摘要:深基坑支護工程設計技術是建筑工程施工中一個較為普遍的技術難題，也是工程技術人員所關心的熱點技術問題。本文筆者主要從深基坑支護結構類型、設計計算方法、動態的設計、信息化施工以及深基坑工程發展方向進行的一些探討。
　　關鍵詞:深基坑工程；支護技術；支護工程；結構類型
　　
　　0前言
　　近些年來，我國城市建設的步伐不斷加快,高層建筑猶如雨后春筍,并且建筑高度越來越高。同時，根據構造及使用要求,基礎埋深也隨之不斷增加,這樣就出現了大量的深基坑工程。且城市基坑工程往往處于房屋和生命線工程的密集地區,很多情況下不允許采用比較經濟的放坡開挖,而需要在人工支護條件下進行基坑開挖。為了保證基坑周圍的建筑物,地下管線,道路等的安全,應大力研究深基坑支護技術，以下將是筆者結合多年的工作經驗，對深基坑支護技術進行的一些探討。
　　1深基坑支護工程的結構類型
　　1.1鋼板樁支護
　　鋼板樁主要應用于高層建筑深基坑的支護,這種施工技術比較簡單,并且資金投入也比較少。在上海軟土地區以前應用得相對多些,但由于鋼板樁本身柔性較大,如果支撐或錨拉系統設置不得當,可能會導致其變形。因此，對基坑支護深度達7m以上軟土地層,基坑支護不宜使用鋼板樁支護,除非設置多層支撐或錨拉桿,但應考慮到地下室施工結束后鋼板樁拔除時對周圍地基和地表變形的影響。
　　1.2地下連續墻
　　地下連續墻是在泥槳護壁的條件下分槽段構筑的鋼筋混凝土墻體,地下連續墻最早于1950年開始應用于巴黎和米蘭市的地下建筑工程,我國在20世紀60年代初開始應用于水壩的防滲墻,后來國內將地下連續墻用于城市深基坑的圍護結構最早是廣州白天鵝賓館,現在全國各地已用得比較普遍,如地下連續墻的施工深度國內已有超過80m,厚度達1.4m。由于地下連續墻具有整體剛度大和防滲性好,適用于地下水位以下的軟粘土和砂土多種地層條件和復雜的施工環境,尤其是基坑底面以下有深層軟土需將墻體插入很深的情況,因此,在國內外的地下工程中得到廣泛應用,并且隨著技術的發展和施工方法及機械的改進,地下連續墻發展到既是基坑施工時的擋墻圍護結構,又能作為擬建主體結構的側墻。也可采用逆作法施工減少對環境和地面交通的影響。
　　1.3柱列式灌注樁排樁支護
　　柱列式間隔布置包括:樁與樁之間有一定的凈距的疏排布置形式和樁與樁相切的密排布置形式。為降低工程造價和施工方便,柱列式灌注樁作為擋土圍護結構有很好的剛度,但各樁之間,必須在樁頂澆筑較大截面的鋼筋混凝土帽梁加以可靠連結。為防止地下水并夾帶土體顆粒從樁間空隙流入坑內,應同時在樁間或樁背采用高壓注漿,設置深層攪拌樁,旋噴樁等措施,或在樁后專門構筑防水帷幕。灌注樁施工時無振動,對周圍鄰近建筑物,道路和地下管線影響危害比較少。
　　1.4內支撐和錨桿
　　作為基坑圍護結構墻體的支承,內支撐(水平橫撐,角撐,斜撐等)和錨桿(斜錨桿、錨定板拉桿等)的作用對保證基坑穩定和控制周圍地層變形極為重要。目前支護結構的內支撐,常用的有鋼結構支撐和鋼筋混凝土結構支撐兩類,鋼結構支撐多用圓鋼管和大規格的型鋼。為減少擋墻的變形,用鋼結構支撐時可用液壓千斤頂施加預應力。鋼筋混凝土支撐是近幾年在上海地區等深基坑施工中發展起來的一種支撐形式,它多用土模或模板隨著挖土逐層現澆,截面尺寸和配筋根據支撐布置和桿件內力大小而定,它剛度大,變形小,能有力的控制擋墻變形和周圍地面的變形,宜用于較深基坑或周圍環境要求較高的地區。
　　1.5土釘墻支護
　　土釘墻圍護結構是邊開挖基坑,邊在土坡面上鋪設鋼筋網,并通過噴射混凝土形成混凝土面板,從而形成加筋土重力式擋墻起到擋土作用。適用于地下水位以上或人工降水后的粘性土,粉土,雜填土,不適用淤泥質及地下水位下且未經降水處理的土層。
　　1.6深層攪拌水泥土樁支護
