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建筑深基坑内支撑拆撑施工技术要点研究

发表时间：2020/12/18 来源：《基层建设》2020年第24期作者：尚进

[导读] 摘要：建筑深基坑支撑卸载时，基坑处于卸荷状态，可能引起基坑及内支撑体系应力突变，进而引起基坑周围构建物、道路、管线沉降变形，甚至造成施工安全事故。

        中国能源建设集团山西电力建设第一有限公司山西大同 037000
        摘要：建筑深基坑支撑卸载时，基坑处于卸荷状态，可能引起基坑及内支撑体系应力突变，进而引起基坑周围构建物、道路、管线沉降变形，甚至造成施工安全事故。针对复杂环境基坑工程，应结合现场实际环境和支撑结构，合理选择换撑、拆撑施工技术，保障基坑安全，降低基坑工程施工对周围构建物的影响。
        关键词：建筑深基坑内；支撑拆撑；施工技术
        引言
        随着我国综合国力的提高，越来越多的高层建筑开始出现，在有限的土地资源下，高层建筑是城市建筑发展的未来趋势，在这样的时代背景下，对基坑的安全性、稳定性要求更为严格。在传统岩土工程施工中，基坑技术类型单一，一般通过放坡开挖、人工挖掘方式进行，导致基坑深度有限，无法满足时代需求与高层建筑发展趋势。近年来，随着深基坑支护技术的出现，有效地解决了传统基坑存在的问题，取代了传统基坑，成为岩土工程的核心。目前，随着我国建筑事业的发展，支护技术不断更新、改进，有效地解决了强度低、工艺单一的局限性，为高层建筑施工创造了先决条件。但由于我国特殊国情，不同地域岩土工程特点不同，即使深基坑支护技术替代传统技术，并取得较为显著的成绩，但在实际施工中同样存在诸多问题。
        1深基坑支护及特点
        深基坑支护通常指为保证地下结构施工及基坑周边环境的安全，对深基坑侧壁及周边环境采用的支挡、加固与保护的措施。其支护方法有很多，包括排桩支护、桩锚支护、地下连续墙支护、喷锚支护等。深基坑支护工程普遍具有以下特点：（1）基坑深度增加或场地狭窄导致支护难度加大；（2）基坑开挖面积大，横向支撑系统施工困难；（3）与土层和地下水状况关系密切，为保证周围建筑物、市政设施和地下管线的安全，对基坑支护技术提出较高的要求；（4）深基坑施工工期长，降雨、重物堆放等临时因素对基坑稳定性不利；（5）与相邻场地的降水、挖土等工序相互制约影响；（6）支护形式多样，技术衔接不完善。
        2深基坑支护技术
        2.1地下连续墙支护技术
        其具备防渗性良好、整体性良好、结构刚度大、适应能力强等优点，可应对各种复杂环境与地理条件，是一种可靠、实用的支护技术。当在软土层实施岩土工程、地下管线、周围相邻建筑对位移与沉降要求较高时，一般可采用这种支护结构。其具有可减少工程对环境的影响、对地质条件要求低等优点，如进入风化岩层或遇到砂卵石地层，通常可采用连续墙支护技术。此外，其整体性好、刚度大，可用于超深支护技术结构，但该支护技术对灰浆液的处理工艺复杂、造价较高。
        2.2钢板桩支护
        钢板桩支护适用于深度7m以上的基坑，是经济效益最高的支护结构类型，因为钢板桩支护可重复利用。目前钢板桩横截面主要包括Z形、U形和直腹形。在具体的应用过程中，钢板桩支护对施工技术的要求较高，需要针对钢板加设支撑系统以避免发生地表形变，而且使用过程中噪声较大。
        2.3深层搅拌支护
        这种支护方式主要通过机械装置将水泥、石灰进行搅拌，使其发生物理与化学改变，固化砂石、软土，起到良好的防护与支护作用。这种支护方式更有利于节省资金，但技术施工过程相对较为复杂，一般对7m左右深基坑使用效果更好。
        3深基坑支护存在的问题与分析
        3.1深基坑支护工程存在一定的不确定性
        近年来，由于城市建筑群密集，支护场地狭窄、支护深度深，加上施工周边环境的复杂，工地施工条件苛刻，为施工带来较大难度，经常使深基坑支护出现不可预测的问题，从而容易引发工程事故。
        3.2支护结构变形问题
        变形表现为两个方面：水平变形和竖向变形。当基坑开挖较浅时，支挡结构的变形主要为向基坑方向的水平变位，地表也随之变形，随着开挖深度的增加，土体自重应力的释放增加，地表变形的范围增大，变位增大；同时，支护结构墙体有所上升或下沉，使插入坑底深度发生变化。

