深基坑支护工程优化设计论文

深基坑支护工程优化设计论文（共14篇）

篇1：深基坑支护工程优化设计论文

摘要:深基坑支护工程涉及的影响因素较多，支护类型多种多样，需要结合工程实际情况对施工方案进行比对优化设计，结合工程实例从系统优化的理论出发，编制深基坑支护系统优化分析程序进行分析研究。

关键词:深基坑;组合方案;优化设计

随着经济建设的快速发展和人们生活水平的不断提高，近年来，我国的各类建筑得到了迅猛的发展，基坑工程的规模不断增大，开挖的深度也越来越大，但是由于深度较大的基坑往往都是在城市中心，建筑物比较稠密、地下管线很复杂，没有足够的空间提供放坡施工的需要，所以常采用在支护结构保护下的垂直施工方法。目前，支护类型非常多，选择合理的支护型式，需要对深基坑支护工程方案进行优化设计。

1深基坑支护设计现状

当前深基坑支护工程设计中存在的问题主要体现在以下几个方面：①岩土施工中的深基坑支护设计参数在选择上不合理。尤其是对于一些工程项目地质情况较为复杂的项目区域，地质条件复杂、支护的深度较大使得这一偏差越来越大，如无法对岩土施工中的深基坑支护所承受的土压力进行准确的计算则会使得岩土施工中的深基坑支护的安全性大大折扣。②在岩土施工中的深基坑土体取样代表性不强。在岩土施工中的深基坑土质取样中采取的是对项目地的土质进行随机取样，但是由于岩土施工中的深基坑土质的复杂性及土质的不均匀性使得采样所取得的土质数据与项目现场实际情况之间存在着一定的偏差。③对岩土施工中的深基坑开挖的空间效应考虑较少。以往所采用的岩土施工中的深基坑支护在设计时是根据平面应变问题来进行设计的，其能够适应于细长型的岩土施工深基坑支护，但是在应用于长方形的深基坑支护时则无法取得良好的支护效果，因此在岩土施工中的深基坑支护中需要在平面应变进行设计的基础上，对岩土施工中的深基坑支护结构进行一定的调整，以使其能够满足深基坑挖掘的空间效应的要求，确保岩土施工中的深基坑支护的安全性与可靠性。

2深基坑支护工程方案推理机制分析

深基坑支护工程方案推理机制的建立主要包括以下内容：①基坑支护工程组合方案设计，深基坑开挖与支护工程方案种类繁多，各方案的相互匹配可演变出多种整体支护方案和细部结构设计方案。根据各种施工方案的不同特点，对施工方案分类组合，支护方案分类见图1，按可能存在的施工方法构成100余种组合方案供系统筛选，例如代码101、201、301、401、501、601为单排悬壁式透水结构的人工挖孔桩，其余类推;②基坑支护工程系统组合方式及流程，从系统优化理论出发，对支护工程系统中涉及的因素归类，划分相应的研究层次，每个层次划分为若干个既相对独立又相互关联的子系统，系统运行初级子系统所获得的结果作为二级子系统的输入量或边界条件，由此系统进入二级优化，依此类推，直至整个系统优化分析过程的完成。一般说，构成基坑支护系统的第一级要素由支挡结构体、降排水与土方开挖3者构成;③基坑支护方案的确定，基坑支护设计工作主要采用的是直径较大的钻孔灌注桩，结合钢筋混凝土作为支撑的支护设计。能够较好产生止水效果，根据地质实际状况进行现场监测，搜集相应的参考数据，归纳分析数据特点，不断地满足深厚饱和软土区基坑支护设计的要求，实现结构受力均衡，有效的避免事故的发生。对基坑进行分段支护结构设计，确定各分段钻孔灌注桩规格，基坑支护结构的选型要充分地考虑到挖深、桩径、桩间距、嵌固深度以及配筋数量等;④基坑设计计算分析，基坑支护方案设计计算主要采用的是弹性法，能够对不同土层面进行计算，计算结果将会显示基坑支护整体的稳定结构特点，对比《建筑地基基础设计规范》将会充分地了解到安全系数，在进行基坑支护水平位移最大限度监测的时候，主要是通过抛物线法对地表沉降情况进行确定，能够获取到最大数值的差异，要将最大数值控制在《建筑基坑工程监测技术规范》(GB50497-)的要求。

篇2：深基坑支护工程优化设计论文

该商业楼初步设计方案打算建设在地下1层，基坑设计的深度约为5.1m，相关配套设备的地下2层深度约为1层深度的2倍。正在使用的地铁站位于2条路的交叉口位置。车站主体外包尺寸为152.3m×17.6m，车站底板深度约16.5m，设计方案中预留的出入口的深度与2层地下设施的设计深度保持一致。交叉的2条道路均为主要干道，配备有相关的居民日常生活中常用的配置设施。其中，受商业楼基坑施工影响较为明显的居民配套设施为预留的雨水管，其施工建设的深度在3m左右。管底距出入口顶板较近，容易遭受到预留出入口在后续施工过程中对其造成的影响。

3.2设计方案的分析与优化

①围护桩墙、支撑的设计参数之间的比较。为了满足设计及计算的信息要求，根据相关规范对基坑稳定性、围护桩墙强度及变形控制等方面的要求，按照实际施工要求及建筑物的基本特征和功能需求设定好围护墙的各个参数。②模型的维度、尺寸以及相关参数。考虑到边界对现有建筑物的影响，统一将模型的边界确定为结构边界外侧25m。土体采用D-P方式进行施工，并在初始应力状态分析及开挖过程模拟阶段对土体赋予不同的弹性模量，围护结构、各层结构板和市政管线采用线弹性板单元进行模拟应用，内支撑结构采用线弹性梁单元模拟。③计算结果。基坑的最大水平位移出现在基坑底面以上接近坑底的部位，与基坑围护桩墙优化分析时常采用的.Winkle地基梁法算得的围护墙体变形具有相同的规律。在对基坑施工完成之后，既有预留出入口上方雨水管的变形小于其相邻两侧区域，源于该处水管底部距出入口顶板距离近，而出入口结构沉降小，对雨水管具有类似结构基础的承托作用。为降低基坑施工时该区域水管因较大差异沉降而增加的水管损伤风险，雨水管敷设施工时，已在预留通道两侧各设置1座检修井以增加管线对地层沉降的适应能力。地铁车站的底板变形呈现在近基坑开挖一侧较大，往远处逐渐减小的特征。其中，平面上位于既有预留出入口区域的变形梯度较大，原因为计算模型与所模拟的实际结构具有差异性。

3.3结果分析

通过上述方案的对比分析得出，方案1受到的环境影响较方案2、方案3大，但仍可满足周边建、构筑物的保护要求，特别是运营地铁的安全要求。商业基坑虽然说在设计及施工中面临开挖面积大、与地铁车站及管线的平行段长度长等诸多问题，但基坑与车站平行段间的水平净距位于基坑开挖的显著影响区以外，区基坑与车站既有预留通道的衔接段，基坑的主要变形为横断面方向，即平行于地铁车站的方向，且基坑沿深度方向设置3道内支撑体系，由此对车站的直接影响较小;地铁车站底板埋深大于本基坑的底板深度客观上符合相邻基坑开挖“先深后浅”的基本原则。同时，车站围护墙底的深度较大，对地层位移具有一定的隔断效果。因此，在具体的施工进行之前，优先选择方案1具有很高的商用价值和实践意义，值得各个相关单位关注和采纳。

4结束语

综上所述，需要结合深基坑支护工程施工经验结合工程建设目标的设定建立方案推算比较机制，对编制的施工方案进行比较分析，最终选出最佳的施工方案，保证符合技术要求，满足施工质量。

参考文献

1杨培明.深基坑工程支护方案的优化设计.现代物业新建设，，12(9)

2王永鹏，杨双锁，于洋，等.漫滩地层深基坑稳定性特征机理及支护方案研究.施工技术，，45(19)

篇3：地铁车站深基坑支护优化设计

随着城市轨道交通的大量兴建和建设事故的不断发生, 地铁深基坑支护已逐渐成为岩土工程领域重要的研究课题。西北地区基坑日趋深、大、复杂, 其支护形式相对于东南沿海地区要简单一些, 如土钉墙支护、复合土钉墙支护、框架预应力锚杆支护、桩锚支护等已经取得了一定经验[1,2,3,4]。但是西宁地处黄河上游, 属于典型黄土地区[5,6];城区东西狭长, 房屋建筑大多依山而建、密度较大, 给深基坑支护带来了不利影响。加之当前, 支护结构设计理论远远落后于工程实践, 缺乏成熟技术规范的指导, 导致深基坑工程事故时有发生[7]或支护结构的内力远远低于设计值, 造成材料严重浪费, 支护费用居高不下[8,9]。如何根据本地区工程地质条件和施工水平, 选择合理的深基坑支护形式, 做到既安全可靠又经济合理, 成为理论研究的重点和工程实践的难点。本文以西宁火车站基坑工程为例, 对基坑支护设计与优化做一简要说明, 供类似工程借鉴。

1 工程概况与特点

1.1 工程概况

西宁火车站综合改造基坑工程是目前西北地区建设规模最大、技术含量最高、施工难度最大的工程, 需要进行专项支护的工程有:地下空间基坑工程、隧道交通基坑工程、轨道交通基坑工程、湟水河暗涵基坑工程, 项目整体形成了一个平面叠置、立面分层、同步进行的大型基坑群。

