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摘要：随着现代化、城市化、经济化的不断推进，城市建筑越来越密集，建筑层高也不断创新，相应的，地下建筑的不断利用也使得建筑基坑不断加深。深基坑支护是为了保证地下结构施工以及基坑周边环境的安全院所采取的一系列安全防护措施，而深基坑支护结构设计效果是影响深基坑支护效果的一个重要方面，因此需要对深基坑支护结构设计不断进行优化。本文简单介绍了深基坑支护结构工程的特点，分析了当前深基坑支护结构设计存在的问题，探讨了深基坑支护结构设计的优化方法。
关键词：深基坑支护；结构设计；优化方法
引言
在实际工作过程中不断优化和完善深基坑支护结构设计，能够从根本上确保施工的安全性。就施工企业方面而言，在对深基坑支护结构进行优化和完善后具有节能成本、使施工进度得到合理控制的优势，同时还能够将施工效率有效提升上来。在具体优化深基坑支护结构的时候则主要分为对设计思路的优化以及对计算方法的优化两个方面，将其进行有效结合能够使计划工作量的目标得到有效减少，进而从根本上保证深基坑支护结构设计的最优化。
1深基坑支护结构工程概述
为了不断开发建筑地块的价值，提升其利用率，建筑企业普遍对建筑地块的地下空间进行了开发利用，地下开挖深度基本都在10m以上，我国深度最大的基坑甚至超过了40m，由此可见深基坑的深度正在朝着越来越大的方向发展。另外，在城市建设的过程中，各项建筑工程项目的建设都需要按照城市规划进行，因此部分建筑工程项目通常需要在地质条件不好的地方进行施工建设，在这种条件下开展深基坑支护结构工程的难度会比较大，只有在充分考察地质情况的基础上，采用最佳的深基坑支护结构设计方案才能保证深基坑支护施工的安全性。除此之外，建筑企业在城市中心地区开展建筑工程项目时，由于周边建筑物的密度较大，而且建筑物之间的距离也比较近，在这种情况下进行深基坑支护结构工程建设，不仅深基坑支护结构的自身安全无法获得有效保证，而且深基坑的开挖还有可能影响到周遭建筑的安全，基于此，建筑企业必须对周遭环境进行详细的调查，并且制定出科学合理的深基坑支护结构设计方案，这样才能保证深基坑支护结构工程的顺利开展。
2深基坑支护结构设计存在的问题
2.1支护结构设计计算不符合实际受力
现阶段，在深基坑支护结构设计中，依然采用极限平衡理论进行支护结构受力计算，计算结果与实际施工差异较大。实践研究表明，部分支护结构采取极限平衡理论采取安全系数进行计算时，从理论上来说可行，但在实际施工中却出现意外状况；部分支护结构尽管计算得出的安全系数较小，甚至无法满足相关规定，但在实际施工中却比较安全。
对深基坑支护结构来说，极限平衡理论属于一种静态设计方式。但是，土体开挖却处于动态平衡状态，这种状态下的土体强度会随着时间推移而慢慢降低，同时，还会出现变形现象。然而，在深基坑支护结构设计计算中，这部分内容往往受到忽视。
2.2不能有效结合深基坑开挖的空间效应
在分析了开挖阶段当中深基坑的监测数据来看，一旦在基坑当中产生了水平位移过大的情况，就会造成基坑四周向基坑内出现的水平位移呈两边小、中间大的情况，在基坑长边居中的地方容易出现深基坑支护结构失稳的情况，所以能够表明，基坑开挖属于是空间方面的问题。之前在设计深基坑的时候通常都是将其视为平面应变来进行的，而就细长条坑而言，平面应变的假设具有一定的科学性和合理性，但是就其矩形和方形凹坑而言期间具有较大的差异性。因此，必须要在支护结构设计结构的空间处理的基础上，假设在平面应变故障之前必须对其做出相应的调整，以至于在具体进行开挖的时候于空间效应吻合。
2.3土体的取样缺乏代表性
