排水管道基坑支护结构设计问题与对策

摘要：针对常用排水管道基坑支护结构设计中存在的问题，该文从不同角度对设计方法和施工关键技术进行了研究。研究主要包括工程勘察的取样、支护方案中参数的确定、基坑位移的有效控制等方面。从设计角度提出了有效可行的解决方法和策略，并给出了相应的优化措施。同时，从施工管理角度给出了施工时应遵从的施工流程及需要注意的施工关键要点，为管道基坑支护结构的设计、施工提供了参考。

关键词：排水管道；基坑支护；位移控制

为了保证常用排水管道正常、平稳地运行，设计人员在实际工作中要加强对管道基坑支护设计的重视，保证人民用水的稳定性和持续性，推动我国社会经济的良好发展。常用排水管道的基坑支护往往影响到整个基坑的施工质量。国内外一些学者运用平面解析法或者有限元方法模拟了基坑支护的过程[1-2]，并提出了支护结构中存在的问题。常见的问题主要集中在基坑排水、地基变形沉降、周围建筑物稳定性等方面[3]。设计人员需要结合工程实际情况，给出具有针对性的解决措施，科学合理地进行基坑支护结构的设计工作，有效解决了相关问题，保证排水管道基坑支护结构的质量。

1常用排水管道基坑支护结构设计存在的问题

1.1取样问题

市政工程在设计前，必须按要求进行岩土工程勘察，反映出地质信息，查明不良条件，为设计与施工提供必要条件。在常用排水管道基坑支护结构设计中，设计人员要加强对现场施工条件的勘察和了解，并且要做好完善的取样工作，保证设计方案与实际相符。在设计之前，工作人员要进行钻探取样，根据样本的物理特征和物理标准来开展后续的设计工作，在取样工作完成后，需要对各项指标进行精准性的确定。在进行工程取样的过程中，相关工作人员要提高勘察的准确度。然而，在实际的管道基坑支护结构设计之前，相关工作人员并未做好完善的取样工作，样本检测的结果不具有一定的代表性，无法为后续的设计、施工提供重要的资料支撑。如果可以以这样的取样结果直接进行基坑支护结构设计，不仅会影响结构设计的科学性，还会埋下极大的安全隐患，严重减少了结构的安全性。

1.2参数问题

管道基坑支护结构上的水平荷载主要考虑地面荷载和基坑外侧水土的作用力。以悬臂式支护结构为例，其水土压力作用如图1所示；地面荷载作用如图2所示。

1.2.1主动土压力1.2.2地面荷载作用下的土中附加应力式中：q0为均布附加荷载值（kPa）。图中：h为基坑深度（m）；hwa为基坑外地下水位至主动土压力强度计算点的距离（m）；hwp为基坑内地下水位至被动土压力强度计算点的距离（m）；pak为主动土压力强度值（kPa）；ppk为被动土压力强度值（kPa）；Za为基坑外地面至附加应力计算点的距离（m）；la为支护结构嵌固深度（m）；q0为均布附加荷载值（kPa）。其中，土体重度、黏聚力、内摩擦角、地下水位、地面荷载情况及支护要求等都是影响支护设计的重要参数。因此，设计人员需要对各个参数进行良好的把控和分析，提高设计的科学性和经济性。然而，在实际情况下，部分参数会存在数据缺失或失真的可能性，这必然会导致结构设计方案与实际情况具有一定的偏差，严重影响后续工程的有序进行。为次，设计人员要对以往的案例进行对比分析，对类似的工程进行全面的研究，这样才能更好地进行参数的研究和分析，使基坑支护结构设计工作更加准确可靠。