1) 地下空间基坑工程。

位于原西宁火车站南侧, 为全埋式2层地下室, 局部3层。平面尺寸为111.0 m×597.0 m, 呈“一”形, 基坑开挖深度为地面下11.0 m~16.0 m, 开挖面积约72 000 m2, 基坑局部施工中期现场情况如图1a) 所示。

2) 隧道交通基坑工程。

地下1层隧道位于预留轨道交通上方, 紧邻地下空间南侧布置。基坑开挖深度为地面下9.0 m~11.0 m, 局部为18.15 m, 基坑开挖长度为1 340 m, 宽度随深度变化, 开挖面积约9 522.7 m2。

3) 轨道交通基坑工程。

整体全明挖, 地下1层为祁连路—互助路隧道, 地下2层, 3层分别为地铁站厅、站台层, 车站总长228 m, 轨面埋深约21.3 m, 基坑开挖深度为地面下16.0 m~26.0 m, 局部27.0 m, 基坑局部施工中期现场情况如图1b) 所示。

4) 湟水河暗涵基坑工程。

暗涵沿湟水河总长约1 250 m, 分南北两侧布置。基坑开挖深度为地面下5.5 m~8.0 m。

1.2 工程特点

1) 截止目前, 本工程为西北地区最大、最深的基坑工程。基坑开挖总面积约16万m2, 土石方量约为350万m3, 基坑开挖深浅不一, 形成多个坑中坑, 基坑支护设计难度较大。

2) 拟建场地工程水文地质条件复杂。基坑开挖第 (2) 层卵石为主要地下水含水层, 渗透系数较大;基坑侧壁及基底的岩层, 夹块状或薄层状石膏, 局部夹砂岩, 节理裂隙发育, 遇水极易软化, 长时间暴露在空气中易崩解, 对基坑的支护及稳定不利[10]。

2 地质条件

拟建场地位于湟水河北岸Ⅰ级阶地, 地势西高东低, 相对高差6.8 m。由于该项目规模较大, 限于篇幅, 结合《西宁市火车站综合改造工程 (轨道交通) 火车站站岩土工程勘察报告》, 对场地地质条件进行说明。

2.1 工程地质条件

基坑开挖深度内自上而下主要为 (1) 杂填土 (Q4me) 、 (2) 卵石 (Q4al) 、 (2) -1细砂、 (3) 强风化层 (E) 、 (4) 中风化层 (E) 、 (5) 微风化层 (E) 。其中杂填土层下部以粉土为主, 内含石膏颗粒, 干强度低, 韧性低;强风化层节理裂隙发育, 遇水极易软化, 长时间暴露在空气中易崩解。结合工程经验, 基坑支护设计土体参数确定如表1所示。

2.2 水文地质条件

场地含水层主要为卵石层, 稳定水位埋深为2.8 m~4.5 m, 属于第四系松散岩类孔隙潜水。地下水由西南流向东北, 季节性变化明显, 年水位变幅0.5 m~1.0 m左右, 水量比较丰富。

3 基坑降水方案及支护方案优化

3.1 基坑降水方案优化

轨道交通基坑工程紧邻湟水河, 卵石层渗透性较大, 论证决定在湟水河两岸修建暗涵, 在各基坑施工前将河水改移至两侧的暗涵中流排。

基坑支护初拟沿基坑四周设置厚600的素混凝土地下连续墙止水帷幕, 坑内采用明排与疏干降水井相结合的方案。随着地下空间2标基坑的开挖, 发现实际地下水并没有勘察报告中提供的大, 若采用连续墙止水, 将造成大量浪费, 故将降水方案改为:沿基坑周边采用间距18 m~25 m不等、井径为600 mm的管井降水方案。由后续基坑开挖来看, 此降水方案达到了预期效果, 节约了大量资金。

3.2 基坑支护方案优化

该基坑工程量较大, 不同的支护方案在工期、造价及施工便利性等方面差异很大, 如何在满足基坑安全的前提下降低工程造价、提高经济性以及施工的方便性成为基坑支护方案选型的重要问题。

原基坑支护方案为:1) 开挖较浅且环境条件允许的部位, 采用二级放坡土钉墙, 坡率1∶1.5, 面板厚150;2) 开挖较深的坑中坑部位, 采用三、四级放坡+格构式锚索 (杆) 支护体系。排桩直径为1 m, 桩心距为1.8 m, 桩顶冠梁为1.2 m×0.5 m。格构式预应力锚索支护结构的格构梁间距为2.5 m×2.5 m;设置锚杆2排~3排压力型锚索, 杆芯选用4×Φ15.2 mm型钢绞线。钢筋网双层双向Φ16.0@200×200, 混凝土强度为C30。从安全稳定方面看, 此支护方案有一定的优越性, 但从施工工艺、经济效益等方面看, 却过于保守。

根据西宁地区支护设计经验[2]和土压力原位试验[8], 将原基坑支护结构总体设计方案优化为[11,12]:1) 开挖较浅且环境条件允许的部位, 采用不同坡率的二级放坡土钉墙, 坡率为1∶1和1∶0.5, 面板厚80;2) 对开挖较深的坑中坑部位, 采用排桩加锚杆支护体系, 排桩上部能放坡的尽量放坡, 如图2a) 所示;3) 对于无放坡空间、环境条件较为紧张的部位, 垂直开挖, 并对桩锚支护结构进行合理优化, 如图2b) 所示。第一道锚杆设于桩顶 (冠梁) , 与桩形成整体, 使其传力路径更为明确, 可有效控制基坑开挖过程中产生的变形。

具体支护桩桩径为0.8 m, 桩心距为2 m, 冠梁为0.8 m×0.5 m, 混凝土强度为C35。设置1排~2排15 m预应力锚杆, 锚杆钢筋为1Φ32;第一道锚杆设置在冠梁上, 1桩1锚, 第二道锚杆位于冠梁下5 m, 腰梁采用两根25a槽钢。混凝土面板钢筋网为Φ6.5@250×250, 混凝土强度为C20。相比原支护方案, 该支护方案在满足安全性的同时, 将基坑支护费用由原来的1.3亿元降为现在的0.75亿元, 产生了巨大的经济效益。

4 基坑监测结果

为确保施工安全, 在基坑开挖过程中进行了位移、沉降和内力[13]等项目监测, 作为信息化施工的必要手段, 客观反映了被观测实体所处的状态, 为预测险情、优化方案提供依据[14]。根据位移监测结果分析可知, 基坑整个施工过程一般位移为10 mm~20 mm, 仅P016点最大位移为29.12 mm, 未达到警戒值3 cm;目前, 基坑主体结构已基本完工, 未出现异常。说明优化后的支护方案满足了安全、经济性要求。

5 结语

随着西宁地区城市建设加快, 基坑工程日益深大复杂, 基坑支护面临的安全和经济性要求也相应提高。本文基于西北地区最大最深的西宁火车站改造基坑群深基坑支护设计和施工问题, 得到以下结论:

1) 根据施工监测结果可知, 优化方案的支护效果较好, 可为今后类似多个、同步、交叉同类深基坑设计施工提供参考。

2) 复合土钉墙和上部土钉墙+下部排桩锚杆联合支护体系可以在安全等级要求较高的深基坑中推广使用, 较传统排桩支护结构经济, 施工方便。

篇4：深基坑支护工程优化设计论文

关键词：深基坑工程；基坑支护；方案优化

1、工程概况

某土建工程，包括两站两区间，DL 站、DH 区间、HH 站、HK 区间。两站开挖深度为 15m-16m。

DL 站：位于填海区，南北走向，长 198.5m，标准段宽 19.1m，站台宽 10m，两层岛式站台车站，设四个出入口、两个风井。

HH站：位于填海区，长222m，标准段宽度20.3m，站台宽11m，两层岛式站台车站，设四个出入口，两个风井。

2、地质情况

项目场地原始地貌为滨海相潮间带（滩涂），后经软基处理由填海而成。

由钻探揭示，覆土表层为人工填筑的素填土（填石、填砂），其下为第四系全新统海积淤泥、砾砂（含淤泥）、冲洪积粘土、砾砂，第四系上更新统冲洪积淤泥质粘土、粘土、砾砂，中更新统残积砾（砂）质粘土，下伏基岩为燕山期粗粒花岗岩。

场地地下水主要有两种类型：一是松散土层孔隙潜水，二是基岩裂隙水。

孔隙潜水主要赋存在第四系全新统粗砂（含淤泥）、砾砂，上更新统砾砂层中，此外粘性土、残积砾（砂）质粘性土、全风化岩有赋存。地下水位埋深1.7~3.9m，水位高程-0.78~1.05m。地下水主要补给来源为大气降水，地下水的排泄以径流为主，场地原始地貌为滨海潮间带，现已填海造地。

3、原支护方案

HH 站和 DL 站基坑围护结构方案基本相同，拟采用 800mm 厚地下连续墙，并在墙顶设置 1300mm×800mm 的钢筋混凝土冠梁，以增强整体稳定性。内支撑采用三道Ф600 钢管支撑。第一道支撑直撑采用水平间距 4m 的单钢管支撑，斜撑采用水平间距 2.5m（DL 站为 2.4m）的单管钢支撑；第二、三道支撑直撑采用水平间距 4m 的双钢管钢支撑，斜撑采用水平间距 2.5m 的单管钢支撑。

