探讨斜支撑技术在深基坑支护中的运用

黄继洪

中国水利水电第十工程局有限公司 四川 都江堰 611830

引言

深基坑开挖工程使地下空间得到发展，但目前由于技术手段的限制，我国深基坑工程存在基坑开挖面积较大、开挖深度较深、周边环境保护措施不当三个问题。深基坑工程中需要考虑经济成本、可操作性和安全性等多种要素，选择恰当的支护技术并进行组合，提升深基坑支护的稳定性和安全性。

1 深基坑支护设计的内容和优点

基坑支护是一个以稳定和安全为主的围护结构体系，因此，其需要满足稳定和变形的要求，保证结构体系的安全。深基坑的支护应分析支护场地的土质结构以及力学性质，了解地下管线的特性、周边建筑密度以及压力承受能力，在考虑施工时间和空间的同时，计算结构的强度、刚度、稳定性，结合实际情况优选可靠的支护体系，避免出现失稳。还应考虑控制位移量，减少对周边建筑物使用的影响。在方案选择时需要结合现场施工的特点，确立适合项目特征的斜支撑支护方案，方案应具有经济成本较小、安全系数高、挖土运输较为方便、对主体施工影响小等特点。

2 支护设计的原则

基坑开挖需要保证地下工作的安全性和稳定性，因此，需要遵循开槽支撑、分层开挖、严禁超挖的原则[1]。基坑边界的地面应设置排水系统，避免渗水、失水现象，工程在施工前需要全面考虑土方量、运输距离以及施工顺序、地质限制等，减少重复开挖带来的经济损失。由于基坑暴露的时间和空间有限，因此对大面积的基坑需要遵循环境保护的要求，采用现实支撑的原则，形成支撑或基础底板，避免支撑失衡现象。基坑开挖的全过程需要通过信息技术进行全方位的监测，通过施工监测数据调整支护方案。

3 斜支撑技术在深基坑支护中的应用

深基坑支护中最理想的方式是选择不同的支护组合，每种支护技术具有不同的优点，支护组合可以综合各类支护技术的优点，尽量减小缺陷的影响，提升深基坑支护的总体水平。在场地不受限制的地方优先考虑放坡处理，或采用双排桩、单排桩加锚索反拉形式，这样对费用、工期、安全及后期拆除不会造成影响。在场地受限的地方（隧洞盾构机工作井、临河建筑等）或场地狭窄（周边建筑密集、临地铁建筑等）就须设置坑内水平支撑、锚索或斜支撑体系。下面就以软土地区的深基坑组合为例，具体描述斜支撑技术在支护中的应用方式，通过分析三种工艺，为支护提几点意见。

（1）钻孔灌注桩工艺。钻孔灌注桩工艺主要包括12道工序，重点施工的工艺有钻孔施工、水下混凝土灌注、钢筋笼制作及吊装三个。第一，在施工前，施工人员需要提前检修机械设备、钻井平台平整度，以保证钻头和钻杆轴线处于同一轴线上，在成孔施工中，需要用泥浆保护四周的护壁，减少钻杆钻头温度过高损坏和减小钻进阻力，使其在设定的限制标准范围内，钻进过程中要控制好护壁泥浆配合比及成孔垂直度。第二，在制作钢筋笼和吊装时，工作人员需要注意内壁的光滑和下端的整齐度，在下钢筋笼时要保持均衡匀速下降，避免深基坑支护过程中产生失弯和失衡现象。钢筋笼要固定在可靠的单独平台上，不能直接固定在护筒周边，减少护壁失稳的风险，钢筋笼安装好后必须在4小时内浇筑混凝土。第三，在水下混凝土灌注过程中，通常使用垂直导管提升，由于地下特殊的原因，导管必须具有良好抗压性能、严密性能和牢固性能，避免在支护过程中存在漏水、断管现象，混凝土应具有良好的和易性，坍落度宜为180～220mm，混凝土桩顶标高一般高出设计0.5～1.0m，好易于剔除上层浮浆，保证桩头混凝土强度等级。首盘混凝土数量要保证导管下口必须埋入混凝土中，否则会出现断桩现象，浇筑过程中原则上不能中断浇筑，若中断则根据中断时间及中断原因进行专门分析，并采取相应的补救措施[2]。

（2）坑内斜支撑工艺。坑内斜支撑体系常用的形式有钢筒式、钢筒混凝土式、混凝土式等，主要施工工艺有放样、加工钢筒、安装就位、加压等流程实现坑内的稳定支护。坑内斜支撑工艺的核心技术是加工钢筒环节，统一土方开挖和校正加压环节。在加工钢筒时，采用氧气切割方式需做好防火通风等各项准备工作。在进行焊接时材质剖口面清理、除污除锈、对称定位焊要符合规范要求后，再进行整体对称焊接，按施工图纸制作出实体放样图。在斜撑土方开挖时，提前考察土质性质，增加斜撑两面的工作面，保持工作面的宽度和高度，当其达到固定值时，开始进行放坡工作。在放坡时，一定要保持坑内的稳定性，在校正环节可以使用吊车进行固定和校正，并借用钢管架搭建斜撑校正平台。支撑桩支护完成后需对钢支撑进行预加压力，并做好压力检测，对压力数据发现明显变化或超过限制时，要立即停止施工并采取相应补强措施后再恢复施工。坑内斜支撑体系与主体施工基本都存在交叉作业，基坑支护拆除前主体结构须达到一定的抗侧压力稳定性，而主体建筑高度的荷载又受基础内斜支撑基础分散承载力限制，往往需在前期基坑支护方案中充分考虑拆除方案及时间节点。

（3）型钢斜支撑组合支护技术。为有效发挥斜支撑的支护作用，相关人员需要结合土方开挖工况，确保各个工艺环节的配合程度，严格按照开挖的顺序，遵循自上而下、由深入浅的开挖顺序，通过控制和监督开挖流程，确保其可以获取足够的土方开挖厚度。相关人员还应该严格检查型钢斜支撑组合的质量，结合质量指标对坑内的斜支撑施工进行验收和检查，并结合相关部门的要求，认真进行测量与记录，确保深基坑支护的安全性与稳定性，保证工程质量的合格。

4 结束语

综上所述，设计人员可以结合不同地区工程的水文条件与地质条件、场地限制，基坑尺寸等设计施工图和施工方案，规划运输车辆的行走路线，合理配置深基坑支护组合，不断结合开挖深度的具体情况，动态控制支护体系，适时调整支护组合的使用方式。