浅析深基坑支护工程技术
关键词：深基坑支护,支护结构类型
1.深基坑支护结构类型
1.1悬臂式支护结构
没有加其他支撑，只靠嵌入基坑底下一定深度的岩土体平衡上部土体的主动土压力。有排桩和地下连续墙结构。对于该支护结构，其嵌入深度相当重要。因为基坑底以上部分是悬臂状态，没有任何支点的作用，桩顶位移及构件弯矩值比较大，对支护结构构件要求比较高。所以，这种支护结构形式主要用于土质条件较好、基坑深度不大及对基坑水平位移要求不很严格的基坑。在软土场地中不宜大于5m。
1.2内支撑结构
挡土结构和内支撑系统组成的内支撑结构形式。挡土结构主要承受基坑开挖所产生的土压力和水压力，一般采用排桩和地下连续墙结构。内支撑为挡土结构的稳定提供足够的支撑力，直接平衡两端围护结构上所承受的侧压力，常用的有钢支撑和钢筋混凝土支撑。内支撑结构形式主要用于市政工程施工。
1.3拉锚式支护结构
挡土结构和外拉系统组成的拉锚式支护结构形式。外拉结构可分地面拉锚支护结构和锚杆(索)支护结构。地面拉锚支护结构由挡土结构、拉杆(索)和锚固体组成。常用于深度及规模不大的基坑。锚杆(索)支护是由挡土结构及锚固于基坑滑动面以外的稳定土体的锚杆(索)组成。一般用于规模较大的深基坑。邻近有建筑物或重要管线面不允许有较大变形的基坑。锚杆(索)支护结构特别对现场较窄，无工作面环境情况下被大量采用。
1.4土钉墙支护结构
土钉墙支护结构它是在原位土中设置密集的土钉，并在土边坡表面构筑钢丝网喷射混凝土面层，通过土钉、面层和原位土体三者的共同作用而支护边坡或边壁。土钉墙体同时也构成了一个就地加固的类似重力式挡土结构。与已有的各种支护方法相比，它具有施工容易、设备简单、需要场地小，开挖与支护作业可以并行、总体进度快、成本低，以及无污染、噪声小、稳定可靠、社会效益与经济效益好等许多优点，因而在国内外的边坡加固与基坑支护中得到了广泛迅速的应用。
1.5复合式支护结构
由于地质的复杂性，各种支护结构自身具局限生，再加上施工现场环境的不确定性，各种支护结构必须相互结合使用。复合式支护结构就是由排桩、地下连续墙、土钉、预应力锚杆及喷射混凝土等组合形成的综合性支护结构。由于它充分考虑了各种支护优点，工程造价低，具有良好的社会经济效益，但综合考虑了各种支护结构，对设计和施工提出的较高的要求。
2.基坑支护结构类型选择
2.1选择支护结构类型的依据
基坑支护结构的选择是否合理，考虑的因素是否全面，对基坑支护工程起到决定性作用。基坑支护围护及撑锚方法较多，每一种方法都有其独特的优点，有的速度快，有的经济，有的噪音小，有的用电量小等，可结合现场具体的情况来确定。
(1)工程用地红线图，建筑平面布置总图以及相邻建筑物的平、立、剖面和基础图等;基坑的尺寸，基坑场地的形状、深度和宽度等。基坑支护结构所受的荷载。
(2)场地和边坡的工程地质和水文地质勘察资料;
(3)边坡环境资料;对基坑支护结构施工(噪音、振动、地面污染)的要求;
(4)施工技术、设备性能、施工经验和施工条件等资料;
2.2支护结构的选择原则
支护结构应根据基坑周边环境、开挖深度、工程地质与水文地质、施工作业设备和施工季节等条件综合考虑，做到因地制宜，因时制宜，合理设计，严格控制，使方案具有创造性和灵活性。
2.3选择支护结构体系要点
(1)粘性土颗粒较细，具有一定粘聚力，强度随含水量可能变化。在多数情况下，地下水位深，不需要采用防水、降水措施。如果场地开阔，可选择放坡、悬臂式、桩锚式、锚拉式支护结构;如场地狭窄，可选择排桩、地下连续墙加锚杆的支撑方案。基础开挖后，开挖深度不大可采用悬臂式支护或土钉墙;开挖深度较大时，可考虑多层锚杆或多层支撑。假如土质情况较好，可考虑土钉或喷锚支护。土质较差，可用桩、地下连续墙加锚杆或支撑支护方案。
