基坑工程支护原理与技术分析

基坑工程支护原理与技术分析

王圣博 1 钱宁 2

山东科技大学土木工程与建筑学院 山东青岛

摘要：随着我国经济的快速发展及人口的快速增长。从而导致城市用地日益紧张，严重阻碍了城市的发展和规划。为了解决城市发展与土地短缺之间的矛盾，地下施工建筑的数量也在不断增长，虽然建筑技术持续创新，不过地下建筑构建还是存在着较多的问题，随着这些大型地下结构的建立，基坑开挖的深度越来越深，工程安全事故的发生频率也越来越高。在这种情况下，就需要增强对于建筑基础质量的要求，合理地使用深基坑支护技术，使其可以发挥更加显著的作用。因此，为了减少深基坑在开挖过程中所隐患的工程事故发生的频率，本文对深基坑支护理论及技术进行了分析。

关键词：深基坑；基坑支护；原理与技术分析

1 概述

近代以来，随着我国改革开放政策的实施，我国经济的飞速发展和现代化技术的不断更新，以及人口的快速增长，农村人口迁移到城市的人越来越多，从而导致城市用地日益紧张，严重阻碍了城市的发展和规划。中国的城市化进程飞速发展，城市基本建设规模逐渐扩大，城市建筑空间不断向上向下拓展，高层、超高层建筑如雨后春笋，城市建筑密集，地下空间不断开发利用，超大超深基坑不断涌现。中国的地下结构工程得到了蓬勃发展，各类地下轨道交通、多层地下停车场以及大型地下商城不断涌现在人们视野中，随着这些大型地下结构的建立，基坑开挖的深度越来越深，工程安全事故的发生频率也越来越高。尤其是深基坑发生坍塌不仅损失大量资金，更会发生生命危险。基坑工程涉及到很多工程方面，其在结构设计时的要求也相对较多，支护结构体系的形变及承载力要求、基坑工程的稳定性要求、基坑里面降水量要求、基坑的土方开挖要求、基坑的监测要求等，支护的结构计算等，需认真结合施工过程中的各种因素，不能少算，设计的设计方案满足规范要求的同时也要符合施工现场的实际情况。因此，本文从基坑支护的原理和技术过程中存在的关键点进行探讨，并根据其中存在的技术问题，提出针对性的解决措施，从而有效提高建筑施工中深基坑支护技术的质量，促进建筑行业的可持续发展。

2 地下连续墙支护原理

2.1 地下连续墙支护常规原理

确定地下连续墙单元槽沟段的平面形状和成槽宽度时需考虑众多因素，如墙段的结构受力特点、槽沟壁稳定性、周边环境的保护要求和施工条件等，需要结合各方面的因素综合确定。

1、地下连续墙埋入土的深度。作为挡土受力的围护体，地下连续墙底部需埋入基底以下足够深度并进入较好的土层，以满足能够固定的深度和基坑各项稳定性要求。在软土地层施工中，地下连续墙在基底以下的埋固深度一般接近或大于开挖深度才能满足稳定性要求。

2、内力与变形计算及承载力验算。应根据各情况内力计算包络图对地下连续墙进行截面承载力验算和配筋计算。常规的壁板式地下连续墙需进行正截面的受弯、斜截面的受剪承载力验算，当需承受竖向荷载时，需进行竖向承载力验算。

3、地下连续墙设计构造。单元槽沟段的钢筋笼应在加工平台上装配成一个整体，整体一次性沉放入槽。当单元槽沟段的钢筋笼必须分段装配沉放时，上下段钢筋笼的连接应采用机械连接。

2.2 新原理

TRD 工法施工主要是通过大型旋转、切削机械在深基坑支护部位向下旋转、搅拌，同时注浆，完成后向前推进继续施工，并最终形成一道水泥搅拌土地下连续墙，该连续墙在没有凝固前也可插入多种类型的型钢，目的是增加连续墙的抗挤压强度以及同时提高自身的刚度。

