深基坑支護(hù)施工方案優(yōu)化分析

(山東濱州城建集團(tuán)公司 山東 濱州 256600)

深基坑支護(hù)施工方案優(yōu)化分析

孟慶國(guó)

(山東濱州城建集團(tuán)公司 山東 濱州 256600)

伴隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，我國(guó)深基坑支護(hù)工程項(xiàng)目運(yùn)行效果在逐漸優(yōu)化，無(wú)論是開(kāi)挖深度還是支撐位置，支護(hù)體系也都逐漸趨于完善，要積極落實(shí)更加有效的優(yōu)化體系和控制措施，確保施工工藝流程穩(wěn)定性得以有效升級(jí)。只有提高施工安全優(yōu)化后的實(shí)際效果，才能真正提高深基坑支護(hù)施工的項(xiàng)目質(zhì)量。本文結(jié)合工程項(xiàng)目，對(duì)深基坑支護(hù)施工項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了集中分析，旨在為施工方案管理人員提供有價(jià)值的參考建議。

深基坑；支護(hù)施工方案；優(yōu)化設(shè)計(jì)

正是基于城市人口的激增，城市生活設(shè)施以及交通運(yùn)輸項(xiàng)目受到了社會(huì)各界的關(guān)注，如何有效利用深基坑支護(hù)施工技術(shù)，需要相關(guān)項(xiàng)目管理人員結(jié)合施工方案進(jìn)行統(tǒng)籌分析和綜合化處理，確保施工工期、施工經(jīng)濟(jì)效益以及施工安全體系之間能形成統(tǒng)一協(xié)調(diào)的運(yùn)行機(jī)制，以保證整體技術(shù)結(jié)構(gòu)和運(yùn)行效果的最優(yōu)化。其中，深基坑支護(hù)施工模型主要包括支擋式結(jié)構(gòu)、土釘墻式結(jié)構(gòu)以及放坡結(jié)構(gòu)等，需要結(jié)合周圍實(shí)際環(huán)境參數(shù)，確保支護(hù)方案的有效運(yùn)行和系統(tǒng)性優(yōu)化。

一、工程概況

某城市地鐵四號(hào)線是三號(hào)線和四號(hào)線的換乘車站，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為三層島式車站模型，四號(hào)線全長(zhǎng)約為129米。車站內(nèi)基坑主要分為兩部分，車站基坑北側(cè)基坑長(zhǎng)度為58米，南側(cè)基坑長(zhǎng)度為45米，巖土性狀和物理力學(xué)目標(biāo)都要結(jié)合地質(zhì)勘查報(bào)告，在車站范圍內(nèi)確保地下水和孔隙水進(jìn)行統(tǒng)籌處理。其中，地下水埋深為0.90m到5.0米，主要是依靠大氣降水補(bǔ)給。對(duì)于基巖地質(zhì)條件進(jìn)行分析，裂縫水是弱透水層，滲透系數(shù)是0.013m/d到0.037m/d，由于大氣降水的影響，第四系孔隙水補(bǔ)給中補(bǔ)給源并不是十分豐富，加之地下水的水量有限，需要對(duì)整體運(yùn)行機(jī)制進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)。

二、深基坑支護(hù)施工項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案

（一）基坑支護(hù)方案優(yōu)化機(jī)制

在基坑支護(hù)方案設(shè)計(jì)過(guò)程中，要結(jié)合工程要求和地質(zhì)水文條件，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境以及工程支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行綜合分析，并對(duì)排樁鉆孔灌注樁結(jié)構(gòu)等進(jìn)行統(tǒng)籌分析，確保最大化的減少基坑結(jié)構(gòu)的變形問(wèn)題，從而一定程度上對(duì)結(jié)構(gòu)界限等要素進(jìn)行統(tǒng)籌分析，確保基坑安全和尺寸完整。相較于傳統(tǒng)的運(yùn)行基礎(chǔ)和管理模型，優(yōu)化方案要保證經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的最優(yōu)化，將支護(hù)結(jié)構(gòu)選用間隔挖孔樁處理方案，不僅施工方便，且整體施工項(xiàng)目的速度較快，但是安全性和接頭防水效果需要進(jìn)一步得到優(yōu)化處理[1]。