1.3位移问题

常用排水管道工程主要在城镇区域，周边环境条件复杂，包括既有建筑物、地下管线、隧道、道路以及桥梁等。因此，基坑支护不仅要保证基坑质量和支护结构的稳定，还要严格控制周围土体的变形以及基坑支护结构的位移，确保邻近建（构）筑物和基坑自身的安全与正常使用。根据基坑安全等级的不同，基坑位移应有有效控制。根据规范标准和工程经验，无具体要求时，一级基坑水平位移不宜大于0.002h，二级基坑最大水平位移不宜大于0.004h，三级基坑最大水平位移不宜大于0.006h。在进行基坑支护结构设计中，设计人员需要综合性的考虑位移和基坑内结构稳定的问题。设计人员要加强对现场的勘察及了解，构建三维计算模型，制定相应的应对措施。实际上，由于影响位移的因素较多，设计人员会面临非常大的工作量，如果对一些细节性的问题没有进行有效的把控，那么在后续施工中仍会出现位移问题。

2解决常用排水管道基坑支护结构设计问题的策略

2.1提升设计管理水平

在进行常用排水管道基坑支护结构设计时，相关工作人员的设计水平和工作素质是影响设计方案科学性和合理性的重要影响因素。在实际设计的过程中，要加强设计优化和管理，对基坑支护方案进行全方位的审查，结合实际情况对设计方案的要点及可能存在的问题进行多方面的分析和检测，考虑现场施工条件，形成完善的设计体系，从而在整体上提高基坑支护设计的效果与质量。同时，设计人员还需要根据实际的建造情况和设计要求，对原有的支护设计方案进行调整与优化，从而使支护设计和实际情况相符，提高后续施工的安全性。近些年来，随着BIM技术的发展，此项技术被广泛运用于排水管道的基坑支护设计，有利于管网保护，为后续设计、施工提供便利。

2.2加强设计和施工过程的监管

在以往设计的过程中，由于某些细节性的问题常被忽略，这就容易造成结构设计上的疏漏，严重的会影响后续施工和工程安全。因此，需要加强对设计过程的监管，明确设计职责，保证工程质量。对于较为常见的边坡变形和地向管道变形，工作人员要定期对现场进行勘察，了解周边环境影响。如果遇突发问题，或是发现现场与设计不符时，设计人员需及时调整及优化方案。结合实际情况，对容易产生变形的因素进行多方位的了解，确定好各个设计参数，运用计算模拟，从而使设计方案更加准确适用、安全可靠。结合已竣工的项目，对设计结果进行对比分析，为后续工程奠定坚实的基础。

2.3提高质量与安全的控制

常用排水管道基坑支护工程需更加注重位移控制。支护结构位移反映自身结构工作状况，是监控基坑、周边管线和建构筑物安全的重要数据。在基坑支护工程施工过程中，尽量采用先进的施工工艺与设备，充分发挥监测功能，完善突发的应急预案，提高工程质量与安全控制。建议设立监测报警机制，确定水平位移报警值，一级基坑为30mm，二级、三级基坑为60mm，且报警值不应大于位移控制限值。基坑支护工程的质量很大程度上影响着整个排水管道的施工质量及后期使用。因此，在进行基坑支护设计与施工时，必须严格控制基坑开挖和支护技术，确保基坑质量与安全，维护排水管道的正常运行。

3结语

在常用排水管道基坑支护结构设计中，由于诸多因素的影响，存在较多的问题，这严重影响了设计方案的科学性和合理性。因此，为了提高支护结构设计的有效性，设计人员要树立现代化的设计理念，加强对施工现场的勘察和了解，并且应对设计方案不断进行适当的优化，从而使基坑支护结构的设计、施工能够有序的进行。

参考文献

[1]秦纪伟.沿海软土地区排水管道工程深基坑支护设计与施工[J].建筑技术，2017（11）：1204-1207.

[2]刘悦强.软土地区排水管道深基坑支护设计与施工关键技术[D].广州：华南理工大学，2014.

[3]胡小俊.常用排水管道基坑支护结构设计存在问题探讨[J].建筑工程技术与设计，2018（6）：951-953.

作者：陈辰 单位：南京市市政设计研究院有限责任公司