淺談基坑支護(hù)優(yōu)化設(shè)計

     1 建筑工程常用的幾種基坑支護(hù)
　　就基坑支護(hù)而言，其實質(zhì)是一種支擋、加固與保護(hù)措施，其是為了保障地下結(jié)構(gòu)施工、基坑周邊環(huán)境安全，在基坑周邊環(huán)境采用支護(hù)措施?；又ёo(hù)在建筑工程施工中具有重要的保護(hù)作用，給工程項目后續(xù)的施工奠定基礎(chǔ)?，F(xiàn)階段，建筑工程常用的幾種基坑支護(hù)有工字鋼基坑支護(hù)、SMW（Soil-cement Mixing Wall）型支護(hù)、地下連續(xù)墻等。其中，工字鋼基坑支護(hù)具有剛度大、成本低、受力性能好等優(yōu)點，適用于砂性土、粒徑小于100mm的砂卵石基坑;SMW型支護(hù)具有止水帷幕、樁支護(hù)于一體的優(yōu)勢，其是由深層攪拌樁發(fā)展起來的;地下連續(xù)墻是借助各種挖槽設(shè)備和特質(zhì)泥漿，根據(jù)施工要求，在地下挖出符合要求的溝槽，之后將鋼筋籠放置于溝槽內(nèi)，并在溝槽內(nèi)注入混凝土，從而形成連續(xù)的地下墻體，以發(fā)揮承重、防滲擋土的作用[1]。
　　2 基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計
　　2.1 基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計原則
　　根據(jù)結(jié)構(gòu)破壞程度的不同，基坑工程需采用不同的安全等級，其中結(jié)構(gòu)破壞程度分為不嚴(yán)重、嚴(yán)重、很嚴(yán)重，對應(yīng)的安全等級為三級、二級、一級。就深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計來說，其主要按正常使用極限狀態(tài)、承載力極限狀態(tài)兩種狀態(tài)進(jìn)行設(shè)計，其中，正常使用極限狀態(tài)又被稱為變形極限狀態(tài)，是以變形極限為界，進(jìn)行相關(guān)的基坑設(shè)計;承載力極限狀態(tài)又被稱為應(yīng)力極限狀態(tài)，是以極限應(yīng)力值為界限進(jìn)行的基坑設(shè)計。
　　2.2 基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)選型
　　確?？颖诜€(wěn)定、保障施工安全是基坑支護(hù)的目的;保障附近建筑物（構(gòu)造物）、管線的安全是基坑支護(hù)的要求;保證支護(hù)結(jié)構(gòu)施工方便、經(jīng)濟(jì)合理是基坑支護(hù)的重要前提。為了達(dá)到基坑支護(hù)的目的和要求，則需要選擇因地制宜、安全經(jīng)濟(jì)、施工方便的支護(hù)體系。要想實現(xiàn)上述目的，在支護(hù)體系設(shè)計過程中，應(yīng)根據(jù)基坑工程的現(xiàn)場情況和周圍環(huán)境，選擇恰當(dāng)?shù)闹ёo(hù)類型，并掌握支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全變位量，保障支護(hù)體系的安全，同時應(yīng)盡量降低對周圍建筑的影響。
　　2.3 基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計的計算方法
　　有限元法是現(xiàn)階段擋土墻內(nèi)力分析的主要計算方法，該方法不僅將基坑開挖的多種因素考慮其中，并能夠使擋土結(jié)構(gòu)形式優(yōu)化、開挖過程科學(xué)合理化。就擋土結(jié)構(gòu)有限元分析法而言，其主要包括彈性桿系有限元法、連續(xù)介質(zhì)有限元法兩種計算方法。其中，彈性桿系有限元法具有計算模型簡單、計算參數(shù)易獲取、計算結(jié)果可靠等優(yōu)點，是我國當(dāng)前的重要計算方法之一;連續(xù)介質(zhì)有限元法，在計算機技術(shù)不斷提高的背景下，尤其是一些有限元計算軟件的引入，推動了該方法的應(yīng)用。
　　3 基坑支護(hù)優(yōu)化
　　3.1 基坑支護(hù)設(shè)計方案優(yōu)化的重要性
　　因基坑支護(hù)類型較多，相應(yīng)的設(shè)計方案也比較多。為了保障施工的安全有效，在選擇合理支護(hù)結(jié)構(gòu)類型的同時，還應(yīng)對基坑支護(hù)方案進(jìn)行優(yōu)化。優(yōu)化基坑支護(hù)方案是十分重要的，主要表現(xiàn)為：一是選擇符合工程項目的最佳設(shè)計方案，能夠保障基坑的穩(wěn)定性、安全性;二是設(shè)計方案的優(yōu)化，在一定程度上降低了投資成本，遵循了經(jīng)濟(jì)合理性原則;三是為基坑周圍環(huán)境提供了保障，減少了工程事故的發(fā)生，極大程度上促進(jìn)了環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益、社會效益的增加[2]。
　　3.2 基坑支護(hù)優(yōu)化的內(nèi)容
　　就基坑支護(hù)來說，其優(yōu)化內(nèi)容主要包括三點，即優(yōu)選基坑支護(hù)類型、優(yōu)化支護(hù)結(jié)構(gòu)、實時優(yōu)化施工過程。具體來說，優(yōu)選基坑支護(hù)類型，根據(jù)基坑的地質(zhì)情況和周圍環(huán)境等，綜合考慮各種因素，選擇最佳的支護(hù)類型;優(yōu)化支護(hù)結(jié)構(gòu)，其主要在選定的支護(hù)類型方案的基礎(chǔ)上，對方案的細(xì)部（支護(hù)樁的樁徑和樁距，支撐點的位置和層等）進(jìn)行優(yōu)化計算，該優(yōu)化計算主要采用的方法是彈性抗力法，在已知支護(hù)系統(tǒng)位移、剪力、最大彎矩等參數(shù)的條件下，進(jìn)行相應(yīng)的計算，從而獲得準(zhǔn)確、有效的計算結(jié)果;實時優(yōu)化施工過程，即在基坑支護(hù)的施工過程中，根據(jù)實時檢測的信息進(jìn)行合理的優(yōu)化，從而保障施工的順利、高效開展[3]。
　　3.3 基坑支護(hù)方案的優(yōu)化方法
　　對于基坑支護(hù)方案的優(yōu)化，可以采用多目標(biāo)模糊優(yōu)化方法，對基坑支護(hù)方案的工期、造價、機械設(shè)備等方面進(jìn)行評比和優(yōu)選，從而找到最佳的支護(hù)方案。在實際的基坑支護(hù)設(shè)計中，應(yīng)考慮多目標(biāo)優(yōu)化問題，因為部分目標(biāo)存在矛盾，常常無法實現(xiàn)各目標(biāo)的同步優(yōu)化，因此，應(yīng)對各個目標(biāo)情況進(jìn)行了解和掌握，從而獲得一個適宜的優(yōu)化方案。
　　綜上所述，基坑支護(hù)是工程項目建設(shè)的重要組成部分之一。選擇適宜的基坑支護(hù)類型，加強基坑支護(hù)的設(shè)計方案和施工過程優(yōu)化，極大程度上保障了基坑支護(hù)的質(zhì)量，從而保障了工程項目的整體質(zhì)量。