　　深層攪拌水泥土樁是用特制的進入土深層的深層攪拌機將噴出的水泥漿固化劑與地基土進行原位強制拌合制成水泥土樁,相互搭接,硬化后即形成具有一定強度的壁狀擋墻既可擋土又可形成隔水帷幕,對于平面呈任何形狀,開挖深度不很深的基坑,皆可用作支護結構,比較經濟。上海,江蘇,浙江,福建等地的許多工程都用了深層攪拌水泥土樁支護。
　　1.7施噴樁帷幕墻支護
　　它是鉆孔后將鉆桿從地基土深處逐漸上提,同時利用插入鉆桿端部的旋轉噴嘴,將水泥漿固化劑噴入地基土中形成水泥土樁,樁體相連形成帷幕墻。
　　2支護結構計算方法
　　現有的基坑支護結構的內力變形計算的方法很多,如靜力平衡法,等值梁法,連續介質有限元法以及彈性地基干系有限元法等等。靜力平衡法是最常用的方法,其要點是選擇一定的入土深度以滿足整體穩定,搞隆起和抗滲要求的前提下用經典土力學理論計算主動土壓力和被動土壓力,然后對重力式剛性擋墻驗算其抗傾覆,抗滑移穩定性,安全系數沿用設計規范中對普通擋土墻的規定;或者計算柔性擋墻的內力,對墻身和支錨結構進行設計。這種方法對于普通擋土墻或開挖深度不深的鋼板樁是比較成熟的。但對深基坑,特別是軟土中的深基坑支護結構設計就難以考慮更為復雜的條件和難以分析支護結構的整體性狀。等值梁法把圍護結構簡化成兩根梁進行計算,雖然不能準確計算圍護結構的位移,是典型的強度控制設計方法,但由于其計算簡單,在單支撐的基坑工程中仍然用到這一方法,隨著計算簡單,在單支撐的基坑工程中仍然用到這一方法,隨著計算機的普及,有限元兼有廣泛通用性和靈活性,可模擬復雜的施工過程,成為一種很有前途的基坑設計計算方法,但目前連續介質有限元法由于土的結構關系尚在發展中,缺乏真實反映土的應力應變關系的結構模型,以及計算參數難以準確確定,也不能準確計算出支護結構及土體的位移,目前還沒有得到廣泛的應用。桿系有限元法作為一種計算方法具有概念清晰,計算簡單,計算參數較少,受到基坑工程設計人員的親瞇。但現有的桿系有限元法的計算參數的取值因為眾多復雜因素的影響尚沒有較好的計算方法,取值多憑設計者本人的經驗,因而計算結果與實際差別較大,計算結果不穩定且精度很低,不能滿足對變形要求嚴格的,大型復雜的基坑工程的設計要求。總之,現有的基坑工程設計方法均是從保護基坑工程的穩定出發,屬于強度控制設計范疇。
　　3動態設計和信息化施工
　　深基坑工程是土體與圍護結構體系相互作用的一個動態變化的復雜系統,僅依靠理論分析和經驗估計是難以把握在復雜的開挖和降雨等條件下基坑支護結構和土體的變形破壞,也難以完成可靠而經濟的基坑設計,因為這里存在著許多不確定因素,通過施工時對整個基坑工程系統的監測,可以了解其變化的態勢,利用監測信息的反饋分析,就能較好地預測系統的變化趨勢。當出現險情預兆時,可做出預警,及時采取措施,保證施工和環境的安全;當安全儲備過大時,可及時修改設計,削減圍護措施,通過反分析,可修改設計模型,調整計算參數,總結經驗,提高設計與施工水平。
　　4深基坑支護技術發展方向
　　20世紀90年代以來,基坑工程的設計和施工技術日益進步,不斷出現了多種符合我國國情的實用的基坑支護方法,而且使得基坑工程的設計理論,計算方法得到不斷改進,施工工藝取得長足的進步。目前,各地基本建設中的各類建筑朝著高,大,深,重等方面的發展勢頭仍方興未艾,可以預料,基坑開挖與支護技術的各個方面均將繼續得到全面而深入的應用和推廣,今后深基坑設計施工技術將可能會有如下發展:
　　（1）根據基坑施工發展需要及我國綜合經濟水平的提高,將繼續充實深基坑開挖,支護的施工隊伍素質及裝備,引進國外新技術,增加技術手段。
　　（2）大力促進與推廣動態設計和信息化施工技術,使之在開挖支護工程設計中成為設計指導思想的基調,用在變更改革巖土工程的總體設計構思。
　　（3）深基坑開挖與支護問題對經典土力學理論提出新的挑戰,需要深入研究。
　　
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