4、优化后方案

本项目工地大范围存在淤泥、质粘土砂层等软弱松散地层，针对本项目的特点，项目部在施工初期即完善施工组织设计，优化施工方案，来满足施工设计、规范、安全的要求。

4.1、基坑支护方案的调整

HH 站仍采用 800mm 厚地下连续墙+内支撑的支护方式。第一道支撑采用水平间距 4m的钢筋混凝土八字撑，两端端头处采用环框梁支撑；第二、三道支撑采用水平间距 3m 的单管钢支撑；支撑竖向间距进行了调整。为进一步增强车站结构的整体稳定性，设置在墙顶的钢筋混凝土冠梁截面尺寸调整为 1300mm×1000mm。

DL 站也采用 800mm 厚地下連续墙+内支撑的支护方式。第一道支撑采用水平间距 4m的钢筋混凝土八字撑，斜撑改为间距 3m 的钢筋混凝土撑；第二、三道支撑采用水平间距3m的单管钢支撑，斜撑改为水平间距 2.5m 的单管钢支撑，招标设计为 4 道支撑，施工设计改为 3 道支撑，且支撑竖向间距进行了调整。同时，钢筋混凝土冠梁的截面尺寸调整为 1300mm×1000mm。

4.2、连续墙墙顶标高降低

地下连续墙顶标高在原来基础上下调 350mm，利用外导墙支撑土体，又便于围护结构受力合理。减少连续墙工程量约 270.4m3。

4.3、连续墙接头形式处理

本项目地下连续墙接头形式采用传统的锁口管形式，没有采用工字钢接头，这样节省了钢板用量，减少了工程成本；连续墙的接头采用钢丝刷清理干净黏附的泥块，这样连续墙的接头也能很好的连接，施工完毕后开挖出来的连续墙只有极少的部位存在渗漏水的现象；而且通过合理组织施工工序，提前完成工期目标，成为该线第一个完成主体围护结构的项目。

4.4、优化地下连续墙配筋

招标设计连续墙配筋基本上是按最不利地质条件进行计算的。HH 站根据实际地质情况，对连续墙配筋进行了重新调整优化。由于地下连续墙承受的主要是基坑外侧竖向的水土压力，通过计算，适当降低了钢筋笼迎土侧和水平向的配筋而背土侧的配筋基本保持不变。这样整个连续墙的配筋可以减少 40%左右。D站由于地质情况更为复杂，所处的砂层、质粘土砂层厚度更大，因此基本按照最不利地质条件进行配筋。

4.5、基坑质量、安全保证

地下连续墙的成槽质量是保证基坑安全的第一关。本项目工地大范围存在淤泥、质粘土砂层等软弱松散地层，复杂软弱的地质情况对连续墙成槽造成一定的难度。施工期间为避免槽壁塌孔，槽内泥浆面控制在地下水位 1m 以上，并在砂层施工时提高泥浆的比重与粘度增加泥浆储备量；场地大部分地段有深部填石层，对埋深 6m 以内直径小于 50cm 的填石直接挖槽处理，直径大于 50cm 的先挖槽后回填粘土，再挖槽，埋深大于 6m 的采用冲孔处理。

基坑开挖是考验基坑安全的第二关。根据以往的施工经验，地质情况复杂、地下水含量丰富时，基坑开挖将是基坑安全的重要考验。由于采用第一道支撑为钢筋混凝土支撑的施工方案，加强了结构整体稳定性；同时土方开挖严格按照施工方案，采用竖向分层、纵向分块、中间拉槽、横向扩边的开挖方法，做到不超挖、支撑及时，严格贯彻先支撑后开挖的原则；并且做好每日的监测工作，分别对连续墙的变形、位移、沉降情况，混凝土支撑、钢支撑的轴力情况，地下水位及周边环境等情况进行严格控制，严格贯彻信息化施工的原则，将施工的情况及时反馈，用来指导施工。

严格控制支撑的拆除时间。在结构强度达到 85%以上时方可拆除相应层高的支撑，详细施工工序严格参照施工图纸。车站的主体结构施工自始至终未出现险情，而且安全地度过了当地百年一遇的暴雨天气，这对地质情况复杂的当地施工具有成功的借鉴意义。

5.应用效果

基坑的安全开挖是本项目取得的最大成功。在复杂软弱的地质情况下，同时遭遇该地区百年一遇的暴雨，基坑未出现任何的险情，平稳度过。至12 月 9 日车站主体结构已基本完成，证明所采取的施工和优化方案是成功的。这是本项目值得借鉴和推广的最大亮点。

篇5：明挖隧道深基坑支护设计论文

关键词：明挖隧道;深基坑;支护;系统工程

1工程概况

黄埔东路改造工程由黄埔大道支线至华坑路。石化路隧道位于黄埔东路与石化路交叉口，主线下穿石化路，配合黄埔东路整体快速化改造理念而设计的。隧道设计范围为K3+137~K3+342，开口段长为115m，闭口段长为90m，共205m，节段划分为1~16节段。整个隧道最大纵坡为4.9%，竖曲线半径1500m。

在闭口段顶部交叉口处人行道，黄埔东路和石化路平面交换交通采用交通灯控制，设调头车道，设辅道供左转和超高车辆行驶，右转交通由右转车道通行。直行车辆(超高车辆除外)一律从隧道内通行。

隧道采用U形开口框架钢筋混凝土结构和箱形闭合框架钢筋混凝土结构隧道结构，宽度14.2~14.8米，隧道结构采用明挖施工，最大开挖深度约为13.227m左右。

为保证基坑土方开挖、隧道结构施工及周边建筑物和车辆通行的安全，根据本工程基坑开挖深度、工程地质条件和周边地形，设计分段采用不同的基坑支护形式。

2工程地质情况

本工程场地位于广州市黄埔东路(黄埔大道支线-华坑路)，其地貌单元多属珠江三角洲平原区，局部为剥蚀残丘，地形局部有起伏，河涌较发育，沿线多分布商铺、绿化地、河涌及居民区。

根据本次详勘所揭露的地层情况，把岩土分层特征自上而下分述如下：

①人工填土;

②海陆交互相沉积层自上而下由淤泥、淤泥质土、淤泥质粉砂、粉质粘土等组成;

③冲洪积层自上而下由粉质粘土、粉砂、中砂、砾砂等组成;

④残积层粉质粘土为泥质粉砂岩、砂砾岩、砾岩风化残积土，自上而下由可塑状粉质粘土及硬塑状粉质粘土组成;

⑤残积层粉质粘土为花岗岩风化残积土，自上而下由可塑状粉质粘土及硬塑状粉质粘土组成;

⑥白垩系基岩由泥质粉砂岩、砂砾岩、砾岩组成。按风化程度的不同分为强风化、中风化、微风化三个风化岩带;

篇6：深基坑支护工程优化设计论文

摘要:

建筑施工中深基坑支护施工对建筑的整体质量起到基础保障作用，对施工要点进行剖析，是优化施工工艺、提高施工质量、保证施工安全的重要前提。因此，本文首先说明了建筑工程中深基坑支护施工的重要性，然后重点分析了建筑工程中深基坑支护施工要点以及其他应注意的问题，以便进一步提升建筑工程质量水平。

关键词:

篇7：深基坑支护工程优化设计论文

现阶段高层建筑工程深基坑支护施工存在较为繁复的管理程序，并且包括多方面的内容，必须在整个项目中管理工程质量、安全、进度等内容。建设深基坑支护，其中最为重要的是施工技术管理，并且只有通过各项技术措施才能有效保证稳定有效开展高层建筑工程深基坑支护项目的施工。深基坑支护施工技术管理必须更新技术理念，提高技术水平，以便有效开展高层建筑工程深基坑支护项目建设，并且在具体的施工过程中引进最新的先进技术措施。下面结合工程经验，从围护体施工质量不佳、止水帷幕施工质量不佳、监测量控失效、对险情重视不够、应急准备不足等方面，对高层建筑工程深基坑支护施工技术管理存在的问题与对策进行了深入研究，并总结了几点高层建筑工程深基坑支护施工技术保障措施，旨在为今后深基坑支护施工提供经验和指导。

篇8：深基坑支护设计的优化研究

1支护结构设计的优化

1. 1方案优选步骤

( 1) 建立目标 ( 指标) 特征值矩阵。在构建特征值矩阵时, 需要根据方案评价指标体系对各个支护方案进行量化, 可得如下所示目标特征值矩阵:

可得出xij表示第j个支护方案的第i个指标值。在构建目标特征值矩阵时, 既可能需要对“造价”等可量化指标评分, 又可能需要对“可靠度”等定性指标进行评分。此时, 前者可直接用数字来表示, 后者采用数值2, 1. 5, 1, 0. 5, 0来直接评分, 其分别表示最高、较高、中、较低和最低。

( 2) 指标值归一化处理。归一化处理可以强化不同类型指标之间的对比性。在归一化处理后, 看得到如下所示优属度矩阵:

