摘要：随着城市的快速扩容，高层建筑的大量兴建，其地下空间开发在规模与功能上都提出了更高的要求，出现了大量技术复杂、规模庞大的深基坑。这些基坑具有开挖深度大、体积大、边界条件苛刻，加之城市工程地质条件与水文地质条件复杂，众多因素综合结果导致深基坑支护设计变得越来越重要。其设计合理与否直接影响着基坑开挖的安全性、经济性和施工的便利性，以及周边城市环境的安全性，故对基坑支护的设计提出更高要求。
关键词：支护结构；施工技术；建筑工程；
本工程建筑面积为7723．89m2，抗震设防烈度为7 度，场地类别为Ⅲ类，抗震设防为丙类，3层地下室。对于变形控制要求严格，支护结构层次繁多的复杂深基坑，这种方法往往不能满足要求或者偏于安全。
一、新施工工艺优点
新施工工艺与传统施工工艺的区别在于换撑结构的不同，也就是施工顺序不同做法。传统施工工艺是在施工至地下室楼板处设置换撑块( 换撑块的厚度和配筋均同楼板，适当间距设置) ，待楼板和换撑块达到一定强度后拆除相应楼层的支撑，直到施工至± 0．000 后地下室外墙做防水并回填基坑侧壁，而新施工工艺则是采用空腔素混凝土代替传统施工工艺中换撑块和回填土的作用。
二、结构受力机理
1.支护形式。本工程基坑开挖面标高为－ 15．600m，基坑开挖深度15．10 ～ 16．10m。基坑开挖面积约1．04 万m2，支护周长约407m。综合考虑地质、环境要求等诸方面因素，本着“安全可靠、经济合理、技术可行、方便施工”的原则，支护形式为旋挖灌注桩加2 层混凝土支撑支护。支撑体系是由圈梁、腰梁、支撑梁、连系梁等相互连接组成的，具体构件尺寸和构件位置浇筑详见支护结构平面布置支护桩包含围护桩和立柱桩，围护桩为旋挖灌注桩，直径和间距为1200@1400，分布在基坑四周。立柱桩上段为格构柱，下段为旋挖灌注桩或利用工程桩，且下段的桩顶标高应为该立柱位置处结构垫层底标高，分布在基坑的内部。随着基坑底板的浇筑，水平位移逐渐趋于稳定，变化速率也相应递减。监测支护结构表面水平位移的目的在于及时了解支护结构在开挖过程中产生位移的大小及其方向，从而指导基坑设计和施工。地连墙竖向弯矩随着开挖深度的增加而增大，挖至坑底时达到最大，每个工况的最大值均发生在开挖面附近，每个工况在开挖面附近有较明显的正负弯矩区，当地下结构做上来后，基坑趋于稳定，弹性支承反力逐渐增大，地连墙竖向弯矩大幅减小。
2.新施工工艺使得围护桩、填充空腔素混凝土与地下室外墙组成了一个整体，它们将共同承担围护桩外土压力。但3层地下室围护桩外的侧压荷载主要由土侧压和地面活荷载等效土压力两部分组成。地下室楼板对侧壁的约束按简支考虑，而主体结构与围护桩之间的1m 间距处填充空腔素混凝土。空腔素混凝土的实现可以利用施工现场废弃的模板组装成空盒子放入1m 间距内形成空腔，其他部分填充混凝土的一种施工做法，它与围护桩、地下室外墙共同组成的截面形式。如果支护侧壁采用传统施工工艺的做法在主体结构与围护桩之间直接回填土，在地下室施工完毕后围护桩没有得到充分利用，相当于土侧压力直接作用在地下室外墙。内支撑墙体变形小，施工措施可靠，可获得较大的作业面，便于施工，并且环梁作为支撑体系的主要受力件，能将不均匀的径向土、水压力转化为较为均匀的环向压应力，使支护结构处于最佳受力状况，在限制变形方面也能获得较佳效果，可用于城市繁华地段的深基坑工程。由于回填的是人工土，渗透性好，无论截面哪部分受拉，只需构造配筋即可。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆然而传统施工工艺中地下室墙体直接作为外墙受力，需计算配筋，且配筋值较大。传统施工工艺是在地下室的主体结构和换撑块均施工完毕后才做防水层，这种做法在换撑块处容易形成防水漏洞，造成地下室漏水，且防水性能只有防水涂料一道安全屏障。新施工工艺不仅很好地解决了换撑块处易漏水的缺点，还拥有结构自防水和内防水两道安全屏障。因此，新工艺防水性能要优于传统工艺。
