基于多道支撐作用下的基坑支護結構研究

招儉華

摘要：隨著我國社會經濟建設水平的逐漸提高，城市化進程逐漸加快，在城市建設活動中地下空間的開發開始越來越多出現，多道支撐作用下的基坑支護結構在基坑工程中的應用也越來越多，本文將從多道支撐的角度出發，結合基坑支護結構建設施工的實際，對基于多道支撐作用下的基坑支護結構進行深入的研究和探討。

關鍵詞：多道支撐；基坑支護；結構

前言：多道支撐在城市地下空間的開發活動中應用廣泛，對基坑支護結構有重要的作用，本文結合基坑支護工程的設計與檢測實際模擬分析多道支撐作用下灌注樁基坑支護結構體系在基坑開挖過程中的樁身應力、位移的大小分布規律及其支撐應力的分布規律。本文選取廣東省佛山市一起工程為例，進行結合工程實際的研究。

1 基坑支護概述

基坑支護是為了保證建筑物地下結構的施工安全，以及建筑施工周邊環境的安全，對基坑側壁及周邊環境采取支擋、加固與保護措施的工程建造方法，這一建造方法一般應用于大型建筑物的施工建設活動中，可以在基坑施工現場和施工環境之間建立一個穩定、堅實的隔斷，保證施工環境不會對基坑內部的建筑施工活動產生影響，同時基坑內部的建筑施工活動也不會對施工環境產生影響。支護的類型主要有排樁支護；地下連續墻支護；水泥擋土墻；鋼板樁等等。

2 多道支撐作用下基坑支護工程概況

2.1工程概況

擬建佛山中國中藥集團商住項目位于佛山市禪城區魁奇二路以南、黎明二路以北、港口路以西，東面及西面分別為東江花苑和東江國際住宅小區；用地區域形狀較為規整，邊界南北向最長約220米，東西向最寬約105米，場地平整，交通條件便利。本工程總規劃用地面積約29027.34m2，擬建4棟高層建筑及附屬配套設施，層數為30～37層，高度100.90～145.15m。設3層地下室，基坑開挖深度約15.0米。

2.2工程地質和水文地質條件

地處珠江三角洲平原腹地的佛山市南海區，地形相對平坦，地貌形態單一，場地較平整。

根據本次鉆探揭露，結合現場調查，地基土主要由填土、第四系沖積層、殘積土及白堊紀基巖。現自上而下分述如下：

層1雜填土：灰色，雜色，以粘性土、砂及碎石為主，局部含建筑垃圾，大部分呈松散狀，未經壓實。

層2淤泥質土：灰色，飽和，流塑為主，局部軟塑，含有機質，腐殖質，干強度中等，韌性中等，局部含淤泥質粉砂。

層3殘積土：紫紅色，褐黃色，由泥質粉砂巖風化殘積而成，濕，可塑～硬塑，局部風化呈密實砂狀。

層4強風化泥質粉砂巖：紫紅色，風化強烈，巖質疏松，性軟，手折易斷；巖芯呈半巖半土狀，局部碎塊狀，極軟巖，遇水易軟化崩解；風化不均勻，局部夾少量中風化巖。

層5中風化砂巖：以細砂巖為主，紫紅色，灰白色，褐黃色，砂狀結構，層狀構造，巖芯較完整，呈中～長柱狀，局部碎塊狀，巖芯較硬。

層6微風化砂巖：紫紅色，灰白色，褐黃色，砂狀結構，層狀構造，巖芯較完整，呈中～長柱狀，局部碎塊狀，巖芯堅硬。

場區地下水位在豐水期時埋深在0.50～2.00m，在枯水期時埋深在1.50～4.00m。水位變化幅度一般在0.30～0.8m左右。

2.3支護結構的選型及構建

根據建設施工活動前期的施工環境考察、排樁支護；地下連續墻支護；水泥擋土墻；鋼板樁等均不適應本工程的建設施工環境，經過對工程施工環境和工程施工的本質特點，決定選擇多道支撐作用下灌注樁基坑支護結構作為本工程的支護方式。

根據工程的施工環境和施工建設目標，灌注樁樁徑定位800mm，灌注樁之間的距離為1.3m，樁長20m呈矩形分布，水泥土樁樁徑800m，樁長6m。在工程施工過程中，首先打孔進行灌注樁的灌注施工，在開掘工程進行到水平深度-1.5m時做第一道混凝土支撐，其中冠梁截面高900mm、寬1000mm、主支撐幾面高900mm、寬1000mm。支撐的與混凝土灌注樁之間采用構件連接，在保證混凝土支撐對基坑側壁支撐力的同時，保證混凝土支撐和灌注樁之間有恰當的冗余空間，保證支撐機構的韌性，防止灌注樁支撐體系地面沉降等施工場地地質條件變化而造成支撐結構的損毀。當挖掘深度達到水平深度的-8.5米時做第二道混凝土支撐，其圍檁截面高900mm，寬1300mm，主支撐截面高900mm，寬800mm。

3 多道支撐作用下基坑工程施工經驗總結

隨著土方的開發，在土層之中的灌注樁狀態會因為土層的壓力、自身重力和結構張力的影響而產生變化，當混凝土支撐部分開始發揮支撐作用時，要對灌注樁自身的應力狀態進行實時監測，保證多支撐作用下的基坑支護工程能夠正常的發揮效用。

附加載荷的增加對裝神唯一和支撐力有著顯著的影響，附加載荷越大，樁的水平唯一和支撐應力就越大，因此在基坑施工過程中要嚴格控制繼承頂部土體等材料的堆積，車輛載荷和振動載荷的大小。

隨著支護結構混凝土彈性模型量的增強，樁的水平位移和支撐應力在減小，支護結構混凝彈性模量的增加對支護結構抵抗側向變形和壓應力有一定作用。在支護結構達到足夠抵抗側向土壓力的混凝土彈性模值后，再增加彈性模量，樁身水平位移變化幅度很小。

基坑側壁距離基坑頂部附加荷載距離越遠，樁身水平位移值越小，隨著距離的增加，影響程度逐漸降低，因此建議在實際工程中嚴格控制坑邊距。

當小于樁的最小嵌固深度后，對樁身位移影響較大。當滿足樁的最小嵌固深度后，增加樁的嵌固深度對樁身位移影響較小。

結論：經過工程施工實踐的檢驗，多道支撐作用下的基坑支護結構是一種優秀的基坑支護結構，能夠有效的保護基坑建設施工安全，但是在其實施應用的過程中，要注意支撐結構的穩定性的實時監測。

參考文獻：

[1]徐中華. 上海地區支護結構與主體地下結構相結合的深基坑變形性狀研究[D].上海交通大學，2007.

[2]張國亮. 緊鄰既有線地鐵車站深基坑工程穩定與變形特性研究[D].中南大學，2012.

[3]尹光明. 城市隧道臨近建筑物超深基坑支護理論與安全控制技術研究[D].中南大學，2012.

[4]王穎軼. 基坑支護體系地震災變特性及結構損傷狀態評價方法研究[D].上海交通大學，2011.

[5]劉杰. 深基坑開挖優化設計與下穿地鐵隧道變形控制研究[D].合肥工業大學，2012.endprint