论基坑支护方案优化研究及其应用
发表时间：2019-09-02T11:12:03.087Z 来源：《基层建设》2019年第16期 作者： 林佳丹
[导读] 摘要：从当前工程建设的发展状况来看，不论是城市高层建筑还是现代化公路桥梁，都逐渐呈现出一种朝着更高、更深的发展趋势，地下空间的开发利用已经成为当今世界性发展趋势，并成为衡量城市现代化的重要标志。 广州华晖交通技术有限公司 广东广州 510000
摘要：从当前工程建设的发展状况来看，不论是城市高层建筑还是现代化公路桥梁，都逐渐呈现出一种朝着更高、更深的发展趋势，地下空间的开发利用已经成为当今世界性发展趋势，并成为衡量城市现代化的重要标志。基坑开挖作为工程施工的重点和难点，关系到施工作业的安全、对周围工程和环境的影响等等方面，这就不得不考虑到深基坑支护设计方面的工作了。通过基坑开挖支护方案的优选，选择运用适合工程最佳的设计方案，采用先进的施工技术，做到基坑开挖的稳定、安全、经济合理。 关键词：基坑；支护方案；优化研究及其应用
前言：从理论方面来看，基坑支护工程与综合性岩土工程方面具有密切联系，它不仅涉及典型的强度和土力学稳定性问题，而且变形问题也有一定的涉猎。同时在这其中还有很多技术专业性问题，而且还涉及到维护结构和土壤等一系列互相协同的问题。在深基坑支护设计过程中，需在详细进行地形、地质勘察，综合分析周围环境等因素后，合理选择经济、可操作性强的基坑支护体系，并对基坑支护结构的施工及质量控制提出建议和要求。 1.基坑支护工程的发展概述 1.1基坑支护方法的发展现状
基坑支护是为保证地下结构施工及基坑周边环境的安全，对基坑侧壁及周边环境采用的支挡基坑支护、加固与保护措施。基坑支护在我国进行广泛利用始于上世纪70年代末改革开放期间，特别到了大部分城市都进入旧城改造阶段，进一步促进了基坑开挖技术的研究和发展。基坑工程的发展往往是一种新的围护形式的出现带动新的分析方法的产生。最初阶段开挖深度一般在10米范围内，采用排桩、板桩等刚度小的结构。随着开挖深度的增大、计算机技术的发展及对环境保护的需求，基坑开挖的数值分析手段、预测基坑变形、围护结构及支撑系统的设计及施工都有了飞跃性的发展。 1.2基坑支护方法的种类
基坑的支护方法中较为常用的有板桩式、柱列式、地下连续墙、土钉墙及SMW工法等。板桩式支护施工方法有钢板桩、钢管桩、钢筋混凝土板桩及主桩横挡板，由于打桩时噪音较大，应远离居民区施工。柱列式支护施工方法有钻孔灌注桩及挖孔灌注桩，施工噪音小，适用于城区施工。地下连续墙施工振动小，墙体刚度大，整体性好，适用于密集建筑群中建造深基坑支护及进行逆作法施工。土钉支护是用于土体开挖和边坡稳定的一种挡土技术，增加边坡的稳定性，使基坑开挖后坡面保持稳定。 1.3基坑工程的特点
基坑工程具有以下特点：一是基坑工程具有很强的区域性和实践性。由于岩土性质的区域性，基坑开挖要因地制宜，具体问题具体分析，不能照本宣科一概而论。二是基坑工程具有很强的综合性，它是岩土工程、结构工程及多种复杂因素相互影响的系统工程，且涉及土体的渗流与固结，往往需要综合考虑处理。三是基坑工程具有很强的个性，它与相邻的建筑物、构筑物及市政地下管线的位置、重要性及周边场地的条件息息相关。四是由于土体的蠕变性和三维空间形状，使得基坑工程具有很强的时空效应，基坑的深度和平面形状，对基坑的稳定性和变形有较大影响。五是基坑工程具有很高的质量要求，由于在基坑工程中，部分支护结构作为主体结构一部分而成为永久性结构，它质量的好坏直接影响到上部结构，故而基坑工程的质量要求高。六是基坑工程具有较高的事故率及较紧工期，施工过程中降雨及开挖土体暴露时间长都对结构的稳定产生不利的影响。七是基坑工程具有很强的环境效应和不确定性，基坑开挖时引起周围地基中地下水位的变化和应力场的改变，导致周围地基土体的变形。土体内部物质成为、结构构造、物理力学性质及环境、荷载条件等使得任一点土性具有较大的变异性，其所能提供的土抗力系数、抗剪强度指标存在较大的离散性。 1.4基坑工程存在的问题