（二）基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化

在支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，要結(jié)合實(shí)際參數(shù)和管理要求，對(duì)相關(guān)信息和處理效果進(jìn)行統(tǒng)籌分析和綜合化處理。深基坑開(kāi)挖過(guò)程和支護(hù)過(guò)程是一個(gè)較為動(dòng)態(tài)化的處理過(guò)程，不僅僅是階段性應(yīng)力會(huì)發(fā)生改變，位移也會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的偏差和變化，因此，在優(yōu)化設(shè)計(jì)項(xiàng)目中，利用等值梁法能提高設(shè)計(jì)有效性實(shí)現(xiàn)支護(hù)體系的經(jīng)濟(jì)性優(yōu)化。在這種運(yùn)行機(jī)制中，圈梁是最基本的安全儲(chǔ)備結(jié)構(gòu)，但是，若是在計(jì)算過(guò)程中忽略其實(shí)際作用，就會(huì)導(dǎo)致樁身位移計(jì)算值出現(xiàn)偏差。基于此，要對(duì)圈梁作用進(jìn)行全面分析了，以保證支護(hù)結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方案的完整度，并對(duì)施工步驟進(jìn)行統(tǒng)籌分析和綜合化處理。只有提高采用桿的實(shí)際使用效果，才能更好地借助有限元增量法對(duì)支護(hù)樁結(jié)構(gòu)進(jìn)行系統(tǒng)化分析，從而建立健全多支點(diǎn)支護(hù)結(jié)構(gòu)，以提高在整體支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本水平，并對(duì)圈梁施工設(shè)計(jì)原則和工藝設(shè)計(jì)要求融合在一起，利用SAP84機(jī)構(gòu)分析軟件對(duì)設(shè)備方案和設(shè)計(jì)處理措進(jìn)行全面的計(jì)算和分析。

工程項(xiàng)目支護(hù)方案中，結(jié)構(gòu)樁徑為f1500的人工挖孔樁，不同樁間的距離為3米左右，樁長(zhǎng)度為30米。護(hù)壁厚度為150mm到200mm之間，樁芯主要是采用了抗侵蝕系數(shù)。并在挖樁操作后，樁間f550旋噴樁是用來(lái)固定的結(jié)構(gòu)，需要項(xiàng)目施工人員利用C20噴射鋼筋混凝土對(duì)其進(jìn)行樁間封堵找平。在挖樁操作結(jié)束后，要對(duì)滲水問(wèn)題給予高度處理和綜合控制[2]。結(jié)合結(jié)構(gòu)形式，要對(duì)基坑深度和變化計(jì)算模型積極處理和綜合化功能升級(jí)。在實(shí)際升級(jí)方案中，要結(jié)合結(jié)構(gòu)形式、基坑深度以及優(yōu)化計(jì)算方案，對(duì)相關(guān)支撐體系進(jìn)行統(tǒng)籌分析。支撐水平距離控制在3米左右，并利用五道鋼支撐結(jié)構(gòu)對(duì)其進(jìn)行綜合分析，厚度控制在14毫米鋼管結(jié)構(gòu)。案例中車站主體支護(hù)結(jié)構(gòu)主要是內(nèi)側(cè)設(shè)置的內(nèi)襯強(qiáng)，相較于單一化管理結(jié)構(gòu)，這種處理方式能和支護(hù)結(jié)構(gòu)并行，能對(duì)來(lái)自于水和土的側(cè)向壓力。

除此之外，也要對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)施工方案進(jìn)行統(tǒng)籌分析，借助優(yōu)化計(jì)算對(duì)明挖基坑的合理化施工步驟以及支撐體系進(jìn)行全面分析和系統(tǒng)化升級(jí)，確保相關(guān)噴錨支護(hù)體系的完整性，也為整個(gè)鋼支撐結(jié)構(gòu)交替運(yùn)行提供有價(jià)值的處理效果。其一，開(kāi)挖到地下3.5米，設(shè)置鋼結(jié)構(gòu)，噴錨支護(hù)結(jié)構(gòu)。其二，向下開(kāi)挖四個(gè)距離，分別為4.5m、5.0m、5.5m以及6.0m，保證不同道鋼支撐結(jié)構(gòu)的交替進(jìn)行。其三，在開(kāi)挖基坑面方面有些問(wèn)題，施工底板系接地網(wǎng)和墊層結(jié)構(gòu)要安裝完畢。其四，要保證側(cè)墻結(jié)構(gòu)和負(fù)三層結(jié)構(gòu)中鋼支撐體系的完整性[3]。

