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论房建工程基坑施工中的组合支护技术

发表时间：2020/8/4 来源：《基层建设》2020年第10期作者：王华芳

[导读] 摘要：随着我国经济水平的稳步提升，房建工程整体质量在改善，房建工程深基坑施工中常常采用组合支护技术。

        南宁品正建设咨询有限责任公司广西南宁 530031
        摘要：随着我国经济水平的稳步提升，房建工程整体质量在改善，房建工程深基坑施工中常常采用组合支护技术。本文分析房建工程基坑施工技术，并且通过案例分析的方式阐述房建工程基坑施工中组合支护技术的应用。
        关键词：房屋建筑；基坑施工；组合支护
        如今房建工程施工环节常常采用组合支护技术，可以使基坑施工更加稳定，组合支护技术水平对工程施工的安全性和使用年限产生重要影响，因此，本文对房建工程基坑施工中组合支护技术应用进行有效的分析，在一定程度上可以提升房建工程的施工质量。
        一、房建工程基坑施工中组合支护技术的应用
        （一）自立式支护
        自立式支护在房建工程基坑施工时应用广泛，自立式支护技术应用中需要施工人员对水泥搅拌桩进行操作，从而形成挡墙支护。支护方式对基坑施工的地基要求非常高，在淤泥、粘土等地基施工中可以发挥良好的效果。自立式支护可以提升基坑的稳定性，基坑开挖深度在9米以内就可以达到很好的支护效果。自立式支护技术应用中还可以产生较好的稳定性，并且隔水性能优越，施工速度很快，工程造价低廉。
        （二）桩锚支护
        桩锚支护在房屋建筑基坑施工中应用非常广泛，这种支护技术可以在不同土壤条件的基坑中应用。房屋建筑施工时基坑的深度也可以有效地调节水平夹角在20-45°之间，可以采用桩锚支护的方式。桩锚支护技术应用时，施工人员应该采用二次高压注浆工艺，从而确保支护达到良好的效果。桩锚支护技术的优点在于，对基坑支撑的要求不高，在机械化挖土和地下室工程施工时，可以结合当地的地质条件进行有效的施工改善。
        （三）喷锚支护
        喷锚支护在房建工程基坑组合支护技术应用中占据重要位置，喷锚支护技术通常采用土钉墙支护和拉丝网支护的方式。喷锚支护技术受到自身特征的影响，在地下水位较低的基坑中使用较多，然而在含水量丰富的基坑中使用存在局限性。喷锚支护施工中基坑深度应该小于14米，应用时应该在场地小的地方进行，从而降低工程造价。
        二、房建工程基坑施工中的组合支护技术的应用
        （一）工程概况
        某建筑深基坑位于成都天府广场西侧，毗邻人民中路，西临西榆街、西小河街、北苏渡路。该基坑位于成都地铁天府广场公交枢纽旁。基坑开挖线的周长为410米，开挖深度为25.4米，深26.6米。结构采用基础隔震体系。场地高程±0.00相当于绝对高程504.50 m，周围环境绝对高程约502.50 m（-2.20 m）；坑底高程为-25.40 m（-26.60 m，局部地区）。该工程基坑支护采用桩锚结构。桩顶标高设计为-4.00 m，北坡支护采用双桩锚杆支护方案。其他地区边坡支护采用单桩锚索支护。根据现场和地面条件，以及施工单位的要求，采用旋挖钻机对桩进行机械钻孔。在隔离沟周围设置双支撑墙和桩，共同作用形成永久性建筑围护结构。
        （二）数值模型建立及计算参数选择
        以此建筑深基坑工程为例，建立深基坑动力数值模型，首先对基坑开挖进行了静力数值计算，然后进行了动力计算。因此，在开挖和支护结构完成静力值计算后，基坑模型可以作为动力分析的基本模型，地层介质自上而下分为六层，即杂填土、稍密碎石、中密卵石层、密卵石层、强风化泥岩、中风化泥岩。射程方向为500 m，方向为300 m，方向为-75.4 m深。在深基坑开挖和支护结构施工的数值模拟中，需要设置支护桩、顶梁、锚索的支护结构参数。
        （三）地基土沉降分析
        在动态分析数值模型中，建立了DC3、DC5、DC7、DC8四个监测点，围绕深基坑分析建筑振动荷载作用下基坑周围的地表沉降。由于静载计算得到的位移沉降在动载计算之前已经清除，即初始值为0，位移和沉降主要是由建筑振动荷载引起的。基坑席中中西部监测区DC3的第一秒内出现突然沉降，最大沉降为2.27μmm，在随后的建筑振动荷载作用下，DC3处的沉降是稳定的。