2.深基坑支护方案优选方法研究概述 2.1深基坑支护方案优选方法的发展现状
深基坑支护工程作为一个系统工程，支护方案受众多因素影响，如何科学的确定最优方案是优选决策的迫切需求。深基坑工程方案优选是一个复杂的多目标决策问题，在深基坑支护方案的选择过程中，为了确保最终所选的方案能满足安全可行、经济合理、保护环境、施工难以程度等多个目标，需要通过理论与实践进行综合分析，对多个方案进行科学的研判和论证，甚至邀请资深专家进行综合评审，才可以进行选择，做出决断。
其中之一是经验性评估，也就是定性评估指标，即依靠行业所获得的实践经验和专家学者的意见来确定。还有许多专家和学者认为基坑工程的选择应该基于具体的计划，根据经验表明，在进行选择深基坑工程支护相应的方案时候，大体方案的内容及其顺序一般情况下不会有大的变化。例如在选择深基坑工程支护结构时，必须充分考虑周围环境等实际情况，根据类型表确定相应的支护方案，这样才可以更好的完成工作。
另一种是一项比较综合的方法，它具体就是把定量计算和定性分析这两种目前比较客观科学的计算分析方法进行结合。这种方法在在进行对深基坑支护方案进行优化时，或者是在其它方面进行决断时，往往会达到意想不到的效果。层次分析法作为系统工程中对非定量事件的一种评价分析办法，首先将复杂问题层次化，根据问题和要达到的目标，将问题分解为不同的组成因素，并按照因素间的相互关联以及隶属关系将因素按不同侧鞥次聚集组合，形成一个多层次的分析结构模型。这些因素是相互影响和相互制约的，这是一个更深层次的目标。这种方法可以全面、清晰、有效、简洁地评判有众多因素制约的复杂系统，该方法已经在水文地质、地下工程围岩稳定性评价等方面得到广泛利用，均收到了满意的效果。 2.2问题的提出
当使用定性方法选择基坑支护方案时，它们通常具有主观意见。很多专家学者长期从事该领域的研究工作，他们各有各自的见解，他们的观点各有合理的一面，也存在着各自的片面性。有些专家推荐使用土钉墙支撑结构，而有专家则强调尽可能选择桩墙支撑。这些总体来说都是主观因素的干扰，所以这也将导致最终确定的支护方案不一定是最优的。在实际操作过程中其实主要还是要通过进行定量
计算，然后根据计算出的结果对其进行一定的定性分析。通过分析结果可以确定研究方向，然后对已知的方向设计研究方案。这种方法使用程度最高，同时取得的效果也是十分突出的，所以也可以说是最为实用的。在很多时候进行层次优选法选择基坑支护方案的过程中，很多时候其实工作人员虽然可能选择的方案有所不同，但大体情况下其所具有的基本方法都是差不多的。如果有一定的区别的话，其实这些对于整体情况来说并没有受到任何影响。但是由于在某些情况下可能模型系列，重量值处理，评价指标和评价矩阵等可能会出现一些较小的问题，虽然可能对整体并没有太大影响，但是为了整体的可靠性，还是需要对其进行细致的调查。支护体系的选用原则是安全、经济、方便施工，选用支护体系一定要因地制宜。不仅要保证支护体系本身的安全性，保证基坑开挖和地下结构施工的顺利，而且要保证临近建筑物和市政设施的安全和正常使用。一个优秀的支护体系设计，要做到因地制宜，根据基坑工程周围建筑物对支护体系的影响因素，采用层次分析法，选用合适的支护型式，进行支护结构体系设计
结语：通过上面的讨论，我们已经进行了深入的研究和讨论的深基坑工程支护方案的优化工作，主要得出以下结论：在进行基坑支护工作时，一定要顾及到周围环境的影响，采用定性和定量分析相结合，制定合理的设计与施工方案。所以如果想要更好的实现可持续发展目标，在进行选择时一定要根据理论与实践总结出的经验采用层次分析法进行分析论证选择，这样才可以得到保证深基坑支护工程的发展。
参考文献：
[1]潘少华.深基坑支护方案优化及其应力应变分析[J].水电能源科学，2013. [2]宋争平.浅谈对基坑支护技术的现状及发展的探讨[J].科技创新与应用，2014.