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支挡结构水平变位的大小，主要取决于基坑的宽度、开挖深度、地层的性质、支挡结构的刚度和入土深度。基坑的暴露时间、设置锚杆的及时性和位置、或锚杆施加预应力对减少支挡结构的变位起重要作用。受到土壤压力作用，先搭建的支护结构可能会发生变形，导致后续深基坑支护施工无法顺利进行，整体支护结构失效，风险性提高。
        3.3深基坑支护工程存在一定的区域性
        由于深基坑支护工程和土层及地下水关系密切，有时即使是一个区域，也存在土层结构的不同和差异。所以，岩土工程勘察阶段尤为重要，勘察结果要详细、准确，才能进行深基坑支护工程的设计与施工。
        4深基坑内支撑拆撑施工要点分析
        4.1内支撑拆撑总体思路和施工工序
        为确保内支撑拆撑施工安全，应遵循先换撑后拆撑的工艺思路，拆除顺序经与基坑设计单位沟通协商并经基坑设计单位同意后实施[2]。内支撑拆除施工流程：切割位置放线→支架搭设→换撑条件检查验收→安装导轨→安装金刚石绳索→设置安全防护栏→内支撑切割→起吊外运→支架拆除。
        4.2连续墙支护施工技术处理关键点
        采用连续墙支护，成槽过程会对周边环境造成影响，一般表现为最大水平位移小于0.07%槽深，最大沉降0.05%~0.15%槽深。施工时应把握的技术处理关键点为对软弱土质做好土体加固，满足设计要求，降低发生附加变形的可能；要充分考虑降水可能引起的水平变形情况，设立水平支撑；护壁泥浆性能尽量优化，保持泥浆液位在地下水位0.5m及以上。3.2钢板桩支护施工技术处理关键点钢板桩支护施工前要做好地下管线的摸排工作，对钢板桩进行外观、锈蚀情况的检查。在钢板桩的锁口内涂抹油脂，以方便钢板桩的打入、拔出。在钢板桩插打过程中，随着测量监控每块桩的斜度不可超过2%，当偏斜过大不能用拉齐方法调正时，须拔起重打。为避免沟槽土方开挖时侧向土压力挤倒钢板桩，应使用工字钢将钢板桩进行连接，加设对称支撑，保证钢板桩与沟槽开挖工作面保持垂直。
        4.3切割位置放线
        工程采用金刚石绳锯法切割拆除。该方法是借助金刚石绳索在液压马达驱动下绕切面高速运动研磨切割，可对石材、钢筋混凝土等结构进行切割，切割效率高，混凝土截块切割时间为20min左右，可满足内支撑换撑时间和质量控制要求。由于本工程内支撑结构体积较大，且需分段切割，对切割精度要求较高。为满足内支撑换撑精度控制要求，换撑前进行施工测量，使用红色油漆标记金刚石绳索切割位置，以便于内支撑切割精度控制。
        4.4深层水泥搅拌桩支护施工技术处理关键点
        试桩对深层水泥搅拌桩支护的施工质量有重要影响，为此要确保试桩的完成质量，严格按照设计要求配置水泥浆和控制钻杆速度。喷进的方向是向下进行，搅喷提升要保持均匀，以确保整个成桩工艺顺利完成。
        结束语
        建筑深基坑工程中，内支撑拆除规模大、安全性要求高，要求施工单位结合施工现场实际情况合理制定换撑、拆撑技术方案，并加强拆撑过程中技术管理与控制。施工过程中应遵循分区分段拆撑原则，合理设置拆除分区，并加强拆撑过程和外运过程质量、安全控制，有效降低了内支撑拆撑对周围道路的影响，取得了良好的施工效果，保障了基坑施工的顺利进行。
        参考文献
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        [2]郑锐国.深基坑支护施工技术在基础施工中的应用[J].建材与装饰,2020(02):13-14.
        [3]黄辉.市政工程深基坑支护技术及施工要点分析[J].江西建材,2019(12):191-192.
        [4]毕长武.房屋建筑基坑支护工程施工管理方法探讨[J].工程建设与设计,2019(24):186-187.
        [5]王兆高.深基坑支护技术研究与工程应用[J].智能城市,2019,5(24):158-159.