试论深基坑支护体系优化设计及应用

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1、试论深基坑支护体系优化设计及应用：深基坑工程的设计是一项系统的、复杂的、涉及多门学科的综合工程，它的开挖支护是土木工程领域最为复杂的技术领域之一。论文首先介绍了深基坑支护体系优化设计的相关概述，分析了本基坑工程的特点和技术难点，并进行支护方案的计算和分析，为本基坑工程选择了合适的支护体系方案。　　关键词：深基坑支护设计应用　　　　深基坑支护工程系指开挖深度超过5米或设有地下建(构)筑物的基坑勘察、设计、基坑支护、地下水处理、基坑监测等。而且现在的深基坑也出现了如下特点：开挖越来越深，地质条件越来越复杂，周

2、边环境越来越复杂，围护基坑方法多，事故多，安全隐患比较大等。如何在保证安全稳定的前提下，设计最经济的方案，如何吸取失败的教训、总结成功的经验，指导今后的设计与施工，都是值得工程人员深入研究的问题。　　1常用深坑支护技术方法对比　　1）钢板桩支户。钢板桩支护过程主要由钳口和锁口的热扎型钢制成，通过对钢板桩之间进行连接操作产生钢板墙。按照这样的应用可以很好的挡水和挡土，当前情况下钢板桩采取的截面形式主要由Z形、U形、直腹板形构成，钢板桩主要因为工艺比较简单因此得到广泛的应用。　　2）深层搅拌水泥桩支护。深层搅

3、拌水泥桩主要是采取水泥作为固化剂，通过机械搅拌的方式，把软土剂和固化剂进行搅拌，同时促使固化剂和软土剂之间产生良好的物理反应和化学反应。最终形成一堵水泥墙，具有水稳定性、整体性、一定强度性特点。其可以很好的作为支护结构。　　3）排桩支护。排桩支护主要是柱列式间隔布置钢筋混泥土挖孔，钻孔灌注桩作为挡土结构的重要形式。桩列式间隔主要在桩和桩之间进行布置，保证桩和桩之间形成一定的联系，各桩之间的联系主要依靠桩截面，通过钢筋混凝土胶管，形成一个完成的结构。　　地下连续墙：地下连续墙具有整体刚性大的显著特点，同时具

4、有很好的防水和防渗效果。针对一些地下水位的沙土和软沾土条件的复杂施工环境比较有效。同时深坑施工过程中需要把墙插入很深的地层，因此国内外地下施工中得到广泛的应用。　　土钉墙支护：土钉墙支护在边坡稳定和土体开挖过程中发挥关键性作用，其最为一种有效的挡土技术，具有可靠、经济、施工快速等显著特点。当前此技术已经在我国得到广泛的应用。钉主要拥有加固现场原位土体，依靠土与土之间的粘合力和摩擦力进行控制，如果土地发生变形的情况下可以进行有效的控制。　　土层锚杆支护：土层锚杆也可以看成是土锚杆，主要是在深开挖和地面开挖的

5、地下室形成基层力臂土层，满足一定的设计深度之后再进行坑的端部处理，从而形成柱状后者其他形状。具体实施过程中可以在孔内方式钢筋，灌入水泥，保证其能够和土泥形成一定的拉力，可以有效的控制建筑物的变形，同时又可以节省钢材。　　锚喷X支护：锚喷X支护是深坑支护过程中采取方式比较多的一种，它可以通过喷射锚杆、混泥土、钢筋X等模式进行联合保护，可以看成是当前比较先进的防护方法。在大跨度加固工程和岩土质高边坡工程，特别是地质环境比较恶化的情况下应用广泛，从国内外的应用情况看，产生了良好的效果。喷锚X保护可以弥补岩土体强

6、度不足的问题，保证岩土体自身结构强度的潜力得到充分发挥，保证整个坡面形成一个完整的整体。　　2基坑支护方案选择的原则、依据和方法　　2.1支护方案选择的原则和依据　　根据中华人民共和国行业标准《建筑基坑支护技术规范》(JGJ120-99)的规定，基坑支护结构设计应采用以分项系数表示的极限状态设计方法进行设计。基坑支护结构的极限状态，分为以下两类:　　一是承载能力极限状态。这种极限状态，对应于支护结构达到最大承载能力或土体失稳、过大变形导致支护结构或基坑周边环境破坏。这种状态表现为任何原因引起的基坑侧壁破坏

7、。一般情况下，支护结构上的作用效应和结构抗力，应符合下式要求：　　R—S≥0　　式中S-结构的作用效应；R-结构的抗力。　　按照《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)1501，支护结构的荷载效应包括下列各项:　　(1)土压力;(2)水压力，包括:静水压力、渗流水压力及承压水压力;(3)基坑开挖影响范围以内建(构)筑物荷载、地面超载、施工荷载及邻近场地施工的作用影响;(4)温度变化(包括冻胀)所产生的影响;(5)临水支护结构尚应考虑波浪作用和水流退落时的渗透力;(6)作为永久结构使用时尚应按有

8、关规范考虑相关荷载作用。　　二是正常使用极限状态。这种极限状态，对应于支护结构的变形己妨碍地下结构施工，或影响基坑周边环境的正常使用功能。这种状态主要表现为支护结构的变形影响地下室边墙施工及基坑周边环境的正常使用，支护结构的变形和裂缝应符合下式要求：　　Sd≤C　　式中:Sd—变形、裂缝等荷载效应的设计值;C一设计对变形、裂缝等规定的相应限值。　　在基坑支护结构设计计算时均应采用承载能力极限状态，对于基坑安全等级为一级且对变形