式中: rij ( i = 1, … m; j = 1 , … n) 表示方案j中指标i的相对优属度。在计算时, 指标可以被分为效益型和成本型指标, 分别用rij1和rij2表示。1效益型指标。按下式求rij2:

( 3) 多目标模糊综合评判确定最优方案。运用隶属度uj的大小来确定最优方案, 其多目标模糊综合评判计算公式为:

式中: p表示距离参数, 取1或2; qi为指标i的权重。

1. 2层次分析法计算权重qi的步骤

( 1) 建立层次结构模型。构建层次结构模型时, 需要遵循如下4个基本准则: 安全可行、经济合理、保护环境、施工便捷。

( 2) 构造判断矩阵。在构造判断矩阵过程中, 需要对某方案条件下, 准则层B的各个准则的相互重要性进行判断。

( 3) 层次单排序及一致性检验。在进行层次单排序时, 需要对该层次元素相对于上一层次元素的重要性做出判断; 根据判断矩阵, 需要对其求解, 得出 λmax。在进行一致性检验时, 需要按如下公式求取一致性指标CI和一致性比率CR:

式中: RI表示平均随机一致性指标, 可查表获取; N表示判断矩阵阶数, 当CR < 0. 1时, 表明结果可靠。

2工程实例

某住宅基地建设工程施工作业时, 需要开挖深基坑。

2. 1支护方案的优选

经过实地勘察, 制定出深基坑支护的4类方案: 单支点排桩 ( d1) 、悬臂桩 ( d2) 、水泥土搅拌桩加一排锚杆 (d3) 、水泥土搅拌桩墙 ( d4) 。根据本文层次结构模型, 由专家完成指标赋值。如表1所示, 为各个方案下各个指标的评分。

按照上文归一化方法和公式, 可得优属度矩阵R:

结合公式, 可对各个方案的隶属度uj进行求取。计算结果为: u1= 0. 711, u2= 0. 886, u3= 0. 161, u4= 0. 253。可见, 水泥土搅拌桩加一排锚杆 ( d2) 最优。

2. 2支护结构的细部优化

首先, 可获取本案例中基坑的相关参数: L1= 230. 4 m, n' = 6. 25, Cf= 45元/ m, Cm= 90元/ m, γ0= 1. 0, γcs= 20 k N / m3, fcs= 700 k Pa。其次, 可获取其尺寸限制条件为: 12. 5≤x≤4. 5 m; 22. 5≤x≤5 m; 312≤x≤25 m。最后, 运用Matlab6. 5软件可计算最优决策变量值, 如下: x1= 4 m, x2= 2. 9 m, x3= 15 m, 此即为工程最优化决策方案为。如表2所示, 可得到最优值为F = 143. 5万元。

3结语

在工程施工作业中, 通常需要开挖深基坑。然而, 为了确保深基坑的安全性和科学性, 需要对其设计方方案不断优化。在这个过程中, 需要对土层、周围建筑分布等因素予以充分考虑, 从而提升二次优化的精准度。

摘要：做好深基坑支护设计对工程安全和顺利进行具有不可忽视的作用。首先, 对支护结构设计的优化步骤、权重计算的步骤进行讨论。接着, 就如何实现深基坑支护设计的优化, 以某建筑工程深基坑作业为实例, 运用前文方法和步骤展开研究。

关键词：工程管理,深基坑支护,工程设计方案

参考文献

[1]朱桂春, 刘兴鑫, 韩武娟.深基坑桩锚支护体系的受力变形研究及优化设计[J].安全与环境工程, 2012, (1) :124-128.

[2]徐洪泉, 罗海亮, 李春生, 等.基于遗传算法的深基坑桩锚支护结构的设计优化与MATLAB实现[J].公路工程, 2012, (3) :158-161+179.

[3]阳文华.地铁车站深基坑支护优化设计[J].市政技术, 2012, (6) :83-88.

[4]罗金生, 魏丽敏.深基坑支护结构设计、施工的方案优化[J].建筑结构, 2005, (12) :35-37.

篇9：深基坑支护设计及工程实证研究

【关键词】深基坑；支护设计；优化；研究

基坑支护优化设计是使基坑支护设计对工程特点、水文、工程地质条件及环境条件有显著的针对性，突出合理、科学的设计成果，更好地体现设计成果的适宜性、安全性及经济性，而基坑支护类型的优选和支护设计计算的优化，是解决这个难点和重点的关键。

1、基坑支护结构形式及适用范围。

1.1、作为基坑支护结构体系它必须满足以下三个要求：

（1）保证土方开挖和地下室施工所需的必要条件：必须保证基坑四周边坡的稳定性，使下室有足够空间的要求，也就是说基坑支护体系要能起到挡土的作用。

（2）保证基坑四周相邻建筑物、构筑物和地下管线在基坑施工期间不受损害。

这要求在支护体系施工、土方开挖及地下室施工过程中控制土体的稳定和变形，使基坑周围地面沉降和水平位移在规范规定的范围内。

（3）保证基坑施工过程作业面在地下水位以上。通过截水、降水、排水等措施来实现。

1.2、基坑支护结构形式主要有以下几类：

（1）放坡开挖及简易围护：放坡开挖适用于地基土质较好，开挖深度不深，

以及施工现场有足够放坡场所的工程，在放坡开挖过程中，为了增加基坑边坡稳

定性，减少挖土土方量，常采用简易围护。

（2）水泥土重力式支护结构：适用于较浅的基坑工程，其变形较大。

（3）悬臂式支护结构：适用于土质较好，开挖深度较浅的基坑工程。

（4）内撑式支护结构：适用范围很广，可以适用各种土层和基坑深度。

（5）拉锚式支护结构：比较适用于砂土地层或粘土地层，基坑深度可较大。

（6）土钉墙支护结构：适用于地下水位以上或人工降水后的粘性土、粉土、

杂填土及非松散的卵石土等。

（7）地下連续墙：适用范围最广，可适用于各地多种土质情况，基坑深度大，

即能挡土亦能挡水，变形小但造价昂贵。

2、基坑支护设计方案的比选原则。

深基坑工程的优化设计主要从四个方面进行：技术的可靠性、先进性以及施

工的可行性；经济效益；环境影响；工期。深基坑工程的优化设计按其阶段的不

同，可分为两大步，系统优化与设计计算优化。系统优化，也即方案优化，是指

根据某一深基坑工程所要达到的目标而优化选出一个最佳的方案。设计计算优化

是在支护系统确定后，对具体方案的细部进行优化计算，如锚杆或支撑点的位置、

支护桩的桩径等优选，优化的目标是使深基坑工程总体造价最小。

一般而言，基坑支护设计方案优选的比较原则为：

（1）技术可靠性、先进性和可行性；

（2）基坑支护对环境的影响评价；

（3）基坑支护结构占用的工期；

（4）基坑支护结构的工程经济综合对比。

3、影响深基坑支护类型方案选择的因素。

（1）基坑的平面尺寸、开挖深度和基础施工要求。

（2）土层工程地质情况，包括土层的物理、力学性质、地下水埋藏条件等。

（3）邻近建筑物的结构、距离、基础形式以及基坑对建筑物影响程度的限制

要求。

（4）邻近地下管线及其他设施对施工的限制要求。

（5）施工技术、设备和材料对选用支护结构的可能性。

（6）工期和造价的优化方案选择。

4、深基坑支护优化设计存在的问题。

在研究现状中阐述的优化设计方法虽然能够起到一定的优化效果，但是仍然存在着一些不足以及面临着众多难题。

4.1、对于深基坑工程细部优化设计的问题，其数学描述包含了设计变量的选取、约束条件的确定、目标函数的建立三方面的内容。其中，细部设计变量众多，并且大多数是离散变量，解空间异常庞大，优化设计存在组合爆炸的问题，为了简化优化过程，必然需要寻求一种方法筛选出对优化结果影响最大的设计变量；而对于主要约束条件的问题各类基坑支护设计规范中的规则、条文、设计准则等做出了一定的规定，这些往往需要通过基本力学分析得到，如支护结构的位移、内力等。因此，必然涉及到不同支护结构的土压力和安全性分析的研究；最后，就需要根据设计变量以综合造价为优化目标，确定的最终优化目标函数，进而建立深基坑支护细部结构优化设计数学模型；

4.2、深基坑支护结构的安全性分析是优化设计的前提条件。土钉墙的安全性分析多采用极限平衡分析方法、工程简化分析方法和有限元分析方法。上述方法存在着难以提供有关变形的信息、不便确定钉一土界面模型及计算参数、直接将层状土简化为均质土、凭经验给定临界破坏面的位置等诸多缺点，这些方法要么不符合实际情况，要么就是在实际工程应用存在一定的难度。因此，寻找一种计算简单但假设合理的土钉墙稳定分析模型成为其优化设计的关键。在优化设计中采用弹性地基杆系有限元法可以达到计算简单而又可以满足工程精度要求，但在土体水平刚度系数和考虑施工过程对支护结构的影响存在争议。因此，需要就两个方面着重研究：1）在缺少场地土体实验的情况下确定土体水平刚度系数；2）考虑支撑架设前的支护结构的位移和架设后支撑轴力随后续开挖过程而逐渐调整，以及支撑预加轴力对挡土结构内力变化的影响。

4.3、为了求解优化设计模型中的约束条件，就必须研究深基坑不同支护型式的土压力和支护结构计算分析方法。土钉墙侧向土压力的计算方法多采用朗肯土压力、库仑土压力和规范方法，这些方法通常不考虑墙背与土之间相互摩擦引起的剪切作用和土钉墙的放坡角度。这与大多数工程的实际情况不相符合的，因此，需要建立可直接应用的考虑墙背与土之间相互摩擦引起的剪切作用及放坡角度的土钉墙侧向土压力计算公式。对于排桩和地下连续墙这两种支护结构的土压力来说，常规的分析方法往往忽略了支护结构后面稳定土体和变形土体之间抗剪能力，这种抗剪能力可以导致变形区土体维持在原来的位置，其土压力将随其位移和变形的增大而减小，变形区土体将在周围稳定土体上产生压力作用，进而形成土拱效应。因此，需要对土拱效应下的土压力进行了分析，进而得到其主动土压力强度、土压力合力和合力作用点的解析公式；

5、结语：

任何一个工程方面课题的发展都是理论与实践密切结合并不断相互促进的结果。深基坑实践性强、涉及的理论广泛，随着新学科的建立、新理论的发展、新问题的出现，都会进一步促进深基坑设计与施工原理及方法应用的研究和发展。

参考文献 ：

[1] 唐业清，李启民，崔江余.基坑工程事故分析与处理[M].北京： 中国建筑工业出版社，1999.

