（沧州市规划设计研究院，河北，沧州，061000）
【摘要】随着城市中高层建筑的数量越来越多，规模也越来越大，其逐渐的呈现出了向高空和地下发展的趋势，因此应充分的认识到深基坑支护设计工作的重要性，选择合理的支护型式，采用先进的施工工艺，并且应正确的处理经济、可行和安全这三者之间的关系。文章主要对基坑支护的优化设计进行了详细的分析。
【关键词】深基坑支护；施工工艺；优选方法
一、前言
在新世纪的时代背景下，我国城市化进程在不断的加快，这就使得城市密度越来越大，从而人们开始渐渐着眼于地下空间的开发和利用。其中基坑工程是地下空间开发的前提条件，并且其具有复杂性的特征，所以必须要基坑工程进行优化设计，这样不仅可以更好地保证安全性，还可以节省工程投资。
二、深基坑支护工程的发展概述
1、深基坑支护方法的发展现状
最早的深基坑支护方法是在100多年前出现，那时候主要采用的是人工挖孔桩这一方法。随着技术水平的不断进步，又相继出现了钢板桩、地下连续墙、预制钢筋混凝土桩、机械钻孔桩以及深层搅拌桩等各种支撑结构。而到了上个世纪的七十年代后，一些先进的国家在原有的技术中又引入了锚固技术，出现了众多的联合围护的结构形式，如撑锚、板锚、管锚、桩锚以及墙锚等，并且这些结构形式也都得到了极为广泛的应用。这些联合围护的结构方法是对传统板、撑、桩、管以及墙等方法的进一步改进和完善，这样就更好的解决它们之间土的封闭性，从而有效预防流失、渗透、剥落以及风化等问题的出现，又在此基础上添加了喷网。进入到八十年代后，新出现的土钉墙支护法也得到了广泛的应用，并得到了众多国内外学者的关注。进入到九十年代后，我们对土中喷锚网支护设计方法和岩土深基坑喷锚网支护法进行了完善，并且在全国范围内对这些方法进行了推广和应用。
2、深基坑支护方法的发展趋势
（1）随着我国经济水平的全面发展，深基坑支护工程大量的应用到了房地产的开发工作中，但同时也暴露出了一定的缺陷和问题，仅仅采用传统的单一的支护方法显然无法适应这种需求的，因此，必须对现有的方法进行进一步的改建和完善，而多种支护方法并存的局面也还将持续一段时间。
（2）土钉墙支护法和喷锚网支护法这两种方法具有很多优点，如不会污染环境、施工方便、适应性强以及成本较低等，而对其的研究工作也逐步成熟，因此，这两种方法将有着广阔的发展前景，应在全国范围内对其进行大力的推广和应用。
（3）随着我国建筑工程技术水平的不断提升，更多先进的工艺、技术和方法已经应用到了工程实践中，那么也会出现更多的先进的支护方法，对于实际的工程项目来说，我们将有更多的机会去对比和选择各类基坑支护方案，同时又难以取舍传统的基坑支护方法，那么就必将促进基坑支护方案优选方法的快速发展，从而得到最优经济合理的支护方案。
三、基坑支护的优化设计
1、支护方案的选择及优化
（1）在基坑工程中，无支护或者简单护面的放坡方案是最经济实惠的，与此同时，在设计中，要对场地空间没有深厚的软土的情况优先考虑。如果基坑开挖的深度大于5m，就要考虑外运费用和地下室附近的回填费用。对于采用放坡方案，不一定比喷锚网支护方案经济实惠的情况，这就要对联合支护方式进行考虑，例如：在基坑边坡上适量的放坡，以及在下段采用喷锚网支护方案。其中喷锚支护是由喷射混凝土面层、锚杆等组合而成的支护结构。