（三）基坑監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)方案優(yōu)化

在設(shè)計(jì)機(jī)制建立后，要針對(duì)具體問(wèn)題進(jìn)行集中檢測(cè)，并對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行集中公示。監(jiān)測(cè)對(duì)象分別為支護(hù)樁、支撐結(jié)構(gòu)、地表結(jié)構(gòu)、毗鄰建筑結(jié)構(gòu)以及地下水，值得一提的是，主要是利用精密光學(xué)測(cè)量和水位孔測(cè)量等，提高處理效果和穩(wěn)定性的同時(shí)， 將測(cè)量精度控制在開(kāi)挖過(guò)程。支護(hù)樁的測(cè)點(diǎn)布置是沿用基坑模型，在基坑四周布置18個(gè)支護(hù)樁、支撐力支出4，地表結(jié)構(gòu)是20米。例如，鋼支撐第一道最大軸力計(jì)算值為639kN、最大軸力設(shè)計(jì)值879kN，實(shí)測(cè)最大內(nèi)力為450kN；鋼支撐第二道最大軸力計(jì)算值為1408kN、最大軸力設(shè)計(jì)值1936kN，實(shí)測(cè)最大內(nèi)力為1100kN；鋼支撐第三道最大軸力計(jì)算值為1714kN、最大軸力設(shè)計(jì)值2357kN，實(shí)測(cè)最大內(nèi)力為1500kN；鋼支撐第一道最大軸力計(jì)算值為639kN、最大軸力設(shè)計(jì)值879kN，實(shí)測(cè)最大內(nèi)力為1500kN；鋼支撐第四道最大軸力計(jì)算值為2078kN、最大軸力設(shè)計(jì)值2857kN，實(shí)測(cè)最大內(nèi)力為1700kN。

正是基于新型技術(shù)中三維建模技術(shù)和單元質(zhì)量庫(kù)的運(yùn)行，對(duì)時(shí)程進(jìn)行系統(tǒng)化分析和實(shí)時(shí)處理，確保相應(yīng)數(shù)據(jù)參數(shù)和運(yùn)行維度符合標(biāo)準(zhǔn)，也要對(duì)整體管理結(jié)構(gòu)和控制參數(shù)的穩(wěn)定性進(jìn)行統(tǒng)籌控制，確保處理維度和運(yùn)行參數(shù)之間的穩(wěn)定性。并且保證設(shè)計(jì)一體化符合實(shí)際需求，積極落實(shí)更加有效的處理機(jī)制，滿足高科技設(shè)計(jì)要求，從根本上實(shí)現(xiàn)節(jié)能性統(tǒng)籌分析[4]。對(duì)于深基坑支護(hù)方案來(lái)說(shuō)，要提高參數(shù)的質(zhì)量，才能從根本上升級(jí)處理效果，確保控制維度和控制要求之間的穩(wěn)定性，也為了進(jìn)一步提升管控效果，升級(jí)處理機(jī)制，從根本上提高數(shù)據(jù)分析的實(shí)效性。

結(jié)束語(yǔ)：

總而言之，在深基坑支護(hù)施工方案升級(jí)過(guò)程中，要結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行優(yōu)化處理，綜合分析的基礎(chǔ)上，提高數(shù)據(jù)和信息的分辨程度，優(yōu)化施工設(shè)計(jì)，確保施工方案能有序開(kāi)展，也為工程項(xiàng)目的可持續(xù)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

[1]周罕,曹平.軟土地區(qū)城市深基坑支護(hù)方案優(yōu)選的模糊層次分析法[J].中南大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）,2013,43(09):3582-3588.

[2]侯公羽,弭尚銀,楊春峰等.進(jìn)化策略及其改進(jìn)算法在深基坑支護(hù)優(yōu)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究[J].巖土力學(xué),2015,29(05):1222-1226.

[3]金志仁,何繼善.基于距離判別分析方法的深基坑支護(hù)方案優(yōu)選研究[J].巖土力學(xué),2015,30(08):2423-2430.

[4]撒利偉,劉志忠,閆增峰等.基于層次分析法和灰色系統(tǒng)的深基坑支護(hù)方案優(yōu)選[J].西安建筑科技大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）,2013,45(06):797-802.

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1007-6344（2017）06-0231-01