湛江市规划勘测设计院
摘要：深基坑支护是建筑工程建设中的一项重要工作，支护结构质量的好坏对工程施工安全及施工进度及质量均有有直接影响。所以，为了从根本上确保支护结构的科学性和稳定性，根据工程实际情况，采取科学、有效的计算方法非常重要。本文主要从实际工程出发，详细探讨深基坑支护结构的实用计算方法及应用，以期为日后此方面工作的顺利开展提供参考。
关键词：深基坑支护结构；计算方法；应用
在深基坑支护结构施工中，计算方法的选择直接关系着施工质量。从以往施工经验中我们发现，在同一施工工程中，由于受到施工环境的限制，使得基坑支护方式存在多样性，即使设计人员选择同一种支护方式，在计算方法与计算过程存在差异的前提下，其结果也不尽相同。由此可见，深基坑支护结构的实用计算方法是工程施工中的关键所在，需要施工单位对其给予高度重视。
一、工程实例
某写字楼位于湛江市商业中心，建筑结构主要包括主楼部分和裙房部分，其中，主楼部分为地上24层，裙房部分为地下3层。主楼基坑开挖深度达15m，为了满足工程基坑支护根本需求，设计人员在对支护方式进行选择时，主要以钢筋混凝土地下连续墙+内支撑支护为主。这是一种组合支护方式，根据工程建设需求，钢筋混凝土地下连续墙厚度为90mm，深度为30m；支撑结构采用现浇钢筋混凝土结构，支撑最大间距和长度分别为10m和40m。
二、支护方案选择
1、方案初选
通过对工程具体施工情况和需求的分析，设计人员对支护方案的选择主要采取了钢筋混凝土内支撑的方式，共设置两道支撑。但是，由于本工程施工环境特殊，加上这种支护方案会导致桩内力与变形较大，所以，出于对支护强度的考虑，设计人员在原有两道支撑的基础上，又在支护结构内部增设了三道支撑。
2、方案优化
综合考虑本工程的施工环境的复杂程度和深基坑开挖深度之后，为了切实提高深基坑支护的安全性能，设计人员决定第一道支撑采用钢结构，这样一来，不仅可以保证支护结构的整体性能，而且操作方便，有利于施工作业的顺利开展。钢结构对撑梁截面为2?610×12，连系梁及八字撑均为单根工字钢I25b。第二、三道混凝土支撑的对撑梁及角撑梁截面为500mm×700mm，连系梁及八字撑均为400mm×600mm，第三钢筋混凝土支撑的对撑梁及角撑梁截面为600mm×800mm，内支撑连系梁及八字撑均为400mm×600mm。方案优化之后，可以大幅度提高支护结构整体的科学性和稳定性，有利于工程整体质量的提升。
三、基坑支护设计原则与计算方法
1、基坑支护设计原则
在开展深基坑支护设计过程中，为了确保基坑支护效果满足需求，工程设计单位需要使基坑支护满足以下要求：（1）满足承载能力的极限状态。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆为了增强深基坑支护强度，工作人员需要对土体稳定性进行准确计算，同时要计算锚杆支撑时的承载力以及基坑支护结构整体的受剪、受拉和受压等承载力。（2）本工程的基坑支护主要以钢筋混凝土为主材料，所以，设计中要对各个构件的变形参数进行计算，对钢筋混凝土的裂缝宽度和抗裂度也要有一定的了解。（3）基坑支护设计要满足环保原则。随着我国建筑行业的飞速发展，基坑支护结构设计目标也由最初的强度控制逐步转为变形控制。采取有效的措施防止基坑支护变形，一方面可以提高工程施工的整体质量，另一方面则可以通过结构性能的提升，减少对施工环境的影响。（4）施工区域中的地形、地质环境以及施工材料质量都会对基坑支护结构的质量造成影响，因此在设计过程中，要对上述要素进行综合考虑。只有确保基坑支护设计满足上述几项要求，才能够切实提高基坑支护强度，为工程质量的提升提供保障。
