浅谈基坑支护优化设计
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【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。
【Abstract】With the acceleration of urbanization， most construction projects involve the problem of foundation pit excavation. In order to ensure the quality of foundation pit support and reduce the impact on the surrounding environment of the construction project， the design and optimization of foundation pit support should be strengthened. This paper mainly introduces several kinds of foundation pit support commonly used in construction engineering， analyzes the design and optimization of foundation pit support structure.
【关键词】基坑支护;设计;优化
【Keywords】 foundation pit support; design; optimization
【中图分类号】TU222 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2019）05-0152-02
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-cement Mixing Wall）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。
【参考文献】
【1】黄国海.建筑深基坑支护优化设计分析[J].工程建设与设计，2017（20）：11-12.
【2】张勇.浅谈高层建筑基坑支护处理技术[J].中国住宅设施，2018（05）：119-120.
【3】吴发坚.论深基坑支护技术方案优化设计[J].科技展望，2016，26（13）：148.
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