三、新工艺施工
1.新施工方法及主要施工顺序如下: ①平整场地，按照设计要求对基坑周边场地平整到设计标高; ②测量放线，施工工程桩、旋挖灌注桩及立柱桩; ③基坑土方分层开挖至圈梁底标高后，凿除桩顶浮浆，浇筑桩顶圈梁及第1 层钢筋混凝土支撑结构; ④待第1 层支撑体系达到设计强度后，土方分层分区块开挖，开挖至第2 层支撑结构底标高，浇筑第2 层钢筋混凝土腰梁及第2 层钢筋混凝土支撑结构; ⑤待第2 层支撑体系达到设计强度后，土方分层分区块开挖，开挖至坑底后，应尽快满堂浇筑混凝土垫层至支护结构边，然后再进行桩基承台的开挖，基坑边承台应采用逐个开挖、砖砌外模护壁，及时浇筑承台和地下室底板，严禁暴露时间过长; ⑥地下室底板施工，底板混凝土应满堂浇筑至支护结构边; ⑦同时施工地下室主体结构和素混凝土加空腔模板盒的组合形式填充基坑侧壁至地下2 层楼板再夯实; ⑧待地下2 层楼板混凝土及填充素混凝土达到80% 设计强度后拆除第2层混凝土支撑; ⑨继续同时施工地下室主体结构和素混凝土加空腔模板盒的组合形式填充基坑侧壁至地下1 层楼板处再夯实; ⑩待地下1 层楼板混凝土及填充素混凝土达到80% 设计强度后拆除第1 层混凝土支撑; 地下室主体结构施工至± 0． 000，地下室外墙和素混凝土加空腔模板盒的组合形式填充基坑侧壁至设计要求对应标高处再夯实。瑏瑢地下室主体结构施工完毕后，在地下室外墙的内侧( 背水面) 做防水层。
2.防水施工工艺。新工艺施工顺序中空腔素混凝土与地下主体结构共同施工的步骤，确保了填充的空腔素混凝土与地下室外墙能够组成整体共同作用。同时考虑到在地下室外墙做防水层会延长工期等因素，所以本工程的防水理念是以结构自防水( 主) + 防水涂料做内防水( 辅) ，两者相互结合，最终使地下工程达到不漏不渗的效果。混凝土收缩开裂是大多数地下工程渗水原因所在，这也是地下工程防水混凝土需要具备高抗裂性能的原因所在。而使用高性能膨胀剂配制的补偿收缩混凝土已被工程界公认为是最有效的抗裂技术之一。《补偿收缩混凝土应用技术规程》指出: 使用补偿收缩混凝土在施工措施完善的前提下，迎水面可不做柔性卷材防水。所以地下室外墙采用加入高性能膨胀剂的补偿素混凝土是实现结构自防水的保障措施，而内防水则要通过在地下室外墙的背水面做防水层来实现。
综上所述，新工艺解决了传统做法中换撑块处易漏水的问题，改善了防水性能，地下室外墙和空腔素混凝土同时分层浇筑成为整体与围护桩共同承受土压力，使得地下室外墙仅需构造配筋就能满足承载力和裂缝要求，很大程度上减小了用钢量，节约了成本。随着我国的城市化建设进程不断加快，带多层地下室的高层建筑物越来越多，促使深基坑支护工程成为高层建筑基础工程的重要技术之一。根据具体的周边环境、设备和地质条件，选择经济、合理的支护施工工艺，是保证支护工程质量的重要措施。
参考文献
[1]陈叶青.(复合)土钉支护作用机理及稳定性分析研究[D].北京：清华大学，2018.
[2]李启森，吴秀国，张厚美.盾构深基坑施工监测及分析[J].隧道建设，2016，26( 增2) : 14-18．
[3]徐少平.成都砂卵石地层大型地铁基坑施工稳定性监测[J].铁道建筑，2018( 1) : 58-60．
论文作者:叶坤
论文发表刊物:《基层建设》2019年第19期
论文发表时间:2019/9/21
标签：地下室论文; 基坑论文; 混凝土论文; 结构论文; 空腔论文; 外墙论文; 施工工艺论文; 《基层建设》2019年第19期论文;