深基坑支护设计中需注意几个问题

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摘要：本文分析基坑支护设计中需注意几个问题，并提出相关的处理方法。主要讨论的问题为：1.岩土工程勘察要仔细和准确。2.结合现场实际情况合理选取岩土参数。3.充分利用深基坑支护的空间效应进行设计计算。

关键词：基坑支护，岩土参数，空间效应

Abstract: This paper analyses some problems in foundation pit support design, and make relevant treatment. The main issues to be discussed are: 1geotechnical investigation must be carefully and accurately. 2 according to actual conditions of reasonable selection of parameters of rock and soil. 3make full use of the space effect of deep foundation pit support design.

Key words: foundation pit; soil parameter; spatial effect

中图分类号：TU2文献标识码： 文章编号：

前言：随着国民经济建设的迅猛发展，土地的利用率越来越高，高层建筑越来越多，出现了大量的深基坑，深基坑向深、大、密及复杂方向的发展，导致深基坑支护工程是当前建筑行业十分关注的工程热点。作者在基坑支护工程设计和施工实践中总结了大量的经验和教训，本文对基坑支护设计中需注意几个问题进行讨论。

岩土工程勘察要仔细和准确

目前市场上一般不进行基坑支护工程的专项勘察，基坑工程的岩土勘察与主体建筑的地基勘察同时进行。主体建筑勘察时注重基底以下地层物理力学性质，对浅层地基不够重视。特别是分层时容易漏掉软弱土夹层、夹砂薄层等，对基坑支护范围内的不良地质作用，包括暗浜、地下管线、地下电缆、地下上下水、地下障碍物等不重视。当岩土工程条件复杂时，应采用多种勘察测试手段，综合分析和评价土层的特性和设计参数，以取得可靠的岩土工程资料和设计参数。

基坑工程勘察深度一般为（2～3）倍开挖深度（若遇坚硬粘性土、碎石土和岩层等可减小勘察深度），采取不扰动土样与原位测试的竖向间距以1～2m为宜。对于淤泥质土层宜采用薄壁取土器压入取样，以确保取样的质量，也可采用静力触探试验。对砂土和碎石土应进行标准贯入试验或圆锥动力触探试验。松散的人工堆积层应视其成分采取试样或进行轻型动力触探、标准贯入试验或重型动力触探试验。

基坑工程岩土工程勘察时，一定重视地下水问题。地下水主要是浅部的上层滞水、潜水或承压水，因为地下水对基坑工程开挖施工影响较大。基坑工程开挖施工时，经常由于水头差引起的渗漏，有时发生“流砂”和突涌，对基坑工程相邻的建筑物和地下管线带来危害。勘察时必须及时测量地下水的初见水位和静止水位。

结合现场实际情况合理选取岩土参数

在基坑支护设计计算时，主要的岩土参数有粘聚力c、内摩擦角φ、土的重度γ。上述指标是由室内土工试验测出，其中粘聚力c、内摩擦角φ与土的固结度关系密切，对于同一种土，在不同排水条件下进行试验，可以得出不同的抗剪强度指标c和φ，故试验条件的选取应尽可能反映地基土的实际工作状态。按《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）3.1.14土压力及水压力计算、土的各类稳定性验算时相应的土的抗剪强度指标类别应符合下列规定：

1．对地下水位以上的粘性土、粘质粉土，土的抗剪强度指标应采用三轴固结不排水抗剪强度指标ccu、φcu或直剪固结快剪强度指标ccq、φcq；对地下水位以上的砂质粉土、砂土、碎石土，土的抗剪强度指标应采用有效应力强度指标c’、φ’。

2．对地下水位以下的粘性土、粘质粉土，可采用土压力、水压力合算方法；此时，对正常固结和超固结土，土的抗剪强度指标应采用三轴固结不排水抗剪强度指标ccu、φcu或直剪固结快剪强度指标ccq、φcq；对欠固结土，宜采用有效自重压力下预固结的三轴不固结不排水抗剪强度指标cuu、φuu。对地下水位以下的砂质粉土、砂土、碎石土，应采用土压力、水压力分算方法；此时，土的抗剪强度指标应采用有效应力强度指标c’、φ’；对砂质粉土，缺少有效应力强度指标时，也可采用三轴固结不排水抗剪强度指标ccu、φcu或直剪固结快剪强度指标ccq、φcq代替；对砂土和碎石土，有效应力强度指标φ’可根据标准贯入试验实测击数和水下休止角等物理力学指标取值。

