復合支護體系在深基坑開挖中應用

于龍浩

[摘要]基坑支護是工程施工中的重要工作，隨著工程項目的不斷增加，支護體系的安全性不斷受到人們的重視。深基坑結構中，在周圍地質環境條件允許的情況下，使用復合支護體系相對于傳統的支護方式，可以大幅度提高安全可靠性。復合支護體系適用于填土厚度較大、基坑周邊分布對沉降變形敏感的建筑物以及地下管線等邊坡支護工程。

[關鍵詞]復合支護體系；深基坑；安全性；應用

文章編號：2095 - 4085（ 2018） 01 - 0119 - 02

基坑施工相對于地面施工對安全性要求更高，深基坑中的支護安全性對于施工人員以及施工設備都會具有重要影響，保證深基坑支護安全性對于周邊建筑、地下管線的完好性也具有重要意義。在深基坑施工前應該根據周圍的地質情況選擇合理的支護方式。

1 工程概況

某工程場地地形較為平坦，經過分析屬山前沖洪積傾斜平原地貌單元，整體的地勢呈現出南高北低的形態特征。通過對水位的探測，該位置屬于第四系孔隙水，通過分析，發現局部會存在一定的上層滯水，根據工程要求，基底應該在地下水位以下。對地下水的成分進行檢測后，發現地下水對混凝土和鋼筋存在輕微的腐蝕性。土質屬于中軟場地土，具有輕微的濕陷性。

2 基坑支護設計

2.1 基坑設計

通過對工程周邊地質水文條件的分析，并對周圍的管道、電纜情況進行合理規劃，結合現有的施工技術和成本控制條件，決定使用復合支護體系保證深基坑的安全性。具體需要建立“鋼管樁+預應力錨桿+土釘墻”計算模型，并且按照二級基坑進行設計。

2.2 理論計算

鋼管樁是復合支護體系中的重要結構，更是土釘墻支護中的超前支護手段，因此在進行理論計算時，應該首先對鋼管樁進行計算。在計算過程中不考慮對周圍邊坡的加固作用，直接按照土釘墻理論完成計算。經過對基坑周圍建筑物以及管道附加荷載等多種因素的綜合考慮，假定建筑物荷載取值20kPa/層，管線荷載取值為20kPa。相關的參數計算如下。第一，根據鋼管樁150mm直徑，0.75m的間距，決定鋼管的直徑為125mm，鋼管壁的厚度為4.5mm，并合理設置漏漿孔，在冠梁使用槽鋼對鋼管進行連接，為保證結構穩定性，使用螺栓進行有效連接。第二，使用三道土釘完成矩形布置，并將水平間距控制在1.5m，垂直間距控制在1.2 -1.5m。桿體材料均選擇鋼材結構，合理控制注漿強度。基坑的部分區域存在雜填土較厚的地層，為保證成孔的有效性，可以使用焊接好的鋼管通過擊入方式代替原有方式。土釘在水平垂直方向都要有鋼筋連接，保證結構穩定性。第三，使用一道錨桿結構，長度控制在12m左右，自由端的長度控制在5m左右，水平間距為1.5m，桿體材料為鋼筋結構，控制好注漿強度不低于M15，預加力為70kN，并在腰梁處設置一根25b槽鋼，承壓板材料結構采用鋼板。

3 支護結構選取及技術要點

3.1 選取支護結構

復合支護體系的搭建應該保證深基坑周邊環境的安全。具體應該采取以下幾個方面的措施。第一，在成本允許的情況下，應該盡量選擇整體剛度較大的支護體系。第二，為保證施工質量和施工效率，應該加快坑底墊層的施工速度。第三，為保證開挖的順利進行，需要對車輛出入通道和周邊的施工道路進行合理設置。第四，荷載對支護結構會產生較大的影響，因此在搭建體系中應該做到合理控制。第五，在施工過程中應該加強對周邊環境的檢測，保證整個施工過程在動態的可監測范圍之內。通過對以上幾種因素的綜合考慮，設計出以下幾種施工方案。

