岩土工程中复杂场地深基坑支护工程设计与施工

引言

随着社会经济的迅猛发展，城市建设水平亦不断提升。当前，城市建筑的高度已无法满足新时代生活与生产需求，城市建设项目正逐渐向地下空间拓展，以期最大化利用城市地下资源。挖掘工程的兴起正是在这一背景下。基坑支护技术在岩土工程施工中的有效运用，能够妥善应对复杂场地施工过程中可能遭遇的诸多意外情况，其显著的优势与特点不容小觑。在一定程度上，岩土工程施工中可能遇到的安全问题，主要源于需提升复杂建筑工地深基坑支护工程的施工水平，这与建筑工程的施工质量紧密相关。

1 基坑支护工程特点分析

基坑支护工程作为岩土工程中至关重要的组成部分，在复杂场地的施工环境中展现出其独特的特点。首先，基坑支护工程具有高度的复杂性和多样性。由于复杂场地的地质条件、地下水位、周边环境等因素的差异，基坑支护方案的设计和施工必须充分考虑这些复杂因素，以确保工程的稳定性和安全性。不同场地、不同地质条件下的基坑支护工程，其支护结构和施工方法往往差异显著，这要求工程技术人员具备丰富的实践经验和深厚的专业知识。其次，基坑支护工程具有显著的时空效应。基坑支护结构在施工过程中的受力状态会随着开挖深度的增加和时间的推移而发生变化。因此，基坑支护工程的设计和施工必须充分考虑时空效应的影响，合理确定开挖顺序、支护结构和支护参数，以确保基坑支护结构的稳定性和安全性。此外，基坑支护工程还具有较高的技术要求和风险性。基坑支护工程涉及岩土工程、结构工程、地质工程等多个学科领域的知识和技术，要求工程技术人员具备较高的专业素养和技术水平。同时，基坑支护工程在施工过程中可能面临多种风险和挑战，如地下水位变化、土体失稳、支护结构破坏等，这要求工程技术人员必须采取有效的措施进行风险防控和应急处理。

2 深基坑支护工程的土压力情况分析

深基坑支护工程的土压力情况十分复杂。土压力的大小和分布不仅受到基坑支护结构形式、支护刚度和开挖深度等因素的影响，还与土体的物理力学性质、地下水条件以及施工过程中的各种因素密切相关。因此，对深基坑支护工程的土压力进行准确分析和计算，是确保基坑支护结构稳定性和安全性的重要前提。在分析深基坑支护工程的土压力时，需要考虑土体的非线性特性和时间效应。由于土体具有弹塑性或粘弹性等非线性特性，其应力应变关系复杂，难以用简单的数学模型进行描述。同时，土压力的大小和分布还会随着时间的推移而发生变化，这要求我们在分析过程中必须充分考虑时间效应的影响[1]。此外，还需要考虑基坑支护结构与土体之间的相互作用。支护结构在受力过程中会发生变形，而土体的变形又会对支护结构产生反作用力，这种相互作用关系使得深基坑支护工程的土压力分析更加复杂。因此，在分析过程中需要采用合理的数值计算方法或试验手段，对支护结构与土体之间的相互作用进行模拟和分析。

3 复杂场地深基坑支护工程设计及施工策略

3.1 深基坑支护工程的设计理念要创新

在传统的设计理念中，往往过于注重支护结构的强度和稳定性，而忽视了基坑开挖对周边环境的影响。然而，在现代城市建设中，深基坑支护工程往往位于繁华的市区，周边建筑密集，地下管线复杂。因此，新的设计理念需要更加注重环境保护和可持续发展，确保基坑开挖不会对周边环境造成过大的影响。例如，可以采用更为灵活的支护结构形式，减少对周边土体的扰动；同时，在支护结构的设计中，也需要充分考虑其对周边环境的影响，确保支护结构在受力过程中不会对周边建筑和地下管线造成损害。此外，新的设计理念还需要注重施工过程中的监测和控制，及时发现和处理可能出现的问题，确保基坑支护工程的安全和稳定。

3.2 深基坑支护工程的土压力计算分析

在深基坑支护工程中，土压力的计算分析是至关重要的。土压力的大小和分布将直接影响支护结构的设计和施工。传统的土压力计算方法往往基于一些简化的假设，如土体为均质、各向同性等，然而在实际工程中，土体往往具有复杂的性质，如非均质、非线性、各向异性等。因此，在进行土压力计算分析时，需要充分考虑土体的实际性质，采用更为精确的计算方法。一方面，可以通过实验室试验和现场原位试验等手段，获取土体的物理力学参数，如密度、抗剪强度、弹性模量等，为土压力的计算提供更为准确的基础数据[2]。另一方面，可以采用先进的数值计算方法，如有限元法、有限差分法等，对土压力进行更为精确的计算和分析。在计算过程中，还需要充分考虑支护结构与土体之间的相互作用，以及基坑开挖过程中土体的变形和位移等因素，以获得更为准确的土压力分布和大15%

