深基坑支护技术现状综述

深基坑支护技术现状综述

摘要

对相关文献进行总结和归纳，梳理出本文的文献综述。主要概述了深基坑支护的研究背景和特点。本文对工程应用和数值模拟进行了综述。总结了现阶段深基坑支护技术存在的问题和发展前景。也提出了自己的看法。通过阅读本文可以掌握深基坑支护技术的设计与施工现状。

一、介绍

早在20世纪30年代，太沙基等人就开始研究基坑工程中的岩土工程问题，并提出了开挖稳定性预测和支护荷载大小全应力法。从那时起，世界各地的许多学者都致力于这方面的研究，并取得了巨大的成就。我国基坑工程起步较晚。20世纪70年代以前，北京、上海等地的高层和多层建筑的地下室相对较浅，约为4m单层地下室，其他城市的基坑发展较慢。

近年来，随着我国经济的快速发展，城市基础设施的规模逐渐增大。地下空间越来越不能满足发展的需要，地下空间的利用越来越受到重视，对基坑工程的要求也越来越高。现有的深基坑工程一般集中在城市建筑物附近，对周围建筑物影响很大，影响附近居民的正常生活。此外，深基坑支护工程在土方施工、挡土结构施工、降水施工等工程中都会影响周围的地质结构，并受到周围环境的不良影响。因此，深基坑支护稳定性问题越来越复杂，从而进一步推动深基坑开挖支护技术的研究和发展，产生了许多先进的设计计算方法，许多新的施工技术已经投入使用。

二、深基坑支护

（一）深基坑工程的主要特点

深基坑是指基坑开挖深度大于5m或地下室三层以上，或深度不超过5m，但地质条件、周边环境和地下管线是特别复杂的工程。深基坑工程的主要特点包括：建筑物越来越高，基坑的深度越来越深。

基坑开挖面积大，长度和宽度可达数百米，这使得基坑支护结构体系更难以保持基坑的稳定性。

在软弱土层中，基坑开挖会产生较大的位移和沉降，这将影响地下管线和周围建筑物的地基。

深基坑施工时间长，施工场地狭窄，降雨和重载堆积不利于基坑的稳定性。

在相邻场地的施工中，打桩、降水、挖孔、基础浇筑混凝土等过程将相互制约和

影响，增加协调工作难度。

（二）深基坑支护特点

为了保证地下主结构和基坑周围环境的安全，基坑中采用的临时支护、加固、地下水控制措施称为基坑支护。

深基坑支护工程具有以下特点：

属于临时工程，安全储备相对较少。

基坑的深度越来越深，面积越来越大，基坑支护难度越来越大。

由于开挖现场土壤性质和水文地质条件的复杂非均质性，导致地质调查资料不能充分反映施工现场的情况。增加了支护工程的设计和施工难度。

在软土、高水位等复杂场地条件下开挖基坑，容易引起土体滑移、基坑失稳、支护结构严重漏水、流土等。它们会对周围的地下管线和建筑地基造成严重破坏。

相邻场地的基坑施工，其打桩、降水、开挖等过程将产生相互影响和制约，并增加事故诱发因素。

深基坑施工周期长，场地狭窄，降雨、周围堆载、振动等不利条件增加了基坑支护稳定性的随机性。

三、深基坑支护技术发展现状

中国深基坑支护技术的主要类型有土钉墙支护、水泥搅拌桩支护、钢板桩支护、地下连续墙支护、土石锚杆支护、抗滑桩支护和逆作法。不同施工方法的工程条件也不同。针对工程实际情况，有必要采取具体的分析方法进行论证，然后选择合适的深基坑支护方案。

地下连续墙支护是一种常见的深基坑围护结构，可用于地下水、软土、黏土、砂土等较复杂的施工情况。土钉墙支护结构是一种原位加筋支护技术，适用于地下水位或人工降水后粘土、粉土、混合土基坑的边坡支护，不适合于淤泥质土的支护。土钉必须深入土层。因此，在基坑周围不适用于防止管道损坏的情况。

