深基坑工程设计的优化原理与途径

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1、深基坑工程设计的优化原理与途径摘要：目前，建筑行业在快速的发展中，人们对于建筑工程施工质量的要求越来越高，而深基坑施工是建筑工程建设中一项最基础的工程，它决定着整个建筑工程的质量以及建筑施工企业发展。文本针对建筑工程深基坑施工问题进行分析，并结合实际情况总结出相应的解决策略。关键词：建筑工程；深基坑施工；原理;设计；中图分类号：TU198文献标识码：A引言在建筑工程基础施工中，深基坑支护属于临时支护，这项施工不在建筑主体施工范围内，但是影响工程施工效率及安全的重要方面，一旦支护出现差错，可能会出现坍塌等安全事故，导致工期延误，严重的会造成人员

2、财产损失。因此,为了保证高层建筑顺利施工，就应该提高对深基坑工程的重视程度，对施工技术及过程进行严格控制，对出现的问题及时进行解决，争取将隐患消除在萌芽状态。1.优化设计原理深基坑工程的优化设计按其阶段不同，可分为三级优化：系统优化、设计计算优化和反演分析优化（信息化施工）。1.1系统优化系统优化，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选出一个最佳方案。深基坑工程系统优化包括深基坑工程的概念设计、支护结构和地下水处理以及周边环境保护措施等方案的优选。它是整个深基坑工程优化设计的第一步，也是最重要的一步。基坑支护系统设计首先应着

3、眼于概念设计，着眼于可行方案的筛选与优化。1.2设计计算优化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，优化目标是使深基坑工程总体造价为最小。1.3反演分析优化反演分析优化就是通过施工时对整个深基坑工程系统的布点监测，根据监测成果直接了解并预测其变化态势，及时调整施工行为、修正设计，还可根据监测信息，反演计算参数，利用反演计算参数重新分析计算而进行正分析变形预测，必要时修正设计或调整施工行为。2•优化设计途径2.1根据场地水文、工程地质条件和基坑特点合理选择支护方案无支护或简单护面的放坡方案最为经济，如果场地空间允许且无深厚

4、软土，应优先考虑。当基坑开挖深度＞5m时，考虑到放坡增加的土方开挖、外运费用以及地下室周边回填费用，有时采用放坡方案反而不一定比喷锚网支护方案经济。这时可考虑采取联合支护型式，如基坑边坡上段适度放坡，下段采用喷锚网支护。1.2根据基坑周边环境特点选择支护方案根据基坑周边环境的严峻程度，结合基坑开挖深度、工程地质和水文地质条件来确定支护方案，实际上就是一种面向问题设计方法，它是赋予不同环境条件约束下的基坑或基坑各边不同的'‘安全度”。显然，可以把有限的建设资金用到“刀刃”上，达到最佳的经济效果。2.3采用被动区加固方法实际工程监测结果表明，对于

5、含有深、厚流塑至软塑粘性土层的深基坑，支护结构体前的主动土压力非常大。另一方面，在基坑开挖过程中和开挖后，由于土体自重应力释放、土体松弛与蠕变以及支护结构向坑内的变形挤压等方面原因，导致坑底隆起变形和坑底下一定范内土体强度的降低。为了控制支护结构的侧向位移、减少坑底隆起和工程造价，可在基坑开挖前超前一定时间（加固土体的硬结时间）,对支护结构被动区进行加固，加固的形式有格构式暗撑、齿形暗扶壁和暗墙等，加固方法有水泥搅拌桩、旋喷桩、注浆等。工程经验表明，加固土体的平均强度和基床系数可提高2〜6倍，从而大大降低支护工程费用，提高支护体的安全度。2.

6、4采取有效的地下水处理措施在深基坑工程中，处理地下水的方式主要可分为三大类：降水措施、防水措施和降、防联合措施。降水的方式有多种，按降水所处的位置可分为坑外降水和坑内降水；按疏干地下水的方式可分为抽排疏干型和导渗减压型。控制降水深度在基坑开挖面以下0.5〜1.0m或承压水头降至基坑开挖到坑底后不至产生坑底突涌现象，并有一定安全储备。过深或过大时容易引起渗流所带来的不利影响。防水措施主要为打竖向防渗围幕和封底（水平防渗围幕）。一般来说，采用降水措施要比采用防水措施经济。但是，由于降水引起的地面沉降不可避免地要对基坑周边的环境造成一定的不利影响，

7、因此，降水方案的优化需要既能满足基坑开挖施工的需要，又能将坑外地下水的水力坡度和压降或水位深度降至最小。实践证明，降水与打防渗围幕或回灌技术相结合的地下水处理措施也能既经济又安全地保护基坑附近的建筑物。2.5注重施工过程要求施工单位尽早理解设计意图，施工单位可从自身角度提出相应的意见。根据现场实际条件，确定场布、挖土方案，栈桥、下坑马道等设置对施工速度、造价均有较大影响。注意围护结构、桩基施工、降水、挖土之间的相互搭接，各项施工的合理搭接有利于缩短工期，提高施工质量。施工对设计的贯彻偏差、施工误差引起足够重视。施工步骤上的偏差、施工误差可能带

8、来安全上的隐患或造价上的浪费。2.6注重整体开挖方案整体开挖方案众多，例如：先浅后深（上海东方艺术中心）；中心岛开挖（和记黄埔古北项目）；周边先期施工（上海东方万国