3.3 现场做好变形观测

在深基坑支护工程的施工过程中，现场变形观测是至关重要的一环。通过变形观测，可以实时掌握基坑周围土体和支护结构的变形情况，及时发现潜在的安全隐患，为工程的顺利进行提供有力的保障。变形观测的内容主要包括基坑周围地表的沉降观测、支护结构的水平位移观测以及土体的深层水平位移观测等。观测点应布置在基坑周围的关键位置，如角落、边坡中点等，以确保观测结果的全面性和准确性。观测频率应根据施工进度和变形情况适时调整，关键施工阶段或变形较大时应增加观测次数。在观测过程中，应采用高精度的测量仪器和方法，确保观测数据的准确性和可靠性。同时，还应对观测数据进行及时的分析和处理，绘制变形曲线图，判断变形趋势，预测可能的变形情况，为工程决策提供依据。此外，变形观测还应与施工监测相结合，形成一套完整的监测体系。

3.4 深基坑支护结构设计及施工

在深基坑支护结构的设计与施工过程中，首先需依据地质勘察报告、周边环境条件、基坑深度及形状等因素，合理确定支护结构的形式。常见的支护结构形式包括钢板桩、钻孔灌注桩、地下连续墙以及SMW 工法等，每种形式都有其特定的适用条件和优缺点。设计时需综合考虑安全性、经济性、施工可行性等多方面因素，选择最优方案。施工过程中，应严格按照设计图纸和规范要求进行作业。对于钻孔灌注桩等需进行注浆加固的支护结构，要确保注浆压力和注浆量的准确控制，以提高支护结构的整体强度和稳定性。同时，应加强施工过程中的质量监控，对关键工序进行旁站监督，确保施工质量符合设计要求。此外，还需注意施工过程中的安全管理。

3.5 复合土钉墙支护结构设计与施工

复合土钉墙支护结构作为一种经济有效的深基坑支护方式，在岩土工程领域得到了广泛应用。其设计原则主要包括稳定性验算、土钉布置与长度确定、面层设计与构造要求等。在稳定性验算方面，需根据基坑深度、土质条件及周边荷载等因素，采用合理的分析方法进行验算，确保支护结构的整体稳定性。土钉的布置与长度则需根据地质勘察报告和现场实际情况，结合支护结构的安全性和经济性进行确定。面层设计则需考虑防水、耐久性及施工便捷性等因素，确保支护结构的有效性和长期稳定性。在施工过程中，复合土钉墙支护结构需严格按照设计图纸和规范要求进行作业。土钉的钻孔、注浆及安装等工序需精心施工，确保土钉与土体紧密结合，形成有效的支护体系。同时，面层材料的铺设与固定也需符合设计要求，确保支护结构的整体性和稳定性。在施工过程中，还需加强质量监控和安全管理，确保施工质量和施工安全。

3.6 建立技术人员监督、指导机制

在岩土工程中，特别是复杂场地的深基坑支护工程，其设计与施工的专业性和复杂性对技术人员的要求极高。为了确保工程质量和施工安全，必须建立有效的技术人员监督、指导机制。该机制应包括定期的技术培训和交流会，以提升技术人员的专业素养和技能水平。通过培训，技术人员可以掌握最新的设计理念和施工技术，增强解决实际问题的能力。同时，交流会则为技术人员提供了一个相互学习、分享经验的平台，有助于形成积极向上的学习氛围。此外，监督机制还应涵盖对设计、施工全过程的严格把控。技术人员需对设计方案进行细致审查，确保其科学性和合理性。在施工过程中，技术人员应深入现场进行监督和指导，及时发现并纠正施工中的问题和隐患。对于关键工序和隐蔽工程，技术人员需进行旁站监督，确保施工质量符合设计要求。通过建立技术人员监督、指导机制，我们可以有效提升复杂场地深基坑支护工程的设计与施工水平，确保工程质量和施工安全，为岩土工程的可持续发展贡献力量。

结束语

随着城市化进程的加速，深基坑支护工程在岩土工程中扮演着越来越重要的角色。本文深入探讨了复杂场地深基坑支护工程的设计与施工策略，从设计理念的创新、土压力的计算分析、现场变形观测到支护结构的具体设计及施工，全面剖析了深基坑支护工程的各个环节。通过本文的研究，深刻认识到，深基坑支护工程不仅关乎工程本身的安全与稳定，更关系到周边环境和人民生命财产的安全。

参考文献

[1] 张荣才.岩土工程中复杂场地深基坑支护工程设计与施工研究[J].工程建设与设计，2019(21):214~215+218.

[2] 王永红.岩土工程中复杂场地深基坑支护工程设计与施工研究[J].世界有色金属，2021 (15): 225~226.