在深基坑中斜撐支護體系的應用研究

趙帥權

摘要：深基坑工程施工中，由于受到外界環境因素的影響，采用合理的支護體系是非常必要的。斜撐支護結構施工布置靈活，并且在施工中可以不對基坑周邊的土體產生影響，保證了基坑施工的穩定性。本文對深基坑工程施工特點進行了簡述，結合深基坑工程施工的實際特點和需要，對斜撐支護體系在深基坑工程施工中的應用進行了研究。

關鍵詞：巖土工程;深基坑工程;斜撐支護體系;數值模擬

在深基坑工程施工中，斜撐支護體系和盆式開挖施工的結合，可以提高基坑工程施工的出土效率，降低時間效應對基坑工程的影響。斜撐支護體系可以為深基坑工程施工提供大的作業施工空間，在深基坑工程施工中具有很高的應用價值。

1 深基坑工程特點

深基坑工程具有較高的勘察設計施工標準，并且受施工現場的地質條件，以及基坑施工周邊的環境影響。基坑開挖的面積以及支護體系的選擇都是基坑工程順利施工的基礎。深基坑開挖深度越大，存在的危險性越大，因此支護結構的選擇要保證深基坑工程施工穩定和安全。深基坑工程的開挖面積和開挖深度都要比普通的基坑大，尤其在建筑比較密集的區域，在進行深基坑工程施工過程中，要考慮周邊建筑管線等基礎設施的影響。深基坑工程開挖施工后，對周邊區域的土體應力具有較大的影響，而且周邊的地下水位也會發生明顯的變化。深基坑工程施工包含很多綜合性的知識技術，要結合勘察技術、監測技術和結構工程等技術手段，才能實現深基坑工程的順利施工。

2 斜撐支護結構在深基坑工程中的應用研究

2.1 斜支撐支護應用形式

鋼筋混凝土斜支撐支護結構，具有較強的剛性度，在對基坑變形的控制上具有很好的作業。但是在基坑支護結構施工中，鋼筋混凝土斜支撐的模板在固定上比較困難，而且對模板的角度進行調整上也不靈活。在澆筑施工過程中如果鋼筋混凝土攪拌不均勻，那么鋼筋混凝土斜支撐支護的剛度很難達到標準的要求，斜支撐的養護時間比較長，而且對斜支撐進行拆除后很難對其再次利用，在經濟造價的成本上比較高。

鋼管斜支撐支護結構，采用的材料是609鋼管，在工程施工中對其進行安裝和拆除比較方便，而且材料可以重復使用，經濟成本造價低。鋼管斜支撐對基坑周邊環境的影響小，但是在對鋼管斜支撐進行安裝的過程中，對焊接的要求要高，而且鋼管的材質容易受到外界溫度等因素的影響導致變形，如果鋼管斜支撐發生變形，那么基坑就會發生附加變形。

裝配型鋼結構斜支撐支護結構，采用的材料構件包括H型鋼和錨固板等構件。這樣的支護結構施加的預應力效果明顯，可以有效的對基坑的變形進行控制，而且在安裝和拆卸等方面非常簡單。支護工程的施工時間段，材料可以被重復使用，具有較低的工程造價。并且對基坑周邊環境具有很少的影響，是一種新型的斜支撐支護結構，因此裝配型鋼結構斜支撐的支護結構在基坑支護工程中具有很大的應用價值。

2.2 斜支撐體系應用中的受力研究

斜撐支護結構在深基坑工程中的應用，通過科學的理論分析方法，對斜撐支護受力情況進行分析和計算是必要的。通過整體分析法對斜撐支護結構受力進行分析，把基坑和斜撐支護結構作為一個整體，并對斜撐支護的條件以及基坑開挖的過程等情況進行充分考慮，通過離散化數據模擬方式進行計算，但是由于基坑施工現場實際情況比較復雜，在斜撐支護計算使用率上比較低。兩階段分析法是斜撐支護結構受力計算中最為常用的一種方式，以土體自由場位移為基礎條件，對斜撐支護樁的變形進行計算獲取，而且目前在基坑支護中對土體自由場變形的計算和研究技術比較成熟，因此這種方法在斜撐支護結構設計中經常被用到。兩階段分析法采用的邊界元法主要是采用線性分析方法對支護樁受力進行分析，另外可以采用有限元法對支護樁受力變形情況進行分析和計算，并采用Winkler地基模型或者彈性半空間地基模型作為基坑工程地基模型。兩階段分析法首先對基坑開挖的基坑外土體自由場位移進行計算，然后是根據Winklet地基模型，計算出支護樁在單樁的情況下的下位移差分方程，并對斜撐體系的土體受力情況進行分析，通過Mindlin解析式計算土體的水平位移系統，對支護樁和基坑內的樁基之間的相互作用進行分析，并通過遮攔效應對遮攔位移進行計算，最后可以采用疊加原理對在基坑內的斜撐支護結構的內力進行計算。

計算土體自由場位移，計算基坑外土體自由場的位移的方法中，經驗法是比較簡單的一種分析方法，但是在實際的應用中受到多方面因素的限制。有限元分析法可以對基坑支護工程中的土體變形數值進行準確的計算，但是有限元計算的方法計算量比較大，而且分析和計算過程比較復雜。解析法可以對基坑支護工程外土體的自由場位移的分布情況進行有效的計算，并可以得出計算模型，通過計算模型對土體自由場的位移情況進行計算分析。通過現場的數值模擬，對基坑支護樁的水平位移函數進行計算，然后采用面積法通過積分計算對基坑內的土體水平位移進行計算，這樣就可以得出計算土體自由場水平位移的公式。然后對斜撐支護樁的受力變形進行分析，在實際的基坑支護工程中由于樁體的剛性度比較大，支護樁周圍土體位移受到控制，產生應力的遷移情況，發生相互遮攔作用，這樣可以有效地對樁體受力進行優化，從而減少樁體的變形，在深基坑支護中具有有效的應用。

3 結語

在深基坑工程施工中要根據施工場地的實際條件，對基坑支護結構進行科學合理的選擇，并對基坑支護結構進行合理的設計。深基坑工程施工中采用斜撐支護，不僅可以保證基坑工程的安全性，而且可以提高深基坑工程施工的穩定性。

參考文獻：

[1]唐軍平，何國東，付旭，李茜.佛山地基軟土物理力學指標間的相關性研究[J].地下空間與工程學報，2018，14（S2）：645653+659.

[2]趙園園，左人宇，陸釗，翟東格.斜拋撐與水平撐在深基坑支護中控制變形的對比分析[J].路基工程，2015（03）：136139+143.

[3]張曉梅.淤泥質地基施工常遇到的工程問題及處理[J].黑龍江水利科技，2011，39（03）：123124.

[4]周冠南.軟弱地層深基坑開挖時空效應分析及控制[J].地下空間與工程學報，2014，10（S1）：16531658.

[5]韓建強，張曉倫，黃俊光，袁作春.廣州南沙軟土地基基礎事故淺析[J].工業建筑，2016，46（04）：163168.