[2] 莫海鸿，周汉香，赖爱平.深基坑支护结构的优化设计计算[J].岩土工程学报， 2001， 23（2）： 144-148.

篇10：深基坑支护工程优化设计论文

摘要：建筑工程进行的过程中，深基坑边坡支护设计与施工是最基础的一项工程，深基坑边坡支护能够为地下结构提供安全、稳定的施工环境，使用支撑、加固等措施能够对深基坑侧壁进行保护。深基坑边坡支护工程完成的好坏将会对整体的建筑工程造成直接的影响，因此，建筑企业必须对深基坑边坡支护工程进行科学、合理的施工管理。本论文的主要内容就是对深基坑边坡支护设计进行了简要分析，并且对相应的管理措施进行了探讨。

关键词：深基坑边坡支护;施工管理;支护设计

建筑工程深基坑开挖与边坡支护是一项技术性复杂、危险性高的综合性施工过程，其过程控制的好坏不仅影响本工程的人员与设备安全，更是会对周边既有建(构)筑物的安全使用造成威胁，特别是在软土地区，深基坑开挖工程的施工存在很大的危险性，塌方、倾斜等安全事故常有发生。因此，做好建筑工程深基坑开挖与边坡支护技术的研究与管理，保障人员人身与财产安全，对于我国现代化建设事业的长远发展具有深远的意义。

1对深基坑支护工程相关概念的简要概述

什么是深坑支护工程呢?深坑支护是对整个建筑过程起到保护作用的工程，当建筑工程进行到地下施工的阶段时，建筑单位可以通过挖基坑、降水措施以及对周围坑壁进行围挡，就能对施工环境起到保护作用，在施工的过程中还要对施工环境周围的建筑物、路况以及地下管道进行定期检查以维护，只有这样才能保证建筑工程的安全性、可靠性以及稳定性。[1]深基坑边坡支护工程主要分为对维护体系进行安排以及挖掘两个方面。围护结构属于临时的结构，安全储备不足，并且具有较大的风险性。因此，围护结构必须能够对基坑外界没有开挖的土体起到保护、稳定的作用，确保施工现场周围的建筑物、地下管道不会遭到破坏，最关键的是确保整个施工作业环境处于地下水位之上。[2]深基坑支护工程不仅对边坡的稳定性有着极高的要求，而且其还对边线控制做出了要求。

2对当前深基坑支护设计和施工中存在的问题分析

(1)当前，建筑企业在进行深基坑支护施工过程中，缺乏对整个工程的规划。通常，建筑企业将建筑工程中的深基坑支护工程使用分包设计和管理的.模式，将深基坑支护工程分包给相关的岩土单位，然后再对其进行管理和协调。但是在实际的过程中，建筑企业无法对其进行全面的监督和管理，这种模式不能有效保证深基坑支护工程的施工质量，给后续的建筑工程埋下了安全隐患。

(2)建筑单位没有实行规范的投标机制。目前，进行深基坑支护施工的专业公司主要分为两种，其中一种为规模较大的岩土施工地质勘查企业。另一种为规模较小的私人岩土企业。随着建筑行业的深入发展，建筑单位为了加快施工进度，就导致不能对深基坑支护设计以及施工进行规范、合理的管理，最终对深基坑支护设计与施工造成了严重的影响，给整个建筑工程埋下了隐患。随着建筑市场竞争愈演愈烈，有些建筑单位为了赢得更多的市场，没有对深基坑支护设计和施工单位进行全面的考察，就允许其参与了建筑工程的招投标，这就导致没有合格施工资质的承包商混入其中，为深基坑支护设计与施工带来了一系列的问题。

3深基坑工程施工单位必须对深基坑支护工程进行

严格的施工管理深基坑工程施工单位必须要进行专项施工方案的编制。深基坑工程施工单位必须按照已经制定的设计要求，再根据工程的设计情况进行专项施工方案的编制工作。专项施工方案的主要内容要包括常规的施工内容、执行规则、流程以及在设计方案中已经制定的施工程序和技术手段;土方挖掘、运输方案;维护地面建筑、地表水以及地下水的方法等。深基坑工程施工单位必须要进行专项施工方案的审批。专项施工方案的审批工作主要由建筑单位的技术负责人进行审批，再由总监理负责人进行审查工作，还要建立人数不低于五人的专家组对专项施工方案进行评审，最终上报给相关的安全监督单位。专项施工方案一旦经过相关部门审批通过之后，就不能再私自修改、改变。[3]如果在施工的过程中发现问题，应该立即交由相关的监督、设计、检测单位进行处理，将专项施工方案修改之后还要交由相关的审查部门进行审批。对深基坑边坡支护工程实施阶段的管理。建筑单位必须安排相关的监督部门、监理单位对深基坑边坡支护工程进行质量及安全管理，保证深基坑边坡支护工程的安全性以及稳定性，坚决禁止在不安全的施工环境中进行，对在不具备安全环境进行施工的单位要做出相应的处罚，防止违章施工、盲目施工现象的发生。监督部门、监理单位还要对深基坑边坡支护工程进行定期以及不定期的检查，加大监督力度。工程质量进度部门必须将深基坑边坡支护工程质量管理加入工程质量安全监管程序，只有这样才能有效保证深基坑边坡支护工程的工程质量。建筑单位要注意严禁在基坑深度2倍距离范围之内放置塔吊等大型工程设备，而且不能建造工人宿舍。如果必须在基坑深度2倍距离范围之内安置办公用房、放置生产材料等，必须将由专业的深基坑工程设计单位进行精确的分析计算，再得出相关注意事项之后才能实施;深基坑工程施工单位必须采取有效措施对基坑进行加固，经由专业部门作出加固方案后，才能进行加固工程。深基坑工程施工单位必须预先建立应急处理机制。深基坑工程施工单位必须预先制定紧急事故处理预案。一旦深基坑工程施工过程中出现安全问题时，相关单位、相关负责人必须根据实际情况立即采取事先制定的应急措施，坚决避免更严重的事故发生，还要向有关安全监督部门进行汇报，不能拖延甚至隐瞒不报。深基坑工程施工单位在施工期间必须做好安全监测工作。深基坑工程施工单位必须建立相关的监测单位对施工过程进行监测，监测单位必须具有专业的监测水平。

监测单位要结合监测报告、施工工程环境、地质条件、基坑安全等级等因素制定出更加科学、合理的监测方案。深基坑工程施工单位还要安排专业的监测人员对施工过程以及边坡安全情况进行实时监督，还要做出全面的监测记录。一旦监测采集数据到达了报警接线的时候，就必须通知有关部门，防止问题扩大。

4结语

综上所述，深基坑边坡支护工程能够对建筑工程地下施工阶段提供可靠的安全保障，因此，建筑单位必须对深基坑边坡支护设计与施工管理给予足够的重视。

作者:黄一湛 单位:广东省地质局第三地质大队

参考文献:

[1]高继宏.潘克辉.深基坑支护设计与施工管理[J].云南建筑,.

[2]高继宏.蒋荣.潘克辉.深基坑支护技术在实际工程中的应用[J].企业科技与发展,2015(21).