（2）在基坑工程中，悬臂桩和水泥搅拌桩挡墙方案适用于开挖深度在6-7m以下的深基坑工程。通常情况下，在实际施工中，，悬臂桩的嵌固深度一定要控制在悬臂高度的1-2倍之间。但是由于悬臂桩承受的弯矩很大，所以悬臂桩的侧向位移也很大，针对这样的情况，在采用悬臂桩支护形式时，应考虑到基坑周边环境对基坑位移的敏感程度。如果采用的悬臂桩支护方案不可行，就可以采用喷锚支护与排桩相结合的方案，简单的说就是在基坑边坡上部采用喷锚支护，在基坑下部在用护坡桩，这样就可以有效的降低基坑工程的造价。与此同时也可以直接采用桩锚杆支护结构。
2、施工工艺的优化
（1）开挖方式
基坑开挖实际上是一种卸荷作用，这种作用扰动了场地初始应力场，从而就使得土体的形变场也会随着调整。在基坑工程中，要对卸荷方式和卸荷速率进行控制，这就可以有效的对基坑边坡土体变形量与变形方式进行控制，其中卸荷速率会直接影响支护工程的结构以及结构的强度。对于一些大型的基坑工程，由于这类工程的挖方量比较大，如果采用全面开挖方式，那么基坑四周暴露在外面的时间就比较长，从而就会产生过量变形；如果依靠提供支护作用力来抵御这部分变形，那么就一定会扩大支护结构的尺寸，从而就增加了支护的费用；如果采取“大基坑小开挖”，“盆式开挖”，“分段开挖”等卸荷方式，那么基坑边缘暴露在外面的时间就比较短，并且使得作用在支护上的土压力减少，从而就可以很大程度的降低支护工程造价和提高支护结构的稳定性。
（2）开挖的时空效应
在开挖时，要严格按照分段、分层以及对称的原则进行快挖快撑，并且还要及时的形成基坑围护结构的整体受力体系。根据有关资料显示，开挖顺序对支护结构的位置移动情况有着直接的影响，所以从中间开始向纵深和两侧扩大的中心岛法开挖顺序，与从一个方向向另一个方向顺序推进的开挖方法相比较，它能够合理的利用土体自身的特征，对基坑开挖中的土体位移的潜力进行有效的控制，这样就可以达到控制基坑土体位移的目的，从而就可以减少基底隆起和桩后地面沉降。
四、基坑支护方案设计应用
1、工程案例
某工程的楼层下有一层地下室，工程的基坑面积为5800㎡，本工程的底板底标高为-4.8m、梁底标高-5.6m，宽0.4m，通过分析可以知道本工程的基坑安全等级是二级。同时工程场地的地貌单位位于中朝准地台(Ⅰ级)、华北断拗(Ⅱ级),临清台陷(Ⅲ级)、新河断凸(Ⅳ级)内，并且它的表面是杂填土，厚度在2.3-4.5m之间，其下为第四系全新统冲、湖积淤泥质粘土，是高压缩性土。再次，该地下层中部夹杂大约0-3m可塑性粉质粘土，属于中等压缩性土。此外，这种夹层土存在个别孔缺失的现象，并且其属于粉质粘土，厚度在0.0-3.9m之间以及下部为第三系老粘性土、冲洪积粉土以及砂土。
2、基坑支护方案选择
对于原有的设计方案来说，由于受到一些不利因素的影响，对第一种淤泥质粘土层是不会考虑的。在对其进行计算时，它的重点是坡脚和坑底深厚软土对稳定性的影响。同时因为坡脚以下可能会存在比较软弱的土层，所以在放坡余地的北侧，要采用表面土钉挂网喷射混凝土的施工方案；由于其他三个侧面不会有很大的卸载空间，所以要采取与其相应的措施来抵抗隆起，在施工时，适合用大口径的桩控制软土侧移。再次，在基坑工程施工中，可以采用人工挖孔桩与喷锚支护相结合的复合支护措施，并且因为桩径大的桩桩之间的距离比较大，那么就应该在桩中间施工小口径的桩，这样就可以防止淤泥质土外流。
五、结束语
总而言之，基坑支护设计方案的优化应密切结合基坑周边环境特点，采用灵活多样的支护方案。采取“大基坑小开挖”，“盆式开挖”，“分段开挖”及“分段、分层，对称、及时”的时空效应理论进行施工工艺的优化设计是基坑优化设计的保证。
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