设置土钉钻孔。锚杆支护是将锚杆钻至预定深度，然后启动水泥浆挡墙，然后将钢绞线穿入，最后完成泥浆。钢板桩是一种有缺口的钢材。钢板桩是先桩后挖。随着开挖的推进，进行支护。适用于不超过7米深基坑支护的基坑深度，不适用于深基坑，软土地层中钢板桩不能形成较大的体积，不适合。

（一）工程应用概述

在本研究中，其他研究也提出了自己的理论和观点。

李正春指出，目前深基坑开挖的实际情况和支护的观点，原有的深基坑支护结构设计理论、原理和计算公式和施工技术已经不能满足要求。

李国杰提出了实施深基坑支护的操作，岩土工程条件是深基坑支护的核心之一，特别是对于深基坑支护效果而言，岩土工程条件的影响是关键。

王一俊指出，深基坑工程中科学合理的支护方案设计和选型是影响工程总体质量的关键因素。

徐健介绍了土钉支护、支护桩、雨棚梁及内支护技术的工艺流程。他清楚地说明了当今建筑的一些困难。

梁可玲指出，基坑支护工作是基础施工的重要组成部分，但在我国目前的形势下，深基坑支护施工技术已经成熟，仍需要在施工过程中不断参考他人的技术，推广专业的深基坑支护技术。

赵继亮指出，深基坑支护工程质量事故因工程设计不当43%，中国深基坑支护技术发展起步较晚，目前设计仍很不成熟。

（二）数值模拟理论研究

除了在施工中的应用研究外，也有许多研究者探索理论模型，研究数值模拟理论。采用FLAC3D数值模拟方法得到徐岭面，支护结构的最大位移分别为22、25mm，原理是用软件计算出最大位移值分别为22、20mm，支护结构的实际监测面和最大位移分别为26、30mm。

在深基坑工程开挖和支护过程中，FLAC3D不仅能很好地模拟不同的施工条件下的地表沉降和支护结构的水平位移，而且能较好地保持支护结构的水平位移和模拟效果。但难点也在于建模，建模技术越完善，FLAC3D的仿真结果就越全面、真实。

姜波利用数值模拟方法对工程变形特性进行了仿真分析，利用现场监测数据验证了数值模型计算的准确性，深入分析了影响深基坑支护结构变形的因素。

晋白禹采用数值分析方法对深基坑开挖过程进行了模拟，采用塑性硬化模型、力学分析开挖和支护等方法对土体本构关系进行了模拟，为土体位移计算提供了理论依据。

朱大鹏指出，挡土结构一般被认为是临时结构，而振动荷载的影响往往被忽略。周期性和长时间振动荷载的研究对基坑支护结构的设计具有重要意义。

郭永提出将支持向量基与粒子群优化相结合作为优化深基坑支护设计的基点，可以减少设计优化过程，提高计算效率。采用粒子群优化（PSO）算法求解整个区域的

最优解。

四、深基坑支护存在的问题及发展前景

目前深基坑支护工程中存在的问题有：（1）支护结构设计计算方法不成熟；（2）设计计算中土体参数计算不当；（3）未考虑深基坑的空间效应；（4）基坑变形控制。

为了解决这些问题，几十年来的研究和实践证明，按照传统观念，旧思维不是什么成就。僵化研究的观念应该被打破。（1）改变传统的设计理念；（2）促进考虑变形控制的工程设计方法；（3）研究新支护结构的计算方法；（4）深基坑支护结构的设计；（5）开发信息监测与信息。施工技术；（6）进行支护结构试验研究。在工程中，应注意变形的观测和设计与修改的及时差异。只有采取各种措施保证支护工程的有效性，才能充分保证施工安全，降低安全事故的发生概率。

五、结论

经过几十年的发展，为深基坑施工提供了更多的平台。但由于中国是一个大国，地质条件多样，深基坑支护研究是永无止境的，没有终点。深基坑支护技术研究的核心是稳定的，所有的研究进展都离不开结构的稳定性。无论是支护设计的选型、地质条件的分析、施工过程的改进，都是保证基坑和周围土体的稳定性和整体结构的强度、刚度和稳定性的重要保证。为此，我们必须实事求是，严格创新。