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房屋建筑工程基坑支护技术分析李洪平

发表时间：2021/6/17 来源：《基层建设》2021年第6期作者：李洪平

[导读] 摘要：近年来，由于建筑工程施工数量不断增加，对基坑开挖技术和支护技术要求越来越高，当前，建筑业发展态势迅猛，在工程建设环节，涉及基坑施工，在此之前，需要借助岩土勘察，获取项目的地质信息数据，作为项目地基分析和支护结构设计的重要依据，确保基础施工的安全和质量，因此，将上述技术高效配合应用为工程建设的要点。

        安宁泰安保安有限公司云南省安宁市 650300
        摘要：近年来，由于建筑工程施工数量不断增加，对基坑开挖技术和支护技术要求越来越高，当前，建筑业发展态势迅猛，在工程建设环节，涉及基坑施工，在此之前，需要借助岩土勘察，获取项目的地质信息数据，作为项目地基分析和支护结构设计的重要依据，确保基础施工的安全和质量，因此，将上述技术高效配合应用为工程建设的要点。
        关键词：房屋建筑工程；基坑支护；技术
        引言
        建筑工程基坑支护项目施工技术难度高、工作强度高、安全风险大，施工现场地质情况复杂，周围环境的建筑物和地下管线较多，施工过程需要妥善管理，避免施工安全事故造成企业不必要的经济损失。为保护施工现场环境，提高工程施工质量，需要强化基坑施工技术管理措施，科学运用先进的施工技术，保证基坑支护施工质量安全可靠。
        1基坑支护技术的研究现状
        基坑工程作为岩土工程学科众多分支中的重要一环，其实操性和借鉴性极强，且是一项涵盖了地质勘察、岩石力学、土力学、数值分析、和计算机等多方面学科系统性综合性工程。岩土工程由于其隐蔽性故而具有很多不确定因素，因此基坑工程学科需要不停地在工程实践中吸取经验总结教训才能取得进步。随着超高层建筑群和地下城市的蓬勃发展，基坑工程项目越来越多，规模也逐渐变大，目前最大开挖深度已经可以达到40m以上。基坑支护虽然属于临时性结构，但是对于工程安全的重要性确实不言而喻的。稍有不慎，不但会对导致自身结构破坏，更可能会对周边环境产生极大的影响。所以历年来，不断有很多学者投入精力，进行基坑支护的相关研究。国外研究学者对于基坑工程的研究要早一些，在19世纪30年代外国的科研者就基坑支护工程投入大量精力进行了深入的研究。随后的10几年中，Terzaghi和Peck二人通过对土力学知识总结，汇总出主动土压力的计算方法，该计算法与开挖基坑的稳定程度和内支撑荷载的大小紧密相关，为后来的基坑支护计算奠定了重要理论基础，并且一直沿用至今日。在19世纪50年代末，Bjerrum，L和Eide，O两位学者通过计算粘性土地基的承载力，找到了基坑坑底回弹的原因，并总结出了理论计算方法。与国外对于基坑工程进行科研工作相比，我国对于基坑工程研究的发展就较为晚了。我国经济在20世纪80年代之前发展缓慢，由此也造成了我国很多落后地区的配套建设十分不完备。国内发达城市开挖深度达到10米以上的基坑工程项目也十分稀有。在改革发展以后，国内生产总值得到快速提升，城市人口越来越多，于是大城市开始修葺超高层并且开始了地下空间的利用开发。城市地铁隧道、大型综合商业体、超高层建筑群的开发，基坑工程是绕不开的话题，因此对基坑的科研工作变得愈发有意义。有学者在分析以弧形墙桩锚支护作为围护结构的基坑结构受力特点时，发现此类支护方式中使用的锚杆可以抵抗部分水平向土应力，同时还可以减小基坑开挖时基坑四壁的水平位移。2002年，某团队通过进行大量的数据试验研究，总结了桩锚支护体系的主动土压力和桩周边土体的水平向位移和变形规律。
        2房屋建筑工程基坑支护技术
        2.1高层建筑工程基坑支护施工数值模拟分析
        基坑支护施工活动的开展，会改变基坑周围岩土体结构，导致基坑周围岩土结构原本的应力平衡遭到破坏，破坏后的岩土结构为了保持平衡会对岩土应力重新布局，此时就会造成高层建筑工程基坑发生严重下沉。高层建筑工程基坑下沉和周围岩体结构的破坏会严重影响到支护施工质量，并且还会对基坑支护上方的建筑物稳定性造成较大的影响。所以为了保证高层建筑工程基坑支护施工安全和施工质量，在进行施工之前首先要了解一些相关施工技术数据，其中最主要的是要得到施工过程中基坑周围岩土体和岩土结构刚度变化规律和承载力。

