【摘要】随着城市化进程的加快,多数建筑工程涉及基坑开挖的问题。为了保障基坑支护的质量,减少对建设项目周围环境的影响,应加强基坑支护的设计及其优化工作。论文主要介绍了建筑工程常用的几种基坑支护,分析了基坑支护结构设计及其优化。

【关键词】基坑支护;设计;优化

1建筑工程常用的几种基坑支护

就基坑支护而言,其实质是一种支挡、加固与保护措施,其是为了保障地下结构施工、基坑周边环境安全,在基坑周边环境采用支护措施。基坑支护在建筑工程施工中具有重要的保护作用,给工程项目后续的施工奠定基础。现阶段,建筑工程常用的几种基坑支护有工字钢基坑支护、SMW(Soil-cementMixingWall)型支护、地下连续墙等。其中,工字钢基坑支护具有刚度大、成本低、受力性能好等优点,适用于砂性土、粒径小于100mm的砂卵石基坑;SMW型支护具有止水帷幕、桩支护于一体的优势,其是由深层搅拌桩发展起来的;地下连续墙是借助各种挖槽设备和特质泥浆,根据施工要求,在地下挖出符合要求的沟槽,之后将钢筋笼放置于沟槽内,并在沟槽内注入混凝土,从而形成连续的地下墙体,以发挥承重、防渗挡土的作用[1]。

2基坑支护结构设计

2.1基坑支护结构的设计原则

根据结构破坏程度的不同,基坑工程需采用不同的安全等级,其中结构破坏程度分为不严重、严重、很严重,对应的安全等级为三级、二级、一级。就深基坑支护结构设计来说,其主要按正常使用极限状态、承载力极限状态两种状态进行设计,其中,正常使用极限状态又被称为变形极限状态,是以变形极限为界,进行相關的基坑设计;承载力极限状态又被称为应力极限状态,是以极限应力值为界限进行的基坑设计。

2.2基坑支护结构选型

确保坑壁稳定、保障施工安全是基坑支护的目的;保障附近建筑物(构造物)、管线的安全是基坑支护的要求;保证支护结构施工方便、经济合理是基坑支护的重要前提。为了达到基坑支护的目的和要求,则需要选择因地制宜、安全经济、施工方便的支护体系。要想实现上述目的,在支护体系设计过程中,应根据基坑工程的现场情况和周围环境,选择恰当的支护类型,并掌握支护结构的安全变位量,保障支护体系的安全,同时应尽量降低对周围建筑的影响。

2.3基坑支护结构设计的计算方法

有限元法是现阶段挡土墙内力分析的主要计算方法,该方法不仅将基坑开挖的多种因素考虑其中,并能够使挡土结构形式优化、开挖过程科学合理化。就挡土结构有限元分析法而言,其主要包括弹性杆系有限元法、连续介质有限元法两种计算方法。其中,弹性杆系有限元法具有计算模型简单、计算参数易获取、计算结果可靠等优点,是我国当前的重要计算方法之一;连续介质有限元法,在计算机技术不断提高的背景下,尤其是一些有限元计算软件的引入,推动了该方法的应用。

3基坑支护优化

3.1基坑支护设计方案优化的重要性

因基坑支护类型较多,相应的设计方案也比较多。为了保障施工的安全有效,在选择合理支护结构类型的同时,还应对基坑支护方案进行优化。优化基坑支护方案是十分重要的,主要表现为:一是选择符合工程项目的最佳设计方案,能够保障基坑的稳定性、安全性;二是设计方案的优化,在一定程度上降低了投资成本,遵循了经济合理性原则;三是为基坑周围环境提供了保障,减少了工程事故的发生,极大程度上促进了环境效益、经济效益、社会效益的增加[2]。

3.2基坑支护优化的内容

就基坑支护来说,其优化内容主要包括三点,即优选基坑支护类型、优化支护结构、实时优化施工过程。具体来说,优选基坑支护类型,根据基坑的地质情况和周围环境等,综合考虑各种因素,选择最佳的支护类型;优化支护结构,其主要在选定的支护类型方案的基础上,对方案的细部(支护桩的桩径和桩距,支撑点的位置和层等)进行优化计算,该优化计算主要采用的方法是弹性抗力法,在已知支护系统位移、剪力、最大弯矩等参数的条件下,进行相应的计算,从而获得准确、有效的计算结果;实时优化施工过程,即在基坑支护的施工过程中,根据实时检测的信息进行合理的优化,从而保障施工的顺利、高效开展[3]。

3.3基坑支护方案的优化方法

对于基坑支护方案的优化,可以采用多目标模糊优化方法,对基坑支护方案的工期、造价、机械设备等方面进行评比和优选,从而找到最佳的支护方案。在实际的基坑支护设计中,应考虑多目标优化问题,因为部分目标存在矛盾,常常无法实现各目标的同步优化,因此,应对各个目标情况进行了解和掌握,从而获得一个适宜的优化方案。

4结语

综上所述,基坑支护是工程项目建设的重要组成部分之一。选择适宜的基坑支护类型,加强基坑支护的设计方案和施工过程优化,极大程度上保障了基坑支护的质量,从而保障了工程项目的整体质量。