3 基坑工程支护技术分析

3.1 深基坑支护的框架种类

当前，深基坑支护工程中，将深基坑支护分为两种类型，一种是支护挡墙，另外一种则是支护支撑。深基坑支护工程中支护挡墙方式比较适合应用于地下水位相对较低的工程中，并且支护挡墙支护结构在设置过程中对深基坑的土壤结构稳定性有着一定的要求，如果遇到深基坑土壤结构相对较软时，在建设支护挡墙之后，为了确保支护挡墙的稳定性可以进行高压注浆处理，提升挡墙的密度。支护挡墙安装完毕之后，在支护挡墙上设置相应的孔洞，也可以一定程度上提升挡墙的稳定性。基坑支护地下部分设置连续挡墙，并将支护挡墙使用钢筋结构固定，让支护挡墙更加稳定。

支护支撑是深基坑支护的另外一种结构形式，采用支撑杆在基坑周围设置支护结构，来提升基坑的稳定性。深基坑中设置横向和纵向支护杆共同组成深基坑支护结构、使用横纵交叉方法具有两方面好处，一方面可以减少支撑杆过长而给深基坑施工带来麻烦，另外一方面也减少了挡墙变形的风险。支撑架机构不同于挡墙结构，其支护支撑能力需要更精准计算，以保证自身的支撑性能。所以，在使用支护支撑结构之前，相关专业人员，要对施工现场进行测量和考察，对支撑杆的支撑力进行测试，最终计算得出所需支撑力，并对支撑结构进行设计。

3.2 基坑支护技术

在地下连续墙施工建设的过程中墙体是主体，在设计时一定要注意对产品的质量问题进行充分的考虑，制定相应的施工方案。另外还需要注意对连续墙的体积高度形状的进行控制。严格的对各项参数进行计算。保证其符合建筑物的承载需要，最后需要注意保证身材的槽口和连续墙墙体之间能够保证有效衔接，降低应力，做好墙体的内膜板设计和定位工作，最后浇筑混凝土。深槽的作用在于对连续墙墙体进行固定和连接，在深槽设置的过程中首先需要做好规划工作，包括槽口土壁 的完整性等相关参数，在实际施工的时候还需要注意严格的根据设计规划的图纸和参数进行操作，特别需要对两个拐角口、槽口衔接位置进行精确的设计，与此同时需要确保深槽的稳定性。在生产设计完成之后需要进行后续的清理，等到槽内护壁干透之后，往往会出现一些杂质在深槽当中沉积，如果无法有效的清理这些杂质，会严重的影响连续墙的架设，因此需要采取合理的方式来清理槽内的沉积物。在浇筑混凝土方法过程中选择最好选用整体浇筑的方式，也就是一次性的完成一面墙体浇注，并且留有足够的冷却时间，在此过程中可以通过泥浆对其进行冷却和润滑，更好的补充缝隙，保证整个墙体的稳定性。

最基本的基坑支护技术，常规喷锚支护就是通过喷射混凝土使锚杆、钢筋网与土体能够更好地结合成一体而进行施工，锚杆和钢筋网通过混凝土的粘结与土结合在一起，通过结构上的独特构造，对与多重方向上受到的压力进行有效的分散，确保了施工结构的稳定性，保证了施工安全。喷锚支护技术受其自身特性影响, 一般适用于地下水位较低或者地基为人工填土、粘性土的深基坑。但是在含水丰富的细粉砂层、砂砾卵石层、淤泥层的深基坑施工中并没有得到较好的效果。除此之外, 喷锚支护施工的基坑深度应当在14m之内。但是应当注意喷锚支护技术应用所需的施工设备较为简单并且所需的操作场地小同时工程造价较低。因此,工程施工人员在喷锚支护技术应用过程中应当根据施工特点对这一技术进行合理高效的应用。

4 结束语

本文详细的描述了基坑工程支护的发展趋势和研究的进展，分别介绍了几种常用的基坑工程支护的原理以及技术分析。在基坑工程施工的过程当中，为了有效地确保基坑工程整体施工质量，就必须提高相应的基坑支护施工技术，这样才能够更加有效地保证工程的总体的质量。一般情况下，如果施工中出现了底部的坍塌，必须进行相关的检测，避免其周围的工程出现形变。同时也需要应用到基坑支护原理和技术来保证该工程其不会对周围的其他建筑及工程产生影响。

参考文献

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业出版社,2002.12

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