和类型，并且结合实际工程案例深入分析。
关键字：深基坑支护结构；设计理论；工程应用
一、深基坑支护结构设计理论
极限平衡法是建立理论基础之上，主要采用库仑和朗肯理论指导施工，具有扎实的理论支撑。然而，在该理论基础下计算出的结果差异性比较大，使得工程计算需要反复进行。根据地基加固理论，将一座建筑物看作是承载体，承载体达到极限时，滑动的地面会因为直线型力度的影响，形成直线型的滑动结果。在朗肯理论要求下，应力点状态保持着在水皮基础之上。从实践中发现朗肾理沦，它实际上也是一种地面活动理论。相对地基而言，它的直线活动限时值更大，承载力相对变小。使用曲线滑动面理论更加符合施工需求。在朗肯理论指引下，施工中出现的主动士压力相对变大，相对应的被动土压力变小，这主要是因为被动土压力在横截面积上，受到了摩擦力影响，摩擦力越大数值越高。这是经典土力学理论的体现，通过压强之间的转动，使得柔性挡墙内力提高。从墙体和整体水平上看，它的设计结构比较简单，这样方法在钢板桩挖土使用中比较普遍，而且技术水平也比较高。支护结构设计将理论和实践结合在一起，发挥出整体性状效果。墙体不容易被压，结构内力通过位移的形式将受力均衡掉，不论是坑内还是坑外受力，都得到明显的提高。
二、解析深基坑支护的特点和类型
随着施工水平不断提高，目前工程使用到两大类型的护型体系，分别为加固型。支挡型是人们熟悉的支护类型，它由挡土支护开挖和放坡开挖两大部分组成。
（一）放坡开挖
施工中常常选用放坡开挖方式，方法是最经济实用的方法之一，在最短时间内支架其支护，保障了工程顺利开展。每当施工条件不具备时，可以采用该方式。它能够将可塑性粘土和硬质的粘土结合在一起，使得工程具有足够放坡条件，坡度要保持在3-6m，这样开挖时才能稳定坡度，提高开挖速度。
（二）支护开挖
为了保障基坑周围建筑物不受施工影响，为了保障市政工程安全施工，在缺水的施工条件下，需要使用到截水结构和挡士结构来应对施工问题。这样结构支撑起的建筑物，它具有一定的强度，只要在设备末端设计两个护体体系，再进行开挖，周围的建筑物不会受到干扰，安全施工质量也会被提高。众所周知，不合理的开挖方式，将直接影响主体结果的构建和准确位置，使得桩基位置发生改变，支撑结构面积变大，导致支撑体系因为负压过大出现崩溃。当前，工程使用到几种类型的挡土支护，地下连续墙、排桩、钢板桩支护、水泥土墙支护、钉墙以及逆作拱墙等等。
（三）加固型
加固型主要分为几种类别，有注浆加固法、搅拌加固法、插筋补强法、水泥喷粉加固法等等，这些方法各自存在优缺点，是比较经济实用的方法。施工中要根据具体的施工环境和施工类型，选择合适的加固法。加固法主要考虑到地质类型，如果地质条件差的工地，加固方法在其中起到主导作用，加固要考虑到施工场地环境、外荷载状况、工程地质等等。
三、工程应用实例
（一）施工实际情况
工程地质结构类型，该项目工程地下层为两层，基坑深度为8m，基坑宽度为10lm，四周的边长为324m，基地总体面积为30700m2，东西长度是284m。项目工程的具体情况已经明确，开始进入施工环节。残积层和填土环节需要人工手动进行施工，工程质量和效益相对低下。该工程主要包含淤泥层的填土，埋深深度规定1米到3米之间，淤泥层的含水量比较高，需要抽取出部分水量保障埋土深度和质量；杂填土层，该层厚度为1～3m，需要松散的土质进行埋深，含水量也比较高，适当降低含水量；中砂和细砂层，该层面的厚度要保障在2～13m内，深度为3―7m，同样适用松土进行埋深，工程含水量也比较高；最后一层为骈粉质粘土层，它的厚度比较深，主要为7～1lm，它的深度为4―13m，上部可以进行重塑，下部硬度会强一些。
（二）基岩部分
基岩主要使用的材料为溶解性质强的石脉粉质泥岩，它主要分为几种类型的岩质。一些在强风化带中的岩质，它们主要呈现出土质的状态，岩体表面比较碎，只要两个相互接触的物质便可以将其击碎，而且它的厚度也比较薄，一般为5～12m之内，岩层便面因为具有易碎的性质，因此，它的厚度要保障在18―25m内，这样才使得施工顺利进行。一些中风化带的岩质，它们的岩层结构比较强，裂缝比较少，因为它的硬度大，因此使用到的厚度会比较薄，一般为1.5～7.5m范围内即可。岩层的横截面要保持在20―32m之内，需要强调的是它的单轴抗压力度要大，平均保持在5MPa内。这样深厚的土层便可以进行施工，然而实际施工中，这样土层厚度比较难找，而且，施工难度也比较大。因此，岩质的质量要得到保护。
（三）支撑体系方案初选
众所周知，深基坑工程时常使用钢筋混凝土来做支撑，该支撑体系效果非常明显。它的特点表现为：使用钢筋混凝土。支撑的建筑物，建筑物的外形和刚度得到保障，基本特征体现出来。而且，使用钢筋混凝土当做支撑物，更好的缩短工期，提高工程效益，使得挖运速度快速提高。这样的支撑能够将工程质量，工程进度提升，人们根据工程需求，精准的把握角撑梁截面大小、八字撑均大小、联系梁等等。从多种钢筋类型比较之下，钢筋支撑效果最为明显，它具有缩短工程特点。因此，在施工中要首要考虑到钢筋支撑水平。选择方案，如果深度不够深，应该要用支架进行支撑，水平位移不要超过支护墙体界线。因此，选用支撑形式时，它的支撑类型支撑形式要明确。而且施工的下水位需要考虑止水应对方案，加入一道止水帷幕，防止工程施工中出现渗漏现象。
结束语
施工中常常出现不规则的基坑，应对不规则基坑的最好方式是使用钢筋混凝土来做支撑。通常施工中主要用到第一道支撑，为了提高施工质量，为了促进施工水平提高，可以再使用另一道支撑体系。在诸多选择方案下，选择合适工程发展的方案，该方案主要将经济、技术、安全等因素考虑在内，综合了方案优势之后，才确定最终的选择。
参考文献
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[2]龚岳崔.深基坑支护结构设计与施工[J].中外建筑，2009年12期
[3]陈卫.深基坑支护结构设计的新思路及实用软件[J].施工技术，2002年4期
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