篇11：深基坑支护工程优化设计论文

随着城市化进程的加快，人们对居住环境的质量要求愈来愈高，同时，人们开始加强对地下空间的开发与利用。为了能够有效地保证建筑工程的安全性与稳定性，在建筑工程施工的过程中，使用深基坑支护技术能够有效的保证建筑工程施工质量。

1、深基抗施工条件说明

首先，在建筑工程进行深基坑支护施工的过程中，应该保证技术与建筑工程的水平发展相适应，并且将深基坑支护技术的优点作为主要的考虑方向;其次，在建筑工程进行实际的施工过程中，需要保证深基坑支护技术的承载能力较强，具有明显的挡土功能，并且稳定性较强。最后，在施工的过程中，需要加强对施工现场安全事故的预防工作，因为开挖坑道可能会使周边的建筑工程出现倒塌的情况。此外，在进行地下工程施工的过程中还需要加强对地下水位的检查，明确地下水的位置，不能在此位置之下进行施工。在施工的过程中，还需要加强对施工环境的检测，根据工程的实际情况不断优化施工技术，有效的保护施工环境，节省施工成本，提高建筑工程的施工质量。

2、深基坑支护施工技术

2.1、型钢支护施工技术

型钢支护技术主要是现代建筑工程深基坑支护施工过程中非常重要的一项施工技术，同其他的施工技术相比，型钢支护技术具有较强的韧性、刚度等优点。在实际的施工过程中，型钢支护技术主要是采用一种单排式、工字形式的钢材或者是使用钢板桩进行施工，这样的钢板桩是经过拉杆或者是连梁等进行连接的，这样可以有效的控制建筑工程的负荷情况，对于部分建筑基坑较深的项目来讲，型钢支护能够使用双排或者是多层的钢板进行支撑，增加基坑工程的承载能力与荷载能力。在这一过程中，面对层次较为复杂的钢板桩，在与锚杆进行组合的时候，需要及时运用专门配备好的热轧型材料进行施工操作。在具体的施工过程中，需要注意的是，虽然型钢支护在建筑工程施工的过程中具有良好的性能，但是因为施工材料属于特殊的钢制材料，所以，在施工的过程中，很容易产生较大的噪音，影响周边居住人员的正常休息，同时，也会给周边的建筑物带来一定的影响，所以，型钢支护技术并不适合在人口密集的城市中使用。

2.2、地下连续墙支护技术

在对建筑功工程深基坑支护施工的过程中，可以根据工程的实际情况选择地下连续墙支护技术。在使用地下连续墙支护技术进行施工的时候，为了保证建筑工程的质量、稳定性，主要使用的是钢筋混凝土墙，这是一个连续的施工技术，在应用的过程中，需要加强对机械设备的检查，明确基坑周围的轴线位置，同时，在保证泥浆护壁开挖的前提下，保证施工槽的深度以及长度。将钢筋笼挂在施工槽上，施工时，需要保证钢筋笼的.稳定性，之后在进行混凝土浇筑施工，这样就可以行车一个牢固的钢筋混凝土墙。地下连续墙在施工的过程中具有明显的优势，不仅能够有效的提升建筑工程地基的强度，还可以控制建筑工程施工成本的支出，提升建筑工程的经济。

2.3、土钉墙施工技术

在深基坑支护施工过程中，能够有效的保证深基坑边坡承载能力的支护技术是土钉墙支护技术，其对于提升建筑工程基坑的稳定性有着非常重要的作用。土钉墙支护施工的过程主要是：在施工之前，需要对边坡开挖以及修整支护内部的排水系统进行检查，如果系统存在问题需要进行修复之后才可以进行土钉墙的施工，混凝土的初喷成孔，之后在进行土钉安装、注浆，加强对连接件焊接技术的使用，保证钢筋网编制的质量，对混凝土面层进行复喷，加强对地表排水系统的修建。在对内部支护排水系统进行修建的过程中，需要先进行集水沟、排水坑的开挖，集水沟、排水坑的位置与深度必须严格按照施工图设计的情况进行施工。在基坑施工的过程中，如果存在地下水位比较高的情况，需要在深基坑的周边建设一道止水帷幕，这样可有效的防止地下水渗入到基坑内部，影响基坑的施工情况。当地下水位较低或者是施工土质较为松软的时候，可以使用微型桩对基坑进行超前支护。在选择土钉墙支护技术的时候，需要严格按照工程的实际情况进行施工，有效的保证建筑工程的质量，保证土钉墙的质量。

3、深基坑支护技术在建筑工程施工中的具体应用

本文以某建筑工程为例，分析深基坑支护技术在建筑工程中的使用情况。该建筑工程的建筑面积为36280m2，地下工程的总面积为9519m2，整个建筑工程成长方形。在建筑工程中，最深的深基坑为15m，在进行建筑工程施工的过程中，采用的钢筋混凝土框架结构与剪力墙结构，对地下工程施工采用的混凝土梁内设无粘结预应力筋。通过观察，发现建筑工程附近的土层为普通的泥土，并且局部的泥土是粘性较强的粉质黏土，经过对地下水位的检测，发现地下水位的深度较低，水质呈天然弱酸性，在进行地下工程建设的过程中，水质对钢筋混凝土结构不会产生影响。在建筑工程进行深基坑支护施工的过程中，支护桩主要承受着外部的压力与整体建筑工程的荷载能力，所以，在建筑工程中，深基坑支护施工对建筑工程的整体质量保证有着非常重要的作用。根据上述工程的实际情况，在进行深基坑支护施工的过程中，支护桩可以采用以下两种方式进行施工，一种是人工挖掘的孔桩，另外一种是钢筋混凝土护臂支护桩。比如，在使用灌注桩进行施工时，可以采用人工吊桶的方式对灌注桩进行钻孔施工，以此来保证灌注桩施工的质量。而且，在深基坑进行施工的过程中，施工人员必须保证施工的整体质量，有效地避免施工中各种问题的产生，提升建筑工程的整体质量。

综上所述，在进行建筑工程建设的过程中，需要根据工程的实际情况对深基坑支护技术进行合理的选择。这样不仅可以有效的控制建筑工程的施工质量，还能够有效的保证建筑工程的稳定性与安全性。通过实践可以发现，在建筑工程中合理的使用深基坑支护技术能够保证建筑工程的整体效果，提升建筑工程的经济效益。所以，在未来工程建设的过程中，施工人员应该不断的提升自身的技术水平，熟悉深基坑支护工作的各项要点，保证建筑工程的能够顺利、高效的发展。

参考文献：

[1] 宋玉峰. 谈建筑工程中的深基坑支护施工技术[J]. 黑龙江科技信息，，(03)：275.

篇12：深基坑支护工程优化设计论文

随着社会经济的不断发展，人们物质生活水平的提高，整个社会对岩土工程的建设数量和建设质量都有了更高要求，这使得岩土工程也有了较大发展。岩土工程的特殊性，使得岩土工程施工时，会将地基设计为深基坑的形式，以此来保证建筑物的稳定，这便是深基坑支护技术随着土木工程的逐渐频繁，整个社会对基坑支护技术的要求也越来越高，同时出现的问题也随之增多，因而必须重新审视基坑工程这一课题，促进一些新的经验或研究方法的出现。

2岩土工程深基坑支护技术施工特点分析

岩土工程深基坑施工涉及到的内容比较多，具体有施工设计、检测以及基坑支护等等，对于深基坑的施工而言有着十分重要的意义，这是保护周边环境的重要措施，并且也是提高主体地下结构安全性的施工技术。深基坑支护施工这一工程的特点在于具有较强的综合性与复杂性，具体阐述如下：

⑴基坑深度不断增加，这是为了充分利用土地资源。在建筑高度不断增加的基础之上，基础承受的压力将会越来越大，并且对基坑的深度的施工需求也会越来越高;

⑵岩土工程深基坑施工的区域性比较强。受到地质条件与人文条件的影响，深基坑支护工程会存在一定的差异，就算地方相同，由于土地岩土的差别，其性质也必然有不同。因此，在深基坑开挖过程中，必须充分考虑施工现场实际情况;

⑶深基坑支护技术施工容易受到周边环境的影响。特别是对于超高层建筑与高层岩土工程，这些建筑往往具有比较密集的人流量，交通相对发达，所处区域的建筑物密集度高，所以深基坑支护工程施工往往会存在较多的影响因素;

篇13：深基坑支护工程优化设计论文

1 工程概况

南昌某工程总建筑面积约24 655.1 m2, 地下室面积约为5 262.4 m2。地上6层、地下1层, 地下室开挖深度约5.7 m。室内设计地坪标高±0.00相当于黄海高程22.00 m。该工程为钢筋混凝土框架结构, 基础采用钢筋混凝土柱下独立基础。基坑周边建筑情况:基坑南侧离基坑底边壁21 m外为在建34层高层, 具有2层地下室, 开挖深度8 m~9 m, 项目地下部分完成但未回填;北侧为已建科技创新中心, 具有1层地下室, 基坑底边壁距科技创新中心约15 m, 北侧西段存在车库通道, 距离基坑底约8 m;基坑东侧、北侧现浇施工道路边缘距基础边0.3 m~1.0 m, 东侧距离基坑底约8.0 m, 便道宽约5.0 m~7.0 m;基坑西侧为市政主干道, 距离基础边缘约14.0 m。根据城市规划图显示该场地无电力电缆和通讯光缆, 无给排水管道及燃气管道。

根据地质勘察情况报告及现场实际揭露层, 该工程开挖主要会遇到以下土质:场地土层上部为第四系全新统杂填土 (Q4ml) 、耕植土 (Q4pd) 、淤泥 (Q4l) , 下部由第四系全新统冲积层粉质粘土、细砂、中砂、粗砂层 (Q3al) 组成。

以下分别予以阐述:

杂填土 (Q4ml) :杂色, 松散状态, 稍湿, 在场地内仅少数钻孔出现该层, 主要由少量粘性土及煤渣、碎石组成, 部分钻孔上部为水泥路面。层厚0.00 m~2.90 m, 层底标高37.79 m~39.85 m。