实际基坑支护设计过程中参数选取非常重要，一定要结合实际情况进行合理选取。如填土层较厚时，一般勘察单位是按经验值提供参数，设计时一定要考虑现场是否有上层滞水或地表水、施工用水的渗入的影响，一般水的影响使c、φ值减小，孔隙水压力增大，这样填土中的孔隙被水充填γ值增大，因此设计时c、φ值应适当减少（可取到提供值的0.7～0.9倍），γ值增大1.1倍。对于强风化、中风化岩层的粘聚力c、内摩擦角φ的取值，勘察报告中一般不会给出，设计人员一般根据经验取值。我认为首先考虑岩体的饱和抗压强度特征值Rc和岩体的完整性指数，并计算岩体基本质量指标，确定岩体基本质量级别；由岩体基本质量级别按国标《工程岩体分级标准》表C.0.1查表可得到所需抗剪断峰值强度指标。有时可以参考岩层风化成土后该土层的c、φ进行取值。对岩石地区基坑支护设计时应重视岩体的结构面类型和特点及裂隙发育情况。特别是有孔隙水时应注意土岩接触部位渗水的处理，建议疏堵结合，设置泄水孔很重要。当然各个地方有其经验数值对于基坑支护设计很有用。

地基土水平抗力系数的比例系数m是基坑支护设计常用参数，其值需要通过单桩水平临界荷载试验取得，该试验较少进行。一般设计人员按经验公式计算。根据经验公式计算出来的m值往往偏低，导致计算出来的基坑位移和内力偏大。设计人员应根据经验和参考规范给出的经验值，适当调整m得到更合理的计算结果。

充分利用深基坑支护的空间效应，合理进行设计

深基坑平面形状一般为长方形、矩形，开挖后形成立体空间。基坑边的滑动面与一般支护体的边界条件不同，基坑四周边角的滑动面受相邻边界的制约影响，作用于支护桩背上的土压力不仅与开挖深度有关，而且与开挖长度、宽度有关。实测基坑的位移量表明，在基坑长边方向的中间位移量最大，基坑短边方向位移较均匀，基坑四角位移最小。实践表明，支护结构在基坑开挖后，支护体受力受到空间效应的影响较大，因此应该充分利用基坑的空间效应，在基坑四角可以减少锚杆或支撑以及支护桩的配筋，合理节约配筋。有的部位可以采用疏排桩锚加土钉墙联合支护代替桩锚支护，既能满足支护要求，还可以节约投资。

冠梁是联系支护桩、锚杆或内支撑的水平构件，冠梁需前后配筋，是一个水平受弯的梁。设计时冠梁的刚度对支护结构的内力计算影响较大，在计算冠梁的刚度时，冠梁的计算跨度有较大影响，应该注意正确选择冠梁计算跨度。当基坑的平面长度较大时，单边长度在几十米甚至几百米，而冠梁的截面尺寸宽度、高度一般都不超过1.0m，冠梁的宽度和计算跨度之比达到了几十分之一，水平抗弯刚度较小，几乎可以忽略不计，进行单元计算时完全按没有冠梁进行计算。若基坑边长较小，冠梁的跨度自然就小，冠梁的水平抗弯刚度就会很大，这样支护桩传到冠梁的水平力很大一部分由冠梁承担，锚杆和支撑分担的内力相对减少。可见，基坑设计时输入冠梁的计算跨度，对计算影响很大，因此设计时一定结合现场实际去计算，才能取得合理效果。

五、结束语本文从基坑工程岩土工程勘察、合理选取岩土参数、充分利用基坑空间效应去合理进行设计等方面入手进行讨论，不足之处望同行批评指正。

参考文献：

[1]李志灿，深基坑支护施工技术的探析，建筑科学前沿，2012年8月

[2] 行业标准《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012

[3] 国家标准《建筑边坡工程技术规范》GB50330-2002

作者简介：许志林，男，1969年生，毕业于中国地质大学（武汉），主要从事岩土工程勘察和地基处理、桩基、基坑支护等设计和施工工作。