（1）支護墻（樁）體系。這種支護體系實際上是將地下連續墻與鋼筋混凝土進行結合，形成疊合墻的施工方案。這種方案的優點主要體現在以下幾個方面。第一，地下室外側壁厚減小，降低了對鋼筋的使用量，從而降低了地下室的工程造價。第二，由于基坑沒有回填料，在車道以外的部分不用設立撐梁板。第三，這種方案省去了地下室外墻的模板工作和防水工作。第四，基坑開挖面積減少，挖土方量減少，降低了輸運工作強度。第五，在地下結構中采用連續墻整體結構，剛性強度相對于鉆孔樁具有較好的抗力。第六，方案整體采用使用的費用較少，在局部區域還能擴大地下室空間。

（2）鉆孔灌注樁+三軸攪拌樁+三道鋼筋混凝土內支撐方案。這種復合式支撐方案的施工技術比較成熟，并且市場上的施工單位較多，因此可以保證支護體系的施工質量。除此之外，這種方案的圍護造價比較低廉，并且施工設備可以根據施工地點以及施工環境做出一定的調整，施工的靈活性較好。

（3）內支撐方案。內支撐方案采用豎向支護體系，通過對基坑開挖深度的分析，決定使用三道內支撐體系。第一道將支撐標高設置為-3.000處，第二道支撐面標高為-7.200，第三道支撐面標高為一11.200。為保證平面支護體系結構的安全可靠性，通過幾種結構的對比情況.最終決定采用圓環+對撐方案。

3.2 施工要點

確定施工方案后，開始進行復合土釘墻施工。具體施工內容為鋼管樁施工、土釘施工以及地表水的控制。通過各工序質量控制，實現控制施工質量的目的。

（1）鋼管樁施工。在鋼管樁施工前，應該對施工場地進行一定的處理，保證地面的平整性，同時還要確定樁頂標高及鉆機位置。嚴格按照施工圖紙進行鋼管樁的定位，通過使用精密測量工具，控制誤差情況。鋼管安裝完成后，將注漿管插入鋼管中開始進行注漿。等到灌漿壓力達到0.5MPa后停止注漿，此時開始進行冠梁施工，開挖邊坡以及土釘墻的施工應該在鋼管樁和冠梁施工養護一周之后進行。

（2）土釘施工。土釘施工應該嚴格按照設計圖紙的要求，準確定位基坑的開挖邊線。在此次施工中采用五次開挖的形式，支護架構的搭建貫穿于整個施工過程中。開挖過程中具體采用分層開挖的形式，土方開挖應該做到與支護施工的配合良好，將開挖過程與土釘墻施工形成循環作業。按照設計圖紙以及施工要求，制作土釘，并在頂端位置使用螺栓固定。由于深基坑中的特殊位置，需要使用焊接鋼管代替土釘，因此在注漿過程中為保證效果，必要時使用多次注漿方式，同時實時做好對壓力的檢測工作。

（3）地表水控制，在此次施工中，考慮到深基坑面積較大，同時場土為黃土的因素，需要設定防水墻防止雨水、客水進入基坑，同時采取一定的措施對整體地表水進行合理控制。如常見的地表溝渠、水泵抽取等，保證深基坑施工安全。

4 結語

總之，復合式支護體系在深基坑開挖中對于保證施工的安全環境以及周圍建筑物的安全具有重要作用。這種支護方式本身也是基坑施工中的重大進步，在今后的深基坑施工中會不斷發揮實際價值。

參考文獻：

[1]任興宇，鉆孔灌注樁+錨索復合支護技術在深基坑工程中的應用[J].中外建筑，2012，（01）：23.

[2]龍志煌，樁一錨支護技術在深基坑工程中的分析應用[J].中外建筑，2011，（03）：112.