耕植土:黄色, 松散状态, 湿, 含植物根茎, 在场地内大部分钻孔出现, 层厚0.00 m~1.70 m, 层底标高37.40 m~40.18 m。

淤泥:灰黑色, 饱和, 流塑, 高压缩性, 具於臭味。该土层在场内仅ZK34, 97号钻孔出现, 层厚0.00 m~1.00 m。层高38.00 m~40.18 m。

第四系全新统冲积层 (Q3al) :

粉质粘土:褐黄、灰黄色, 可塑~硬塑状态, 该土层在场地内分布较均匀, 局部钻孔夹细砂薄层。无摇振反应, 稍有光泽, 干强度、韧性均为中等, 属中等压缩性, 层厚2.60 m~9.90 m。层顶标高37.40 m~40.18 m。

细砂:黄色, 中密度状态, 上部稍湿, 12.6 m以下呈很湿~饱和状态, 上部含粘性土, 层厚2.00 m~9.70 m, 层顶标高29.44 m~35.95 m。

中砂:黄色, 中密度状态, 很湿~饱和, 含少量粘性土, 层厚0.3 m~6.60 m, 层顶标高23.39 m~30.51 m。

本次勘探根据砂砾岩风化程度分为三个亚层, 现分述如下:

粗砂:黄色, 饱和, 中密度状态, 含砾, 颗粒骨架矿物成分主要由石英组成, 呈菱角状, 级配良好。该土层在整个场地分布均匀。该层未揭穿, 已揭穿厚度5.90 m~7.50 m, 层顶标高21.49 m~25.96 m。

拟建场地初见水位埋深0.10 m~2.80 m, 属上层滞水, 主要分布在杂填土层中, 由季节性水和地表渗水补给, 水量不大。在细砂层中12.8 m~14.90 m见另一地下水, 属潜水。场地地下水为洪水期水位。稳定水位埋深12.60 m~14.00 m与赣江水水力联系密切, 水量较大, 地下水位随季节变化而变化, 水位变化幅度一般为1.5 m~2.0 m。地下水对基坑工作面无较大影响。

2 原设计方案简介

参照南昌地区深基坑支护设计的经验, 结合该工程基坑周边环境的情况, 通过计算确定选择“单排桩支锚”的支护方案。

1) 北侧为已建科技创新中心, 具有1层地下室, 东、北侧现浇施工道路边缘距基础边0.3 m~1.0 m, 经常有天泵及重车经过, 采用人工挖孔桩, 桩径900 cm, 间距1.5 m, 桩长12 m, 浇筑C30。

2) 基坑西侧为市政主干道, 距离基础边缘约14.0 m, 西南角存在一淤泥池塘, 面积约234 m2, 采用喷锚支护, 锚杆倾角10°, 锚固长度9 m, 注浆用水泥浆, 采用二次注浆工艺, 锚杆预应力90 k N。

3) 西南侧边坡采用1∶1.05放坡, 坡面挂网喷浆, 护坡钢筋网采用圆8钢筋, 间距为15 cm×15 cm。

3 设计方案优化

通过对该工程的地质报告和原设计计算书及方案进行细致的分析和研究, 首先对土方开挖外运路线进行了重新规划, 地下室施工方案进行了优化, 原本北东侧道路计划为外运土方线路, 经业主同意, 优化后直接从东侧放坡修建临时便道, 从东侧直出, 利用业主东侧原有道路, 从东侧市政道路外运土方, 因此北东侧临时道路在地下室施工期间不承载重车压力, 靠近东侧地下室底板混凝土采用地泵浇筑, 西侧地下室底板混凝土则在距离边坡12 m远的市政道路采用天泵浇筑。因此, 对该工程的优化设计方案如下。

3.1 北侧采用土钉墙+微型钢管桩

微型钢管桩在土体未开挖之前施工, 钢管施工完成后对开孔土体进行注浆加固处理, 微型钢管桩顶部标高20.3 m。

坡高:约为5.57 m。

微型钢管桩布置:在地下室基础边100 mm以外, 间隔750 mm布置, 钢管桩长6 m, 厚5 mm。采用SH30型钻机现场成孔, 成孔直径127, 要求孔壁垂直, 在孔内放置108, 厚5 mm的钢管, 在孔内及管内灌注M30水泥浆。

垂向布设:共分4排, 与水平面呈15°夹角。

第1排:距地面0.77 m, 土钉长度6.00 m;第2排:距地面2.27 m, 土钉长度6.00 m;第3排:距地面3.77 m, 土钉长度4.50 m;第4排:距地面5.27 m, 土钉长度4.50 m;水平布设:土钉水平间距为1.50 m, 上下层分别错开呈梅花形布置。

土钉定位及成孔:土钉按要求采用钢卷尺定位, 孔距允许偏差为10 mm。土钉锚杆钻机施工, 孔深允许误差为50 mm。

土钉制作安装:本次施工打入式土钉采用48, 壁厚3.0 mm焊接钢管, 每隔0.5 m对称钻一组5 mm孔, 每组错开90°, 安装孔斜15°。

钢管注浆:采用M30水泥浆注浆, 要求水灰比不得小于1∶0.75。

3.2 西侧段采用土钉墙支护

坡高:约为5.57 m。放坡坡率:1∶0.32。垂向布设:共分4排, 与水平面呈15°夹角。第1排:距地面0.77 m, 土钉长度7.00 m;第2排:距地面2.27 m, 土钉长度6.00 m;第3排:距地面3.77 m, 土钉长度4.50 m;第4排:距地面5.27 m, 土钉长度4.50 m;水平布设土钉水平间距为1.50 m, 上下层分别错开呈梅花形布置。

土钉定位及成孔:土钉按要求采用钢卷尺定位, 孔距允许偏差为10 mm。土钉采用冲击器施工, 孔深允许误差为50 mm。

土钉制作安装:本次施工打入式土钉采用48, 壁厚3.0 mm焊接钢管, 每隔0.5 m对称钻一组5 mm孔, 每组错开90°, 安装孔斜15°。

钢管注浆:采用M30水泥浆注浆, 要求水灰比不得小于1∶0.75。

3.3 南侧段采用土钉墙支护

坡高:约为5.57 m。放坡坡率:1∶0.42。垂向布设:共分4排, 与水平面呈15°夹角。第1排:距地面0.77 m, 土钉长度6.00 m;第2排:距地面2.27 m, 土钉长度4.50 m;第3排:距地面3.77 m, 土钉长度3.00 m;第4排:距地面5.27 m, 土钉长度3.00 m;水平布设:土钉水平间距为1.50 m, 上下层分别错开呈梅花形布置。

土钉定位及成孔:土钉按要求采用钢卷尺定位, 孔距允许偏差为10 mm。土钉采用冲击器施工, 孔深允许误差为50 mm。

土钉制作安装:本次施工打入式土钉采用48, 壁厚3.0 mm焊接钢管, 每隔0.5 m对称钻一组5 mm孔, 每组错开90°, 安装孔斜15°。

钢管注浆:采用M30水泥浆注浆, 要求水灰比不得小于1∶0.75。

3.4 东侧段采用土钉墙支护

坡高:约为5.57 m。放坡坡率:1∶0.6。垂向布设:共分为4排, 与水平面呈15°夹角。第1排:距地面0.90 m, 土钉长度4.50 m;第2排:距地面2.40 m, 土钉长度4.50 m;第3排:距地面3.90 m, 土钉长度3.00 m;第4排:距地面5.40 m, 土钉长度为3.00 m;水平布设:水平间距为1.50 m, 上下层分别错开呈梅花形布置。

土钉定位及成孔:土钉按要求采用钢卷尺定位, 孔距允许偏差为10 mm。土钉采用冲击器施工, 孔深允许误差为50 mm。

土钉制作安装:本次施工打入式土钉采用48, 壁厚3.0 mm焊接钢管, 每隔0.5 m对称钻一组5 mm孔, 每组错开90°, 安装孔斜15°。

钢管注浆:采用M30水泥浆注浆, 要求水灰比不得小于1∶0.75。

4 基坑监测和信息反馈

鉴于深基坑的复杂性和不确定性, 理论计算还难以全面准确地反映工程进行中的各种变化, 所以, 在理论分析指导下有目的地进行工程监测十分必要。利用监测反馈的信息和数据, 一方面可及时采取技术措施防止发生重大工程事故, 另一方面亦可为完善计算理论提供依据。该监测内容主要为水平方向和垂直方向的位移变化。

根据该基坑安全等级, 共布设水平、垂直位移监测点14个, 编号T1~T14, 现场监测频率见表1, 如遇暴雨等特殊情况, 必须随时监测;各观测对象报警值见表2, 当内力、变形达到报警值时, 要及时向有关人员报告, 以便采取对策, 防止因延误而造成事故。

mm

此次监测为期5个月, 通过监测及时捕捉到了基坑在开挖及施工过程中的细微变化, 达到了信息化施工的目的。各监测点监测数据汇总见表3。

从监测数据可知, 该基坑日位移量和累计位移量均未达到报警值, 其中北侧边坡水平、垂直位移量最大。

5 结语

1) 赣江边地质条件独特, 结合基坑周边环境特点, 对深基坑支护设计与施工方案优化具有重要经济效益和社会价值。2) 根据现场边坡实际情况可知, 该优化后的基坑支护方案安全、经济、可行, 边坡处于稳定状态, 支护效果达到预期目标。3) 北侧T1~T4监测点位移量相对较大, 主要原因有:a.北侧现浇施工道路边缘距基坑近, 仅0.3 m~1.0 m, 且工程车及运货车经常通过, 动荷载频繁;b.北侧排水条件差, 暴雨天气地表水渗透, 渗透水压力较大;c.北侧毗邻建筑较近, 且已建汽车坡道夹于两建筑物之间, 卸荷作用明显。

