深基坑工程的支护结构加固与控制要点分析
2015-07-23
1、土方分项工程
在围护结构和止水帷幕强度达到设计要求后并具备土方开挖条件时，方能进行开挖；土方开挖前，监理方要严格审查土方开挖方案，核查投入的挖土机具、行走路线是否与围护方案中对土方开挖提出的要求一致；当混凝土支撑强度达到要求，或者钢支撑施加预应力完毕后方能进行下一步开挖工作，严禁超挖；发现异常情况，立即报告业主和设计方，应暂停挖土或者督促施工单位按预定的应急方案进行抢险；支撑的拆除应结合周边环境和支撑情况选用人工或爆破方式，但应确保环境和人身安全。
2、施工阶段控制要点
2.1深基坑工程的施工
深基坑工程包括挖土、挡土、围护、防水等环节，是一项复杂的系统工程，任何一个环节的失误都有可能导致施工失败，甚至造成事故。施工单位要严格按照施工规程、经批准的施工组织设计及相关的技术规范组织施工，对各施工要点要制定具体措施，并加强过程控制。
2.2深基坑周围土体止水效果的控制
在地下水位较高的地区，地下水对深基坑工程施工带来的危险程度是相当高的。在制定止水方案时应从深基坑工程的防水、降水和排水3个方面考虑，根据地质勘察部门提供的地质资料，深入分析地下水的成因，了解深基坑周围环境，对周边有建筑基坑，宜采用以堵为主，抽水为辅，否则会导致基坑周围土体与水体的流失，使建筑物不均匀沉陷，甚至发生坑底流沙、管涌等现象，增大了处理难度，拖延了工期，反之，以降水为主。
2.3深基坑支护的信息化管理
基坑支护结构信息化管理的主要手段，是安排专业施工监测人员对基坑现场及周围建筑物进行监测，根据基坑开挖期间监测到的基坑支护结构或岩土变位等情况，比照勘察、设计的预期性状，动态分析监测资料，全面掌握位移变化的大小、方向、变化频率，对照报警标准，预测下一阶段工作的动态，及时对施工中可能出现的险情进行预报，超过位移设定的预警值时，应及时采取有效的应对措施，确保工程安全。
2.4突发事件的处理
建筑施工是一个投资大、周期长、参与人员多的过程，施工过程中会发生许多不可预见的事件。对于基坑支护结构的施工，更要做好应对突发事件的技术准备。常见的突发事件有：基坑内管涌、流沙；相邻工地施工的影响，如降水、打桩、开挖土方；地下障碍物妨碍基坑支护结构或止水帷幕的施工等等。事件发生后，及时启动应急预案，并会同相关单位研究解决办法。
3、 支护结构中常用的挡墙结构措施
3.1钻孔灌注桩排桩挡墙
常用做成排桩挡墙，顶部浇筑钢筋混凝土圈梁，设内支撑体系。我国各地都有应用，是支护结构中应用较多的一种。灌注桩挡墙的刚度较大，抗弯能力强，变形相对较小，在土质较好的地区已有7—8m悬臂者，在软土地区坑深不超过14m皆可用之，经济效益较好。但其永久保留在地基土中，可能为日后的地下工程施工造成障碍。或用树根桩或注浆止水。
3.2H型钢支柱、木挡板支护挡墙
这种支护结构适用于土质较好、地下水位较低的地区，国外应用较多，国内亦有应用。 H型钢支柱按一定间距打入，支柱间设木挡板或其他挡土设施，用后可拔出回收重复使用，较为经济，但一次性投资较大。
3.3地下连续墙
地下连续墙已成为深基坑的主要支护结构挡墙之一，当地下连续墙与“逆筑法”结合应用，可省去挖土后地下连续墙的内部支撑，还能使上部结构及早投入施工或使道路等。
3.4深层搅拌水泥土桩挡墙
