王 飞
中铁建设集团有限公司 北京 100040
【摘要】近年来随着工程建设的发展，基坑支护工程在维护结构、支撑体系、基坑监测、绿色施工和装配式等方向都有了创新性进展。本文将已有过相关应用的基坑支护新技术进行总结，并与常规的基坑支护技术进行对比探讨，发掘新技术新工法的适用性和优缺点，为基坑工程设计和施工提供新思路。
【关键词】基坑支护；支护结构；基坑监测
1 前言
1.1 背景简介
随着地下空间的开发，基坑支护的深度不断增加，基坑支护工程的造价和工期在整个建设工程中的占比不断增大。常规的基坑支护技术虽然能够保障基坑工程的安全，但是受限于支护结构、施工工艺和结构受力形式，常规的支护技术在造价和工期方面优化的空间非常有限。基坑支护单位为了能够更多的占有基坑支护市场，突出公司技术优势，不断的在支护技术上突破创新，主要表现在维护支撑结构不断向绿色装配式方向发展，地下水控制技术向超深及复杂地层方向发展，基坑监测向自动化智能化方向发展。
1.2 常规支护技术
常规的基坑支护形式主要有放坡开挖、土钉墙、复合土钉墙、桩（墙）+锚索、桩（墙）+内支撑、双排桩、重力式挡土墙。其中土钉分为钢筋土钉和花管土钉，支护桩分为钻孔灌注桩、预制桩、钢板桩和SMW工法桩，墙主要为钢筋混凝土地下连续墙。
地下水控制的方式主要有截水和降水两种，常规的截水帷幕主要为三轴搅拌桩和双轴搅拌桩，以及兼有止水和维护功能的地下连续墙，降水主要为开放降水和疏干降水两种形式。
基坑监测主要以光学仪器为主的变形监测。
2 基坑支护新技术
2.1 维护结构
传统的维护结构主要以钻孔灌注桩为主，钻孔灌注桩施工产生的泥浆和钻渣对项目环境造成影响，而且钻孔灌注桩施工速度较慢、造价较高且需要一定的养护期。新型维护结构以快速施工，重复使用，降低造价为特点，主要有：
①预制倾斜悬臂桩
倾斜桩一般采用预制钢板桩、预制管桩或方桩，采用倾斜桩打桩设备，桩身倾斜角度可在0°～20°调整，布置形式有单斜桩、斜直交替组合双斜桩，已有研究表明[1]，随着倾斜角度的增加，桩顶的水平位移和桩身的侧移减小，单斜桩桩身弯矩逐渐减小，基坑整体稳定性安全系数逐渐增大，基坑的安全性越好。
②绿色土钉墙
绿色装配式土钉墙[2]由可回收的绿色柔性面层和锚固体系组成。面层为高强轻质的预制复合材料加工制成的网状结构，承担边坡土体的压力。锚固体系主要由锚筋和锚固配件组成，锚筋通过锚孔灌浆锚固。与传统的土钉墙相比，绿色装配式土钉墙具有：绿色环保优势，能耗低、污染小，可减少污染较大的材料例 如水泥、钢筋的使用；施工简便、 高效，不需要在现场编网、支模和养护，从工厂出货检验合格后可直接在现场进行安装；施工方法流程化、标准化强，施工质量易 于保证和控制。
2.2 支撑体系
常见的支撑体系为钢筋混凝土支撑和钢管支撑。钢筋混凝土支撑强度高稳定性好，但是施工工期长，需要养护，而且后期拆撑困难，产生固废集料，不利于环保。钢管支撑对于形状规则，宽度较小的基坑具有一定的优势，但对于形状复杂，宽大较大的基坑，不易于布置。新型支撑体系同样采用装配式的思路，具有高效率、可回收和造价低的特点。代表技术有：
①鱼腹梁支撑
鱼腹梁支撑[3]全称为装配式预应力鱼腹梁钢结构支撑技术。通过对鱼腹梁下弦钢绞线施加和复加预应力控制支挡结构的变形，组合成大跨度的鱼腹腰梁结构，经与角撑、对撑和三角形连接件组合，形成一个具有高冗余度平面预应力支撑系统。它极大地提高了支撑体系的整体钢度和稳定性，结合远程实时监测系统，从而有效而精确地控制基坑位移，大幅减小基坑的变形，鱼腹梁支撑具有绿色环保、安全系数高、施工便利快捷的特点。
②预应力型钢组合内支撑
预应力型钢组合支撑[4]构配件由工厂统一定制加工而成，根据基坑的受力特点直接选用不同型号的配件，然后截割或拼接后使用，施工速度快。现场通过高强螺栓和连接件将其组装成整体承受土压力并施加预应力。与钢管内支撑相比，预应力型钢组合内支撑布置形式更加灵活，能够适应面积大，形状复杂的基坑，对不同方向支撑交叉节点可直接通过螺栓的方式连接，与钢管内支撑交汇点处采用焊接的方式更加便利，而且地下主体结构施工时，预应力型钢组合内支撑拆除更加方便。
2.3 基坑监测
与传统的监测方法不同，新型基坑监测技术采用物联网技术，利用卫星定位系统，通过星历算法，实时监测基坑的变形，监测精度能够达到1mm或更高。监测数据通过网络实时发送到电脑手机等终端，当基坑变形达到报警值时，通过手机短信、电子邮件和终端数据异常的方式进行报警。除了变形监测外，新型监测技术还可以对地下水位、锚杆轴力、支撑轴力等进行实时监测。与传统的监测方法相比，新型监测技术时效性更强，实现基坑各监测项目24小时连续不间断监测，对出现异常部位能够立即报警，最大限度的保证了基坑安全。
3 结束语
综合以上对比分析，新型基坑支护技术具有以下特点：
①经济性：新型基坑支护技术采用装配式思路，构件实现标准化生产，安装便利，工程造价与常规支护结构相比，成本更低。
②环保性：新型基坑维护支撑体系具有可回收、重复利用的特点，现场拼装，不会产生钻渣、废浆等固废材料，更加环保。
③安全性：充分采用预应力和装配式原理，新型支护体系安全系数冗余度较高，具有足够的安全性。
④工期性：采用预制装配式生产方式，构件标准化生产，拼装速度快，生产效率高，新型支护体系与传统支撑结构相比省去养护工期，易装易拆，整体节约工期在30%以上。
参考文献
[1]刘涛.倾斜桩在基坑支护中的作用机理和简化计算方法[D]. 天津，天津大学建筑工程学院，2017:67-68.
[2]宋向荣. 装配式边坡防护在京雄城际铁路中的应用[J]. 中外公路，2020（40）：12-16.
[3]杜常春. 预应力鱼腹梁钢支撑在深基坑围护中的应用[J]. 岩土工程技术，2020（34）：254-220.
[4]陈耀东. 预应力型钢组合支撑与鱼腹梁式型钢组合支撑的应用对比[J]. 建筑经济，2020（41）：308-311.