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篇14：深基坑支护工程优化设计论文

随着在各地的深基坑开挖和支护技术方面积累了丰富的設计和施工经验，一大批新技术、新结构、新工艺不断涌现。但是，现在的城市建筑间距很小，有的基坑边缘距已有建筑仅十几米、甚至几米，给基础工程施工带来很大的难度，给周围环境带来极大威胁，也相应地增加了施工工期和施工费用。另外，原来的深基坑支护结构的设计理论、设计原则、运算公式、施工工艺等，已不能满足深基坑开挖与支护结构的实际需要，导致一些基坑工程出现坍塌等事故，造成人员生命和财产的巨大损失。因此，对深基坑支护的安全问题，工程技术人员应予以高度重视。

1 基坑支护的重要性

目前，在建筑工程中基坑施工时，为确保施工安全，防止塌方事故发生，必须对开挖的基坑采取支护措施。建筑基坑支护设计与施工应综合考虑工程地质与水文地质条件、基坑类型、基坑开挖掘深度、降排水条件、周边环境对基坑侧壁位移的要求，基坑周边荷载、施工季节、支护结构使用期限等因素，做到合理设计、精心施工、经济安全。

2 深基坑支护设计中存在的问题

2．1 支护结构设计中土体的物理力学参数选择不当

深基坑支护结构所承担的土压力大小直接影响其安全度，但由于地质情况多变且十分复杂，要精确地计算土压力目前还十分困难，至今仍在采用库伦公式或朗肯公式。关于土体物理参数的选择是一个非常复杂的问题，尤其是在深基坑开挖后，含水率、内摩擦角和粘聚力三个参数是可变值，准确计算出支护结构的实际受力比较困难。

在深基坑支护结构设计中，如果对地基土体的物理力学参数取值不准，将对设计的结果产生很大影响。实验数据表明：基坑开挖前、后，土体的内摩擦角值一般相差5°，而产生的土体的主动土压力也不相同；而原土体的内凝聚力与开挖后土体的内凝聚力，则差别也大，一般在6kPa 以上，施工工艺和支护结构形式不同，对土体的物理力学参数的选取也有很大影响。

2．2 基坑土体的取样不具有代表性

在深基坑支护结构设计之前，必须对地基土层进行取样分析，以取得土体比较合理的物理力学指标，为支护结构的设计提拱可靠的依据。一般在深基坑开挖区域2～3 倍范围内，按相关规范的要求进行钻探取样。由于为了减少勘探的工作量和降低工程造价，不能钻过多钻孔；因此，所取得的土样有时就有一定的随机性和不完全性。但是，地质构造是复杂和多变的，这样取得的土样的数据不具代表性，因此不可能全面反映土层的真实情况。因此，引致支护结构的设计也就不完全符合实际的地质现状。

2．3 基坑开挖存在的空间效应考虑不周

深基坑开挖中大量的实测资料表明：基坑周边向基坑内发生的水平位移是中间大两头小。深基坑边坡的失稳，常常以长边的居中位置发生，这足以说明深基坑开挖是一个空间问题。传统的深基坑支护结构的设计是按平面应变问题处理的，对一些细长条基坑来讲，这种平面应变假设是比较符合实际的，而对近似方形或长方形深基坑则差别比较大。所以，在未进行空间问题处理前而按平面应变假设设计时，支护结构要适当进行调整，以适应开挖空间效应的要求。

2．4 支护结构设计计算与实际受力不符

目前，深基坑支护结构的设计计算仍基于极限平衡理论，但支护结构的实际受力并不那么简单。工程实践证明，有的支护结构按极限平衡理论计算的安全系数，从理论上讲是绝对安全的，但却发生破坏：有的支护结构却恰恰相反，即安全系数虽然比较小，甚至达不到规范的要求，但在实际工程中却获得成功。

3 深基坑支护设计的改进方法

3．1 转变传统的设计理念

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和新方法打下了良好的基础。但是，对于深基坑支护结构的设计，国内外至今尚没有一种精确的计算方法，目前仍处于摸索和探讨阶段。我国也没有统一的支护结构设计规范，土压力分布还按库伦或朗肯理论确定，支护桩仍用“等值梁法”进行计算，其计算结果与深基坑支护结构的实际受力悬殊较大，既不安全也不经济。

3．2 建立变形控制的新的工程设计方法

目前，设计人员用的极限平衡原理是一种简便实用的常用设计方法，其计算结果具有重要的参考价值。但是，将这种设计方法用于深基坑支护结构，只能单纯满足支护结构的强度要求，而不能保证支护结构的刚度。众多工程事故就是因为支护结构产生过大的变形而造成的，由此可见，评价一个支护结构的设计方案优劣，不仅要看其是否满足强度的要求，而且还要看其变形大小。

4 深基坑支护施工要点

4．1 地下水控制

地下水控制是基坑工程中的一个难点，因土质与地下水位的条件不同，基坑开挖的施工方法大不相同。有时在没有地下水的条件下，可轻易开挖到6m 或更深；但在地下水位较高，又是砂土或粉土时，开挖3m 也可能产生塌方。所以，对于沿海、沿江等高水位地区或表层滞水丰富的地区来说，深基坑工程的地下水控制的成败是基坑工程成败的关键问题之一。在基坑开挖中，降水排水及止水对工程的安全与经济有重大的影响，多数基坑工程事故与水都有直接或间接的关系。一般情况下软土地区地下水位较高，深基坑工程开挖时，为改善挖土操作条件，提高土体的抗剪强度，增加土体抗管涌、抗承压水、抗流砂的能力，减少对围护体的侧压力，从而提高基坑施工的安全度，往往对坑内、坑外采取降水。

目前，降水主要有轻型井点及多层轻型井点、喷射井点、深井井点、电渗井点等。但降水过程中，由于含水层内的地下水位降低，土层内液压降低，使土体粒间应力，即有效应力增加，从而导致地面沉降，严重时地面沉降会造成相邻建筑物的倾斜与破坏，地下管线的破。另外，在坑内降水时，如果降水深度过深，由于水位差增加，易出现管涌，造成工程事故。为此，施工决策前，需要了解施工中可能发生的各种情况及其危害程度，以便提出最佳决策方案，获得最佳经济效益及保障施工安全。为了防止由于降水引起的各类意外事故，可采取下措施：

（1）基坑四周设置的如果是不渗水挡土墙，可取消坑外降水；

（2）在坑外降水同时，在其外侧（受保护对象之间）同时进行回灌；

（3）尽量减少初期的抽水速度，使降水漏斗线的坡度放缓；

（4）控制坑内降水深度，一般降水深度在基坑开挖面以下0．5～1．0m；

（5）合理确定挡土墙的入土深度，防止管涌。

4．2 深基坑施工监测

当前，基坑支护设计尚无成熟的方法用以计算基坑周围的土体变形，施工中通过准确及时的监测，可以指导基坑开挖和支护，有利于及时采取应急措施，避免或减轻破坏性的后果。

基坑支护监测一般需要进行下列项目的测量：监控点高程和平面位移的测量：支护结构和被支护土体的侧向位移测量：基坑坑底隆起测量；支护结构内外土压力测量；支护结构内间隙水压力测量；支护结构的内力测量：地下水位变化的测量：邻近基坑的建筑物和管线变形测量等。深基坑施工监测有如下特点：

4.2.1 时效性

普通工程测量一般没有明显的时间效应。基坑监测通常是配合降水和开挖过程，有鲜明的时间性。测量结果是动态变化的，一天以前（甚至几小时以前）的测量结果都会失去直接的意义，因此深基坑施工中监测需随时进行，通常是1 次／d，在测量对象变化快的关键时期，可能每天需进行数次。基坑监测的时效性要求对应的方法和设备具有采集数据快、全天候工作的能力，甚至适应夜晚或大雾天气等严酷的环境条件。

4.2.2 高精度

普通工程测量中误差限值通常在数毫米，例如60m以下建筑物在测站上测定的高差中误差限值为2．5mm，而正常情况下基坑施工中的环境变形速率可能在0．1mm／d 以下，要测到这样的变形精度，普通测量方法和仪器部不能胜任，因此基坑施工中的测量通常采用一些特殊的高精度仪器。

5 结论

由以上阐述得知，基坑的开挖与支护结构是一个系统工程，涉及工程地质、水文地质、工程结构、建筑材料、施工工艺和施工管理等多方面。它是集土力学、水力学、材料才学和结构力学等于一体的综合性学科。支护结构又是由若干具有独立功能的体系组成的整体。正因如此，无论是结构设计还是施工组织都应当从整体功能出发，将各组成部分协调好，才能确保它的安全可靠、经济合理。

参考文献：

[1]吴字飞．岩土工程中的深基坑支护设计问题探讨．黑龙江科技信息，2008 年第2 期.