土巖組合地區深基坑內支撐支護結構的施工技術優化與應用

摘 要：常規的土巖組合地區深基坑內支撐支護結構施工主要使用樁壁周圍鉆孔法形成支護樁墻，易受錨桿固定點位變化影響，支護錨固力偏低，因此需要設計一種全新的土巖組合地區深基坑內支撐支護結構施工技術。本文搭建重力式內支撐支護擋墻，施打SMW內支撐支護結構工法樁，設置內支撐支護預應力錨索，從而完成深基坑內支撐支護結構施工。實例分析結果表明，本文設計的土巖地區深基坑內支撐支護結構施工技術的支護錨固力較高，符合深基坑內支護要求，具有可靠性和一定的應用價值，為優化土巖組合地區的施工進程、降低施工難度做出了一定貢獻。

關鍵詞：土巖組合地區；深基坑；支撐支護結構

中圖分類號：TU 753" " " " " 文獻標志碼：A

在土巖組合地區，土體和巖體在空間上常呈不規則分布狀態[1]，容易受環境變化影響出現滑坡、崩塌和泥石流等地質災害[2]。深基坑內支撐支護結構施工的條件復雜，注意要點較多。首先，需要考慮支撐結構的承載能力和穩定性，避免因安裝誤差導致支撐結構失穩或變形。其次，在拆除過程中，需要注意拆除順序和方式，避免對周圍土體和環境造成不良影響。最后，需要在整個施工過程中進行監測和控制，保證支撐結構的使用壽命，并保障其安全性。尤其在土巖組合地區，基坑周圍土體可能存在軟弱地層或原始地質條件較差，采用內支撐支護結構可有效提高基坑的穩定性和安全性，防止發生土體滑坡、崩塌等地質災害[3]。在上述背景下，本文對土巖組合地區的深基坑內支撐支護結構施工技術進行了研究。

1 工程概況

為了驗證所設計的土巖組合地區深基坑內支撐支護結構施工技術的施工效果，本文選擇某深基坑工程進行實例分析。已知該工程位于某市的偏遠土巖區域，基坑開挖面積為67854m2，基地標高為-5.63m。研究區域的基坑開挖較深，支護設計總長度為1024.5m，屬于臨時支護結構。根據該工程的設計要求，本文調整了勘探鉆孔地面標高。該研究區域的地層巖土層分布見表1。

由表1可知，研究區域鉆孔后出現了地下水。地下水的類型包括孔隙水、裂隙水和熔巖水，埋深為2.3m～5.8m，水位標高為6.54m～11.53m。

研究區域使用基礎樁錨結構進行施工。樁錨支護施工示意圖如圖1所示。

由圖1可知，上述施工方式可以根據支護變形限制要求調整預應力，限制支護結構發生嚴重形變。研究區域根據GB50497基坑工程監測標準設計施工方案，保證基坑開挖深度遵循地質條件要求。施工雜填土部分將混凝土鉆孔灌注樁與預應力錨索作為主要支護結構。

2 土巖組合地區深基坑內支撐支護結構施工技術設計

2.1 搭建重力式內支撐支護擋墻

以上述工程為例，本文使用放坡開挖技術搭建重力式內支撐支護擋墻。先根據邊坡的穩定性關系進行護坡處理[4]，再根據庫倫強度理論進行重力分解，此時的邊坡穩定性安全系數計算式KS如公式（1）所示。

式中：c為土體黏聚力；l為基坑下部圓弧長度；FN為基坑支護法向力；φ為土體的滑動剪力角；FW為支護抗滑力；θ為滑動法線與垂線夾角。

根據上述邊坡穩定性安全系數可以確定土體支護平衡條件，使用預應力錨桿復合土釘墻進行支護處理。計算土釘墻的復合支護剪力ksj，如公式（2）所示。

式中：ksj為支護抗滑力矩與滑動力矩比值；ψ為支護摩擦系數；Gj為支護錨桿自重。

此時進行水泥拌和處理[5]，計算重力式內支撐支護擋墻墻體的嵌固深度與嵌固寬度，穩定性驗算式如公式（3）所示。

式中：Epk為墻體承受被動土壓力值；G為墻體自身質量；um為墻體底面壓力；B為墻面寬度；Eak為墻體承受的主動壓力值。

根據計算出的支護參數調整重力式支護擋墻的支撐形式，選取可靠的墻體厚度[6]，此時墻體的受彎承載力M如公式（4）所示。

M=αfc（h）+Ap （4）

式中：α為支撐系數；fc（h）為混凝土抗拉強度；Ap為受拉區截面積。

根據受彎承載力可以調整重力墻支撐位置，設置不同的支撐支護槽段。

本文設計的深基坑內支撐支護結構施工技術使用“U”形鋼板樁搭建重力式內支撐支護擋墻[7]。該鋼板樁的強度較高，可以作為基礎圍護結構降低支護風險。該鋼板樁的剖面示意圖如圖2所示。