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此次通过对高层建筑工程基坑支护施工数值模拟分析，根据分析数据对施工过程中岩土下降进行有效预测和控制，保证支护施工安全稳定进行。高层建筑工程基坑支护结构与周围岩体结构共同作用形成一体，当基坑支护施工后周围岩体变形形成的力将会作用在基坑的支护体上，所以在施工数值模拟分析中将支护结构与基坑周围岩体结构考虑为一个共同体，对其进行离散化处理。基坑支护过程中，基坑周围岩体应力是由自重应力与结构应力两部分组成，在模拟过程中可以将两部分应力进行简化，将其简化为垂直应力或者水平应力，利用数值模拟方法对其进行分析处理，此次采用有限元法对施工数值进行模拟。有限元法将建筑基坑支护施工数值模拟分成两部分，一是对施工过程数据模拟，二是对建筑基坑支护结构参数数据模拟。对于施工过程中数值模拟主要是利用有限元软件实现建筑基坑断面上荷载的施加和释放的循环，每一次荷载循环代表一个施工步骤，所以在数值模拟过程中对于荷载施加不能一次完成，此次采用阶段式叠加方法，通过多个增量步对施工过程中每个施工步骤荷载进行增加，荷载的释放是采用相同方法。
        2.2后拆撑法在基坑支护中的应用
        后拆撑法与传统内支撑相比不但节省时间，缩短工期，而且设计计算工作量大幅减少，不存在因换撑工况考虑不足的风险，施工工序较传统内支撑大为简化，施工安全风险也大大降低。而此种工法主要的缺点就是内支撑梁穿墙位置的洞口处理，但这一问题可以通过后浇的方式解决。此外由于受地下室空间的影响，在拆除过程中如果采用传统的静力爆破方式会受到一定的制约。考虑到施工安全及环境影响，拆撑时可以采用安全经济的绳锯法进行拆除，此种拆除方法灵活可靠，地下室空间对其影响较小。总之，后拆撑法较传统的内支撑法有较大的安全、技术、经济及时间优势，支撑道数越多，优势越明显。在城市建设快速发展的时代，节约时间就是创造效益，希望后拆撑法能在基坑支护工程中广泛运用。
        2.3基坑桩锚支护的数值模拟分析研究
        当下流行使用的基坑围护结构的计算方法可以拆分为三类：古典法、解析法以及数值仿真计算方法。随着网络技术的发展和计算机技术的成熟与普及，有限元数值模拟软件大放光芒，已经成为目前基坑开挖时围护结构设计结果的主流核对手段。三维有限元仿真模拟软件对处理坑体开挖引起的周边沉降、管线变形破坏等问题提供了更加准确有效的模拟方式。
        结语
        建筑工程施工中基坑支护的施工技术管理，不仅要重视支护施工技术特点和施工设计，还要不断加强施工过程中关键技术环节的管理措施。基坑支护施工技术管理需要不断完善、创新工作路径，优化基坑支护施工技术管理，有效提升建筑工程施工中基坑支护施工技术管理水平，保证建筑工程施工质量。
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        [4]王琦芳.建筑工程基坑支护的施工技术探析[J].科技创新与应用，2020（34）：151-152.
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