深层搅拌水泥土桩挡墙在软土地区近年来应用较多，过去多用于地基加固工程。它是用特制进入土深层的深层搅拌机将喷出的水泥浆固化剂与地基上进行原位强制拌合而制成水泥土桩，相互搭接，硬化后即形成具有一定强度的壁状挡墙，既可挡土又可形成隔水帷幕。
3.5旋喷桩挡墙
它是钻孔后将钻杆从地基土深处逐渐上提，同时利用插入钻杆端部的旋转喷嘴，将水泥浆固化剂喷入地基土中形成水泥土桩，桩体相连形成帷幕墙，可用作文护结构挡墙。在较狭窄地区亦可施工。它与深层搅拌水泥土桩一样，亦为重力式挡墙，只是形成水泥土桩的工艺不同而已。
3.6土钉墙
土钉墙是一种利用土钉加固后的原位土体来维护基坑边坡土体稳定的支护方法。它由土钉、钢丝网喷射混凝土面板和加固后的原位土体三部分组成。该种支护结构简单、经济、施工方便，是一种较有前途的基坑边坡支护技术，适用于地下水位以上或经降水后的粘性土或密实性较好的砂土地层，基坑深度一般不大于15m。
4、支护结构的支撑
4.1钢结构支撑
钢结构支撑拼装和拆除方便、迅速，为工具式支撑，可多次重复使用，且可根据控制变形的需要施加预顶力，有一定的优点。但与钢筋混凝土结构支撑相比，它的变形相对较大，且由于圆钢管和型钢的承载能力不如钢筋混凝土结构支撑的承裁能力大，因而支撑水平向的间距不能很大；相对说来，对于机械挖土不太方便。在大城市建筑物密集地区开挖深基坑，支护结构多以变形控制，在减少变形方面钢结构支撑不如钢筋混凝土结构支撑，但如果分阶段根据变形多次施加预顶力亦能控制变形量，钢结构支撑仍为发展方向。
4.2钢筋混凝土支撑
钢管支撑的形式，多为对撑或角撑。当为对撑时，为增大间距在端部可加设琵琶撑，以减小腰梁的内力。当为角撑时，如间距较大、长度较长，亦可增设腹杆形成桁架式支撑，对撑纵横钢管交叉处，可以上下叠交；亦可增设特制的十字接头，纵横钢管都与十字接头连接，使纵横钢管处于同一平面内。后者可使钢管支撑形成一平面框架，刚度大，受力性能好。
H型钢支撑用螺栓连接，为工具式钢支撑，现场组装方便，构件标准化，对不同的基坑能按照设计要求进行组合和连接，可重复使用，有推广价值。
4.3液压千斤顶施加预顶力
为减少挡墙的变形，可用液压千斤顶施加预顶力。
5、 深基坑开挖施工中的变形控制
深基坑施工的风险主要与深基坑施工工程中的变形控制有关。变形控制已成为深基坑施工过程中考虑的主要因素。特别是开挖阶段变形控制应是深基坑变形控制的重点。基坑开挖是一个土体应力释放过程，此过程打破了原有地层的应力平衡体系，扰动后的土体进步流变和固结。在开挖阶段主要加强对无支撑暴露变形和有支撑暴露变形控制。一是无支撑暴露变形控制。无支撑暴露变形控制主要通过控制其施工参数，如开挖空间尺寸、开挖时间、支撑时间、支撑轴力等等。并根据设计要求和实际施工条件确定施工工艺：考虑施工机械及施工技术条件、土体加固情况等。二是有支撑暴露变形控制。围护结构有支撑暴露时间指维护结构在一层土体开挖、支撑完毕至下一层土体开挖之间的一段时间。有支撑暴露变形即基坑支护结构有支撑暴露期间的变形。有支撑暴露期间用于温度变化、主被动xE～体流变、施工扰动等因素作用，基坑挡墙必将产生变形。有支撑暴露变形主要与下列因素有关：暴露时间、开挖深度、支撑轴力及加固情况。
6、结束语
基坑支护施工是个隐蔽工程。对施工过程的每一个环节、每一个工序均要严格把关;对重要工序、关键工序要设立停止点,要进行监理旁站。在施工过程中,随着地质条件的变化及某些情况的改变,往往要涉及到增减工程量。