2、基坑支护计算方法与应用
就目前基坑支护的计算方法来看，大致包括以下几种：（1）极限平衡法。所谓极限平衡法，主要指的是根据作用于岩土体中潜在破坏面上块体沿破坏面的抗剪力与该块体沿破坏面的剪切力之比，求该块体的稳定性系数，此方法的核心主要集中在力的平衡上，是在经典理论基础上建立起来的，主要以朗肯和库仑理论为依据的一种计算方法。极限平衡法的应用主要以经典的土力理论为依据，对被动土压力和主动土压力进行计算。该方法主要应用于一些相对简单且深度不深的的钢板桩应力计算。但如果工程开挖深度较深，或者施工土质属软土层，那么这种计算方法所呈现出的问题还是较多的，对一些更复杂的条件考虑不到位，很难从整体入手进行支护结构设计。通过以往极限平衡法的使用效果来看，计算结果与实际应力之间，会有一定程度的误差，但此误差多在允许范围内。（2）弹性抗力法。弹性抗力法的重点主要在于对挡墙位移的要求进行控制，在这种情况下，挡墙内侧所呈现出的状态不可能是完全的被动状态，仍有一定的弹性抗力。所以，从某种意义上来说，弹性抗力法是普通基坑支护方法的优化与升级，可以将基坑支护设计中出现的部分问题有效解决。但是，由于受到施工条件和施工环境的限制，从而使得弹性抗力法在工程实际应用中仍存在一些有待完善的地方。在基坑支护结构的计算中，通常采用m法计算基床系数，而基床系数的选择则是计算结果与实际是否相符的关键。（3）有限元和数值分析法。随着计算机技术和网络技术的飞速发展，应用于基坑支护中的技术也越来越先进，有限元和数值分析法就是以计算机技术为依托的一种计算方法，主要是利用计算机技术对基坑受力点进行模仿，然后在此基础上开展各类复杂的运算。在计算过程中，支护结构和土体的计算是分开进行的，将其分为有限单位进行计算，这样做的目的一方面是为了将土体和支护结构之间的相互作用最大限度发挥出来，另一方面是为了将基坑隆起量及地表沉降量等数值计算出来。由于此方面融入了先进的计算机技术，所以使得基坑的动态模拟工作得到了顺利实现。此外，施工人员可以根据工程施工情况对基坑的支护结构进行合理分析，以此来预测基坑支护在实际施工中的具体情况，并以此为依据做好相应的施工方案，保证施工作业顺利进行。上文提到，在深基坑支护施工中，实用计算方法是工程施工中的关键所在。所以，施工单位需要结合工程建设的实际情况和需求，选择最佳的计算方法，以此来保证基坑支护强度。
结语：
本文主要从实际工程出发，详细探讨深基坑支护结构的实用计算方法及应用，以期为日后此方面工作的顺利开展提供参考。综上所述，深基坑支护是一项全面而又系统的工作，不仅涉及了工程地质学、结构力学、土力学等多门学科，而且工程施工的影响因素较多，例如天气、环境、施工工艺和施工技术等。所以，为了切实提高深基坑支护质量，施工单位需要以工程建设需求为依据，从整体出发，协调局部与整体的关系。随着科学技术的飞速发展，在未来的时间里，施工单位需要选择科学的计算方法，采用最佳支撑方式，确保深基坑支护结构安全、可靠。
参考文献：
[1]曾宣源.分析深基坑支护结构的实用计算方法及其应用[J].低碳世界,2016(35).
[2]罗战友,桑军林,邹宝平.复杂环境下深基坑支护优化设计[J].科技通报,2017(03).
[3]林孟洁,刘孟良.深基坑支护结构的实用计算方法及其应用[J].建筑技术,2014(07).
论文作者:蔡长光
论文发表刊物:《防护工程》2017年第5期
论文发表时间:2017/7/11
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