(2)软土具有强度低、压缩性大、渗透性小、荷载作用变形大等特点，且周围环境复杂，故软土地区深基坑开挖，应注意安全。如基坑周围场地开阔，上部采用分台阶放坡，下部采用挡土墙支护，或悬臂式、桩锚式、锚拉式支护结构;如场地狭窄，则必须采用能够相应控制地面位移与沉降的支持结构，并且做好防水处理。基础开挖深度均较大，可设置排桩、地下连续墙或其它支护结构加防水帷幕。较大范围开挖时，也可采用复合式支护结构，排桩及单、多层锚杆支护结构加防水帷幕。
(3)硬质地基基坑开挖一般是止水性支护结构和非止水性支护结构并行使用。因为硬质地基地层具有紧密、承载能力高和压缩性低等特点，一般不致引起开挖面隆起、沙涌出及因降水而导致周围地面沉降水现象发生，从设计安全性、施工可行性和造价经济性等方面综合考虑，在硬质地基埋藏较浅的地区，采用非止水性支护结构往往更合理。如地表与硬质土层中有一层较厚的软土层，且地下水位较高时，则应才用止水性支护结构
3.深基坑支护技术发展
3.1采用动态设计方法
对于深基坑支护结构的设计，目前没有统一的支护结构设计规范。深基坑支护结构的设计仍采用传统的“结构荷载法”，计算结果与深基坑支护结构的实际受力有较大的差距，即不安全也不经济。目前，岩土工作者对探讨和建立动态设计体系已开形成共识，已开始从事这方面的研究。近十几年来，我国在深基坑支护技术上已经积累很多实践经验，收集了施工过程中的一些技术数据，已初步摸索出岩土变化支护结构实际受力的规律，为建立深基坑支护结构设计的新理论打下了良好的基础。
3.2新型支护结构的计算方法
随着各种类型的支护结构形式的出现，深基坑支护结构正在向综合性方向发展，即受力结构与止水结构相结合，临时支护结构与永久支护结构相结合，基坑开挖方式与支护结构形式相相结合。这些结合必然导致支护结构受力复杂。对这些支护结构的计算模型如何建立、计算简图怎样选取、设计方法如何趋于正确，仍是当前新型支护结构设计中急需解决的问题。
3.3支护结构的试验研究
在支护工程施工的过程中我们积累的技术资料很丰富，但缺少科学的测试数据，无法进行科学分析。一些支护结构工程成功了，也讲不出具体成功之处;一些支护结构工程失败了，也说不清失败的真实原因。因此，开展支护结构的实验研究是非常有必要的。通过实验室模拟实验和工程现场实验，发现问题、总结规律，寻找解决问题的最佳途径，为其他工程提供经验和方法，减少工程事故的发生，为深基坑支护结构计算方法提供了可靠的第一手资料。
3.4优化深基坑支护结构方案
深基坑支护结构的设计与施工不同于上部结构，除地基土类别的不同外，地下水位的高低、土的物理力学性质指标以及周围环境条件等，都直接与支护结构的选型有关。在深基坑工程中，支护结构方案的选择至关重要，支护结构型式选择的合理，就能做到安全可靠、施工顺利、缩短工期，带来可观的经济效益和社会效益。反之，一个不合理的方案即使造价很高，也不一定能保证安全。可见支护结构型式的优化选择是深基坑支护技术发展的必然趋势。
3.5建立信息监测与信息化施工技术
基坑工程力学参数的不确定性及施工过程的不可预见性，使基坑工程设计和施工中难免出现与实际地层条件不符合的情况，需要在施工过程中通过检测信息的反馈来修正设计，指导施工。因此，基坑工程监测是基坑工程施工中的一个重要的环节，组织良好的监测能够将施工中各方面信息及时反馈基坑开挖组织者，根据预测判定施工对周围环境造成影响的程度，对基坑工程围护体系变形及稳定状态加以评价，并预测进一步挖土施工后将导致的变形及稳定状态的发展，制定进一步施工策略，实现信息化施工。
4.结语
深基坑支护工程是近二十年来随着城市高层建筑发展而发展的一门新的实践工程学，涉及到工程地质、水文地质、工程结构、施工工艺和施工管理等几门学科的综合技术。随着科学技术的发展和计算机的应用，在岩土工作者和工程技术人员的共同努力下，深基坑支护技术方面一定会有新的突破。