由圖2可知，此時需要進行柱列式布置，改變相鄰樁間的間隔，并切割重合部分，以提高內支撐支護擋墻的防滲水能力。搭建的支護擋墻如圖3所示。

由圖3可知，使用上述支護擋墻可最大程度滿足支護嵌固要求，降低深基坑支護風險。

2.2 施打SMW內支撐支護結構工法樁

為了避免在施工中受基坑側壁強度改變的影響發生嚴重的施工安全事故，本文根據基坑土體的形變要求和住戶防水原則施打SMW工法樁，將其作為內支撐支護結構，輔助止水帷幕和連續墻完成支護施工。施打工法樁前，需要在重力支護擋墻外側設置止水帷幕，利用旋噴樁進行保護處理。

施打內支撐支護結構前，需要根據施工要求選取支護材料，考慮施工質要求，本文選取鋼筋混凝土內支撐支護結構，使用支撐平面布置法調整桁架、角撐的位置，按照不規則布置法生成完整的內支撐支護結構體系。SMW內支撐支護結構工法樁施打示意圖如圖4所示。

根據圖4確定合理的施工順序及配套機械、水泥等材料的放置位置，并規劃具體的施打方案，具體方案如下所示。1） 按照攪拌樁樁位平面布置圖測量放線處理，清除施打前地面存在的障礙物，設置導向樁，樁位平面偏差≤5mm。2） 進場組裝三軸攪拌機與樁架，試運轉正常后才能就位。3） 確定施工位置，開挖導向溝，確定是否置放導軌，并設置定位型鋼。導溝開挖后，需要根據設計要求在導向定位型鋼上做出鉆孔位置和“H”形鋼的插入位置。4） 根據確定的位置移動樁機并就位，就位平面誤差≤2cm。用水平尺將平臺調平，并調直機架，保證機架垂直度偏差≤0.5%。5） 制備水泥漿液。根據設計圖紙要求的加固土體強度、水泥摻量等指標，利用工藝試驗和配合比試驗得出水泥漿配合比，施工中嚴格按照該配合比進行泥漿配制。6） 噴漿、噴氣攪拌下沉至樁底標。當攪拌樁機鉆桿下沉到攪拌樁的設計樁頂標高時，開動灰漿泵，待純水泥漿到達攪拌頭后，以0.5m/min～lm/min的速度下沉攪拌頭，邊注漿，邊攪拌，邊下沉，使水泥漿和原地基土充分拌和。觀測鉆桿上樁長標記，待達到樁底后設計標高。7） 噴漿、噴氣攪拌提升至樁頂標。鉆掘攪拌機下沉到設計深度后，稍上提10cm，再開啟灰漿泵，邊噴漿，邊旋轉攪拌鉆頭，提升速度控制在lm/min～2m/min，泵送必須連續。同時嚴格按照設計確定的提升速度提升鉆掘攪拌機。鉆桿在下沉和提升過程中均需注入水泥漿液。8） 按照上述施打順序進行施打，施打完畢后插入“H”形鋼進行固定，完成施工。

上述內支撐支護結構能有效解決墻體硬化造成的支護沉降問題，提高支護施工的可靠性。

2.3 設置內支撐支護預應力錨索

支撐工法樁施打完畢后可能會出現樁間距不足的問題，如果此時土質松散度較高，就很容易出現串孔現象，導致支護穩定性降低，因此，本文使用跳挖法進行混凝土澆筑處理。首先，設置內支撐支護預應力錨索，測量不同樁的位置，使鉆機處于就位狀態。其次，開孔鉆進，并將該過程中產生的棄土進行外運清理。再次，鉆孔清孔，測量中孔，制作符合施工要求的鋼筋籠。最后，下鋼筋籠，進行澆筑處理，清洗導管，起拔護筒。待上述步驟完畢后，設置預應力錨索。

為了避免注漿未完全充盈造成錨固作用不足，影響最終的注漿施工深度，本文設計的深基坑內支撐支護結構施工技術使用二次注漿施工技術進行注漿施工，并設置高性能內支撐支護預應力錨索。在錨索設置初期，需要根據頂點施工位置進行鉆孔，安裝可靠的邊索平臺。根據支護結構的注漿變化進行注漿噴錨處理，調整腰梁安裝的位置，避免出現預應力錨索安裝偏差。此時，深基坑內支撐支護結構全部錨入了樁內，穩固性較高，提高了各個點位的支護錨固力，可滿足支護施工要求。

3 施工驗證分析

選取KS-GF錨固力測試儀測試不同支護點位的支護錨固力。KS-GF錨固力測試儀的測量范圍為0kN～300kN，儀表分辨率較高，能存儲多組測試數據。利用該錨固力測試儀可以輸出有效的深基坑內支撐支護施工結果。

4 施工結果與討論

在該工程中隨機選擇8個預設的中心支護點位，依次向該點位左側、右側布設其支護點位。利用KS-GF錨固力測試儀測試不同點位的支護錨固力。施工結果見表2。

由表2可知，在不同深基坑支護點位，本文設計的土巖組合地區深基坑內支撐支護施工技術的支護錨固力較高，施工效果較好，能滿足深基坑支護施工要求，具有可靠性和一定的應用價值。

5 結語

為提高土巖組合地區深基坑支護點位的支護錨固力，本文設計了一種全新的深基坑內支撐支護結構施工技術，并進行實例分析。結果表明，設計的深基坑內支撐支護結構施工技術的施工效果較好，具有可靠性和一定的應用價值，為降低深基坑施工風險做出了一定貢獻。

參考文獻

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