复合支护体系在深基坑开挖中应用

于龙浩

[摘要]基坑支护是工程施工中的重要工作，随着工程项目的不断增加，支护体系的安全性不断受到人们的重视。深基坑结构中，在周围地质环境条件允许的情况下，使用复合支护体系相对于传统的支护方式，可以大幅度提高安全可靠性。复合支护体系适用于填土厚度较大、基坑周边分布对沉降变形敏感的建筑物以及地下管线等边坡支护工程。

[关键词]复合支护体系；深基坑；安全性；应用

文章编号：2095 - 4085（ 2018） 01 - 0119 - 02

基坑施工相对于地面施工对安全性要求更高，深基坑中的支护安全性对于施工人员以及施工设备都会具有重要影响，保证深基坑支护安全性对于周边建筑、地下管线的完好性也具有重要意义。在深基坑施工前应该根据周围的地质情况选择合理的支护方式。

1 工程概况

某工程场地地形较为平坦，经过分析属山前冲洪积倾斜平原地貌单元，整体的地势呈现出南高北低的形态特征。通过对水位的探测，该位置属于第四系孔隙水，通过分析，发现局部会存在一定的上层滞水，根据工程要求，基底应该在地下水位以下。对地下水的成分进行检测后，发现地下水对混凝土和钢筋存在轻微的腐蚀性。土质属于中软场地土，具有轻微的湿陷性。

2 基坑支护设计

2.1 基坑设计

通过对工程周边地质水文条件的分析，并对周围的管道、电缆情况进行合理规划，结合现有的施工技术和成本控制条件，决定使用复合支护体系保证深基坑的安全性。具体需要建立“钢管桩+预应力锚杆+土钉墙”计算模型，并且按照二级基坑进行设计。

2.2 理论计算

钢管桩是复合支护体系中的重要结构，更是土钉墙支护中的超前支护手段，因此在进行理论计算时，应该首先对钢管桩进行计算。在计算过程中不考虑对周围边坡的加固作用，直接按照土钉墙理论完成计算。经过对基坑周围建筑物以及管道附加荷载等多种因素的综合考虑，假定建筑物荷载取值20kPa/层，管线荷载取值为20kPa。相关的参数计算如下。第一，根据钢管桩150mm直径，0.75m的间距，决定钢管的直径为125mm，钢管壁的厚度为4.5mm，并合理设置漏浆孔，在冠梁使用槽钢对钢管进行连接，为保证结构稳定性，使用螺栓进行有效连接。第二，使用三道土钉完成矩形布置，并将水平间距控制在1.5m，垂直间距控制在1.2 -1.5m。杆体材料均选择钢材结构，合理控制注浆强度。基坑的部分区域存在杂填土较厚的地层，为保证成孔的有效性，可以使用焊接好的钢管通过击入方式代替原有方式。土钉在水平垂直方向都要有钢筋连接，保证结构稳定性。第三，使用一道锚杆结构，长度控制在12m左右，自由端的长度控制在5m左右，水平间距为1.5m，杆体材料为钢筋结构，控制好注浆强度不低于M15，预加力为70kN，并在腰梁处设置一根25b槽钢，承压板材料结构采用钢板。

3 支护结构选取及技术要点

3.1 选取支护结构

复合支护体系的搭建应该保证深基坑周边环境的安全。具体应该采取以下几个方面的措施。第一，在成本允许的情况下，应该尽量选择整体刚度较大的支护体系。第二，为保证施工质量和施工效率，应该加快坑底垫层的施工速度。第三，为保证开挖的顺利进行，需要对车辆出入通道和周边的施工道路进行合理设置。第四，荷载对支护结构会产生较大的影响，因此在搭建体系中应该做到合理控制。第五，在施工过程中应该加强对周边环境的检测，保证整个施工过程在动态的可监测范围之内。通过对以上几种因素的综合考虑，设计出以下几种施工方案。

（1）支护墙（桩）体系。这种支护体系实际上是将地下连续墙与钢筋混凝土进行结合，形成叠合墙的施工方案。这种方案的优点主要体现在以下几个方面。第一，地下室外侧壁厚减小，降低了对钢筋的使用量，从而降低了地下室的工程造价。第二，由于基坑没有回填料，在车道以外的部分不用设立撑梁板。第三，这种方案省去了地下室外墙的模板工作和防水工作。第四，基坑开挖面积减少，挖土方量减少，降低了输运工作强度。第五，在地下结构中采用连续墙整体结构，刚性强度相对于钻孔桩具有较好的抗力。第六，方案整体采用使用的费用较少，在局部区域还能扩大地下室空间。

（2）钻孔灌注桩+三轴搅拌桩+三道钢筋混凝土内支撑方案。这种复合式支撑方案的施工技术比较成熟，并且市场上的施工单位较多，因此可以保证支护体系的施工质量。除此之外，这种方案的围护造价比较低廉，并且施工设备可以根据施工地点以及施工环境做出一定的调整，施工的灵活性较好。

（3）内支撑方案。内支撑方案采用竖向支护体系，通过对基坑开挖深度的分析，决定使用三道内支撑体系。第一道将支撑标高设置为-3.000处，第二道支撑面标高为-7.200，第三道支撑面标高为一11.200。为保证平面支护体系结构的安全可靠性，通过几种结构的对比情况.最终决定采用圆环+对撑方案。

3.2 施工要点

确定施工方案后，开始进行复合土钉墙施工。具体施工内容为钢管桩施工、土钉施工以及地表水的控制。通过各工序质量控制，实现控制施工质量的目的。

（1）钢管桩施工。在钢管桩施工前，应该对施工场地进行一定的处理，保证地面的平整性，同时还要确定桩顶标高及钻机位置。严格按照施工图纸进行钢管桩的定位，通过使用精密测量工具，控制误差情况。钢管安装完成后，将注浆管插入钢管中开始进行注浆。等到灌浆压力达到0.5MPa后停止注浆，此时开始进行冠梁施工，开挖边坡以及土钉墙的施工应该在钢管桩和冠梁施工养护一周之后进行。

（2）土钉施工。土钉施工应该严格按照设计图纸的要求，准确定位基坑的开挖边线。在此次施工中采用五次开挖的形式，支护架构的搭建贯穿于整个施工过程中。开挖过程中具体采用分层开挖的形式，土方开挖应该做到与支护施工的配合良好，将开挖过程与土钉墙施工形成循环作业。按照设计图纸以及施工要求，制作土钉，并在顶端位置使用螺栓固定。由于深基坑中的特殊位置，需要使用焊接鋼管代替土钉，因此在注浆过程中为保证效果，必要时使用多次注浆方式，同时实时做好对压力的检测工作。

（3）地表水控制，在此次施工中，考虑到深基坑面积较大，同时场土为黄土的因素，需要设定防水墙防止雨水、客水进入基坑，同时采取一定的措施对整体地表水进行合理控制。如常见的地表沟渠、水泵抽取等，保证深基坑施工安全。

4 结语

总之，复合式支护体系在深基坑开挖中对于保证施工的安全环境以及周围建筑物的安全具有重要作用。这种支护方式本身也是基坑施工中的重大进步，在今后的深基坑施工中会不断发挥实际价值。

参考文献：

[1]任兴宇，钻孔灌注桩+锚索复合支护技术在深基坑工程中的应用[J].中外建筑，2012，（01）：23.

[2]龙志煌，桩一锚支护技术在深基坑工程中的分析应用[J].中外建筑，2011，（03）：112.