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与DC3相似，DC5、DC7和DC8的沉降主要发生在第一秒内，然后交替出现位移的增加和减少。后期（1 s–7 s），三个点的位移沉降保持稳定。DC3、DC5、DC7和DC8的最终位移沉降值分别为-2.26 mm、-0.39 mm、-0.87 mm和-0.77 mm。
        在场地所在的成都平原砂卵石地层介质中，地表位移的动力响应主要发生在动荷载作用初期，建筑振动衰减较快；由于地层土的阻尼作用，地表位移能量衰减，后期地表位移保持稳定；建筑振动荷载对地表沉降影响不大，最大沉降量为−2.26 mm，不大于（为基坑开挖深度）允许值。在动态分析计算得出的最终地表沉降值中，坑道中南部、建筑最远的监测点DC5的最终沉降值最小；坑道西侧DC3的最终沉降值最大，北侧DC8次之。由以上结果可知，建筑振动荷载引起的地表沉降小于额定值，基本无负面影响；地表振动响应随距建筑振动源距离的增加而越来越弱；在基坑北侧DC8处，距振源最近的两排支护桩有效地降低了地表振动响应。
        （四）基坑应力分析
        基坑的南北侧出现在拉应力的方向上，最大拉应力为100.46 kPa，位于建筑荷载最接近原点的北侧。与静态计算相比，最大拉应力增加了17.26 kPa，其放大率为20.7%。北侧出现的拉应力方向与静态过程不同，因此，基坑施工对桩后土压力有着显著的影响，且振动源越近，动力响应越强烈。因此，在设计建筑附近的支护结构时，应充分考虑建筑施工对基坑稳定性的影响，在施工过程中应加强振动源附近的变形监测。
        在动力分析中，土体通常被视为连续介质。土体由土颗粒和孔隙中的流体组成，一旦土颗粒之间的胶结力变小，土体骨架就更加不稳定。由于颗粒间的相对运动，能量损失也较小，土在较小的拉应力作用下产生压应力，保持弹性粘性，不发生破坏。
        （五）支护桩的施工
        监测点DY1处的桩身弯矩在前1.5 s内呈明显的减小趋势，从1.5 s减小到3 s，弯矩逐渐增大，变化约为270 kN•m，在3 s后，DY1处的弯矩在短暂的减小和增大后趋于稳定，随时间的延长呈逐渐减小的趋势最终值为2790 kN•m，由此可以得出桩在动力荷载作用下的动力响应主要发生在加载初期。DY2处的弯矩随时间从0增加到2.4 s，从2.45 s增加到3.0 s，DY2处的弯矩迅速减小，比静力计算结果（即0 s）低约30 kN•m。3.0 s后，DY2处的弯矩趋于稳定，DY3处弯矩的动力响应规律与DY1处相似。此时可以完成支护桩的施工，确保基坑处于稳定的状况下。
        （六）新技术的应用
        房屋建筑基坑施工中组合支护技术的应用应该完善新技术的采用，将新理念应用在其中，对组合支护技术进行客观与科学的分析，有效地防止组合支护技术在应用的过程中缺乏完善的设计理念，支护技术应用时应该通过各类试验，确保各项支护技术可以协调的应用。
        （七）确保理论持续完善
        理论的持续完善对于房建工程深基坑施工中组合支护技术应用的重要性是不言而喻的，众所周知实践是检验真理的唯一标准，这在房建工程的施工过程中也是同样适用的。组合支护技术的应用需要正确、科学理的支持和具体试验研究的基础上。通常来说我国在深基坑施工组合支护技术的实验方面和西方发达国家存在一定的差距，因此在房建工程施工人员更应当注重在工程实践中不断对相应的理论进行完善，从而在此基础上促进房建工程深基坑施工中组合支护技术施工效率和整体强度的有效提升。
        结语
        房屋建筑基坑施工时应该有效的结合组合之支护技术，使房屋建筑施工符合时代的发展。施工人员在实践中要及时发现问题，确保问题合理的处理，提升基坑施工的质量和效率。
        参考文献：
        [1]刘梦鲤.刍议建筑工程深基坑施工中组合支护技术的应用[J].中国标准化，2019（24）：42-43.
        [2]陈华.组合支护技术在广场工程深基坑施工中的应用探讨[J].河南建材，2019（02）：222-224.
        [3]张华柱.基于建筑工程深基坑施工中的组合支护技术应用探究[J].建材与装饰，2016（47）：1-2.