在对支护结构进行设计之前，必须要先对地基土层进行取样分析，并做好相关试验工作。试验所得到的土体力学指标将作为深基坑支护结构设计基础。在对土体进行取样时，必须严格遵循相关规定要求。然而，土体取样比较随机，由于施工现场地质条件往往具有多变性、复杂性，样品很难将地基土层的性质全面、真实地反映出来，这在一定程度上影响深基坑支护结构设计的科学性与可靠性。
3深基坑支护结构设计的优化方法
3．1优化设计思路
在对设计方案进行确定的过程中，除了要对施工现场的地形地质条件进行充分考虑之外，还要对其有关行业规定和法律法规进行考虑，从根本上保证深基坑支护结构设计方案的经济安全以及科学合理性。在对支护结构设计方案进行优化的过程中，在进行支护方式选择的时候需要与实际情况相结合。主要做法为：在深基坑支护施工当中，支护方式一般有重力式挡土墙支护结构、悬臂式支护结构以及混合式支护结构。所谓的重力式挡土墙支护结构其实就是利用自身重量来确保整体结构的平衡性，避免支护结构由于各方面的压力而出现失稳的情况。悬臂式支护结构则是在基坑底部嵌入岩土，从而来支撑地面重量，确保结构的整体平衡性。主要用于土质状况良好、基坑深度较浅的场地。而对于混合式支护结构来讲，其基础就是悬臂式支护结构，不同之处则在于混合式支护结构需要增加锚杆来对结构进行支护，如挡土结构和锚杆等。通常情况下将锚杆固定在基坑防滑面的外部，可以稳固土体，所以该方式具有较高的稳定性。一般在规模较大但变形不大的深基坑当中应用的较多。
3.2优化嵌固深度的
在深基坑支护结构当中，桩体本身的嵌固长度严重影响了支护的最终效果，如果嵌固缺乏足够的深度，就会对基坑稳定性造成影响；如果嵌固深度太长的话，就会造成桩体材料大大浪费，提升支护的成本。因此，设计嵌固深度的过程中，要按照土质的具体情况进行，既对其安全性进行保障，同时，还要确保经济性。
3.3优化桩体
就桩体而言，桩间距离对支护效果产生重要影响。如果桩体的排列比较稀疏，就会使得土体受力越来越大，很容易发生土体滑落的现象，丧失支护能力；如果桩体之间的距离比较稠密，就会导致土体不能正常发挥作用，增加成本。所以，设计桩体排列时，需要确保计算的科学性和合理性，确保桩间距，进而让桩体与土体更好地结合，充分发挥支护效果。
3.4优化设计计算
深基坑支护结构设计的计算法则包括两种：一是经历平衡法与等值梁法；二是弹性地基梁m法与弹塑有限单元法。
第一种计算方法是根据墙前后泥土压力极限平衡条件，对支护结构插入深度以及内力进行计算。在实际设计中通常不采用这一方法，主要原因是：受技术条件限制，很难准确测算出墙前后泥土压力极限值，一般都是通过估算方式进行。此外，该方法没有对土体变形、支护结构等进行考虑，计算结果与实际值往往差异较大。由于计算方法比较简单，可以根据实际情况应用到较为简单的基坑挖掘施工中。
第二种计算方法虽然考虑到支护结构以及土体变形，但在整体上依然不够完善。例如，参数m值需要参与计算，但很难进行有效确定。受不同地质条件限制，参考数据在取值范围上并不相同，甚至存在较大差距。在深基坑支护结构设计过程中，参数m仅仅是一项弹性指标，无法对支护结构插入深度进行直接计算。众多实践研究显示，利用弹性地基梁m法计算得出的悬臂桩支护结构并不符合实际测量得到的位移数据，误差也超出规定要求，这也就意味着桩后土体变形并不在弹性范围之内。
4总结语
总而言之，深基坑支护结构设计具有明显的优化，在实践中必须要给予充分的重视。作为建筑工程当中的基础环节之一，对于深基坑支护结构必须要给予高度的重视，加强对先进技术的引用，同时还要在具体工作当中不断优化设计方案，从根本上将工程建设质量提升上来。
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