探討斜支撐技術在深基坑支護中的運用

黃繼洪

中國水利水電第十工程局有限公司 四川 都江堰 611830

引言

深基坑開挖工程使地下空間得到發(fā)展，但目前由于技術手段的限制，我國深基坑工程存在基坑開挖面積較大、開挖深度較深、周邊環(huán)境保護措施不當三個問題。深基坑工程中需要考慮經(jīng)濟成本、可操作性和安全性等多種要素，選擇恰當?shù)闹ёo技術并進行組合，提升深基坑支護的穩(wěn)定性和安全性。

1 深基坑支護設計的內(nèi)容和優(yōu)點

基坑支護是一個以穩(wěn)定和安全為主的圍護結構體系，因此，其需要滿足穩(wěn)定和變形的要求，保證結構體系的安全。深基坑的支護應分析支護場地的土質結構以及力學性質，了解地下管線的特性、周邊建筑密度以及壓力承受能力，在考慮施工時間和空間的同時，計算結構的強度、剛度、穩(wěn)定性，結合實際情況優(yōu)選可靠的支護體系，避免出現(xiàn)失穩(wěn)。還應考慮控制位移量，減少對周邊建筑物使用的影響。在方案選擇時需要結合現(xiàn)場施工的特點，確立適合項目特征的斜支撐支護方案，方案應具有經(jīng)濟成本較小、安全系數(shù)高、挖土運輸較為方便、對主體施工影響小等特點。

2 支護設計的原則

基坑開挖需要保證地下工作的安全性和穩(wěn)定性，因此，需要遵循開槽支撐、分層開挖、嚴禁超挖的原則[1]。基坑邊界的地面應設置排水系統(tǒng)，避免滲水、失水現(xiàn)象，工程在施工前需要全面考慮土方量、運輸距離以及施工順序、地質限制等，減少重復開挖帶來的經(jīng)濟損失。由于基坑暴露的時間和空間有限，因此對大面積的基坑需要遵循環(huán)境保護的要求，采用現(xiàn)實支撐的原則，形成支撐或基礎底板，避免支撐失衡現(xiàn)象。基坑開挖的全過程需要通過信息技術進行全方位的監(jiān)測，通過施工監(jiān)測數(shù)據(jù)調整支護方案。

3 斜支撐技術在深基坑支護中的應用

深基坑支護中最理想的方式是選擇不同的支護組合，每種支護技術具有不同的優(yōu)點，支護組合可以綜合各類支護技術的優(yōu)點，盡量減小缺陷的影響，提升深基坑支護的總體水平。在場地不受限制的地方優(yōu)先考慮放坡處理，或采用雙排樁、單排樁加錨索反拉形式，這樣對費用、工期、安全及后期拆除不會造成影響。在場地受限的地方（隧洞盾構機工作井、臨河建筑等）或場地狹窄（周邊建筑密集、臨地鐵建筑等）就須設置坑內(nèi)水平支撐、錨索或斜支撐體系。下面就以軟土地區(qū)的深基坑組合為例，具體描述斜支撐技術在支護中的應用方式，通過分析三種工藝，為支護提幾點意見。

（1）鉆孔灌注樁工藝。鉆孔灌注樁工藝主要包括12道工序，重點施工的工藝有鉆孔施工、水下混凝土灌注、鋼筋籠制作及吊裝三個。第一，在施工前，施工人員需要提前檢修機械設備、鉆井平臺平整度，以保證鉆頭和鉆桿軸線處于同一軸線上，在成孔施工中，需要用泥漿保護四周的護壁，減少鉆桿鉆頭溫度過高損壞和減小鉆進阻力，使其在設定的限制標準范圍內(nèi)，鉆進過程中要控制好護壁泥漿配合比及成孔垂直度。第二，在制作鋼筋籠和吊裝時，工作人員需要注意內(nèi)壁的光滑和下端的整齊度，在下鋼筋籠時要保持均衡勻速下降，避免深基坑支護過程中產(chǎn)生失彎和失衡現(xiàn)象。鋼筋籠要固定在可靠的單獨平臺上，不能直接固定在護筒周邊，減少護壁失穩(wěn)的風險，鋼筋籠安裝好后必須在4小時內(nèi)澆筑混凝土。第三，在水下混凝土灌注過程中，通常使用垂直導管提升，由于地下特殊的原因，導管必須具有良好抗壓性能、嚴密性能和牢固性能，避免在支護過程中存在漏水、斷管現(xiàn)象，混凝土應具有良好的和易性，坍落度宜為180～220mm，混凝土樁頂標高一般高出設計0.5～1.0m，好易于剔除上層浮漿，保證樁頭混凝土強度等級。首盤混凝土數(shù)量要保證導管下口必須埋入混凝土中，否則會出現(xiàn)斷樁現(xiàn)象，澆筑過程中原則上不能中斷澆筑，若中斷則根據(jù)中斷時間及中斷原因進行專門分析，并采取相應的補救措施[2]。

（2）坑內(nèi)斜支撐工藝。坑內(nèi)斜支撐體系常用的形式有鋼筒式、鋼筒混凝土式、混凝土式等，主要施工工藝有放樣、加工鋼筒、安裝就位、加壓等流程實現(xiàn)坑內(nèi)的穩(wěn)定支護。坑內(nèi)斜支撐工藝的核心技術是加工鋼筒環(huán)節(jié)，統(tǒng)一土方開挖和校正加壓環(huán)節(jié)。在加工鋼筒時，采用氧氣切割方式需做好防火通風等各項準備工作。在進行焊接時材質剖口面清理、除污除銹、對稱定位焊要符合規(guī)范要求后，再進行整體對稱焊接，按施工圖紙制作出實體放樣圖。在斜撐土方開挖時，提前考察土質性質，增加斜撐兩面的工作面，保持工作面的寬度和高度，當其達到固定值時，開始進行放坡工作。在放坡時，一定要保持坑內(nèi)的穩(wěn)定性，在校正環(huán)節(jié)可以使用吊車進行固定和校正，并借用鋼管架搭建斜撐校正平臺。支撐樁支護完成后需對鋼支撐進行預加壓力，并做好壓力檢測，對壓力數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)明顯變化或超過限制時，要立即停止施工并采取相應補強措施后再恢復施工。坑內(nèi)斜支撐體系與主體施工基本都存在交叉作業(yè)，基坑支護拆除前主體結構須達到一定的抗側壓力穩(wěn)定性，而主體建筑高度的荷載又受基礎內(nèi)斜支撐基礎分散承載力限制，往往需在前期基坑支護方案中充分考慮拆除方案及時間節(jié)點。

（3）型鋼斜支撐組合支護技術。為有效發(fā)揮斜支撐的支護作用，相關人員需要結合土方開挖工況，確保各個工藝環(huán)節(jié)的配合程度，嚴格按照開挖的順序，遵循自上而下、由深入淺的開挖順序，通過控制和監(jiān)督開挖流程，確保其可以獲取足夠的土方開挖厚度。相關人員還應該嚴格檢查型鋼斜支撐組合的質量，結合質量指標對坑內(nèi)的斜支撐施工進行驗收和檢查，并結合相關部門的要求，認真進行測量與記錄，確保深基坑支護的安全性與穩(wěn)定性，保證工程質量的合格。

4 結束語

綜上所述，設計人員可以結合不同地區(qū)工程的水文條件與地質條件、場地限制，基坑尺寸等設計施工圖和施工方案，規(guī)劃運輸車輛的行走路線，合理配置深基坑支護組合，不斷結合開挖深度的具體情況，動態(tài)控制支護體系，適時調整支護組合的使用方式。