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摘要：在高层建筑增多的形势下，越来越多的地下空间被占用，多道支撑技术在基坑工程中的应用范围也在扩展，由于计算模型简单程度较高和影响实际施工工程的外界因素较多，常用的计算方式很难满足基坑工程对支护结构的需求。本文分析了基坑工程研究的重要性，以及多道支撑作用下的支护结构设计。
关键词：多道支撑作用；基坑支护结构；应用方式
引言：在基坑工程中，随着土方开挖工作的进行，桩身的位移程度和支撑力量都会发生相应的变化，而基于多道支撑作用下的基坑支护结构能够限制灌注桩自身的应力和水平位移现象的发生，提高基坑工程的稳定程度，为建筑物的安全提供基本保障，推动基坑建造行业向可持续发展的方向前进。
1.基坑支护工程研究的重要性
高层建筑数量的增加带动了基坑工程的发展，基坑开挖工作会受到来自土层方面的干扰，导致土体的三相比例发生变化，进而改变土体的参数和基本性能，破坏原有的土壤结构，降低了土体的强度指标。基坑内部结构的土体很容易出现变形，严重情况下还会导致基坑的支护结构一起滑落，在给基坑所在建筑物带来危害的同时，还会给毗邻建筑物及其内部设置带来安全隐患。基坑支护结构的设计和施工过程的复杂程度较高，其中的任何一个环节出现错误都可能影响基坑工程的质量，因此，设计人员和施工人员要从技术视角考虑基坑支护结构的设计和建设方式，不断提高此工程的科技含量。
2.多道支撑下作用下的支护结构设计
2.1水泥土桩的布置
当钻孔灌注桩以间隔形式排列时，桩间的土壤会随着渗透水而流失，因此，桩间渗水不但会影响地下水水位，还会影响基坑量表地表土壤的结构，如果出现了大量的水土流失将会造成较大的基坑事故，因此，设计人员在设计水泥桩的布置位置时，需要应用多道支撑作用原理。防止上述事故发生原因的方式有两种，一种是将灌注桩浇筑在一起使其成为一组墙，该方式对施工工艺的要求较高，并且要花费大量的工程资金；一种是利用水泥土搅拌桩提高钻孔灌注桩的抗渗透能力。结合以往的施工实例，在软土地区的基坑建造过程中，如果基坑深度小于10米，只需要设置一排水泥土搅拌桩；如果施工的土质条件较查或者是深度超过10米，可以适当增加一排或两排水泥土搅拌桩[1]。
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2.2确定支护结构的支撑截面
钢筋混凝土结构在基坑工程中应用范围广阔的原因是其刚度较大、可控性较强，能够在地基及其周围的环境中发挥足够的支撑作用，施工费用和钢支护模式的费用相差无几，在软土地基坑建设过程中更是显示出了足够的应用优势。在钢筋混凝土结构中，设计人员首先要考虑将支撑体系放在同一平面内，并在此基础上设计一个完善的封闭框架，以此来满足基坑工程的支护需求，尽量在设计过程中优化支撑体系。一般情况下，支护灌注桩应当和多道支撑体系一起承受来自基坑侧壁的压力，在此，施工人员可以事先考虑多道支撑系统的作用力，然后分来计算两者之间的受力需求，进而确定支护结构的支撑截面。
2.3灌注桩的最小深度设计
支护结构钻孔灌注桩的深度设计要从确定嵌固深度临界值出发，灌注桩的深度能够满足基坑隆起稳定性的需求，是决定基坑系统稳定程度的关键性因素，因此，技术人员要加强对灌注桩嵌固深度的研究。为了简化计算过程，设计人员可以将灌注桩视为一根梁，假设在桩的顶部和中部有多个多道支撑作用点，这样桩之间的支撑连接段便成为了固定铰支，此时，如果基坑的深度较大，其另一端可以设置为采用了嵌固形式的固定端支撑。
现以两道支撑为例，对具体的计算方式进行说明，拥有两道支撑的基坑支护结构在桩底的前后两端都会出现被动土压力，支护桩在土层中基本处于嵌固状态，此时，上端的支撑点相当于具有较强刚度的弹簧支座，下端进入到土层中的部分相当于嵌固结构。另外，该类型的支护结构在支撑之间部位会出现正弯矩，在支撑位置上会出现负弯矩，支护桩在压力合力点位置会出现较大程度的变形。考虑到一般基坑支护结构的建造情况，在第二道支撑正式进到工作状态前，此位置处的桩身已经进行了一次初始位移，因此，设计人员在设计过程中需要考虑之前的位移程度，而不是忽略此处的位移；在嵌固深度中，负弯矩值一般小于跨间距值，再加上桩身长度等因素，水平位移的程度将会减少许多，弯矩也会出现相同程度的变化，在此阶段下，技术人员可以选择面积较小的断面，因为此时的嵌固深度足够，基坑支护结构的稳定性能够得到充足的保障[2]。
3.基坑工程实例
本工程的维护结构采用的是多道支撑作用下的灌注桩支护，灌注桩的桩径为9㎝，桩间距为1.2m，水泥桩的桩径为70㎝，长度为16m。首先，施工人员需要在土方开挖至-3.3m时，进行第一道混凝土支撑的构建工作，在土方开挖至-8.8m时，进行第二道混凝土支撑的构建工作。其次，要选用硅盐酸水泥制作水泥土搅拌桩，一般基坑支护结构的需求是应用15%的水泥，并保证水和水泥之间的比例在0.5左右，具体可以按照当地的建筑工程规定和基坑工程的实际需求及进行相应的调整，采用新型的搅拌设备和先进的喷浆技术，确保桩长喷浆的均匀程度，注意施工速度的协调程度。最后，在水泥土搅拌桩成型的过程中，施工人员不能采用冲水下沉的方式，要控制好搅拌设备的转头速度，为基坑建造工程提供技术支持。
总结：多道支撑作用下的基坑支护工程，会出现多种影响因素以及不同因素的组合形式，因此在基坑工程中应当应用多种多样的组合方式避免支护结构的内力和变形问题，在今后的建设工程中深入研究不同因素对支护效果的影响，发挥多道支撑的积极作用，切实提高基坑支护结构的稳定性。
参考文献：
[1]李鸿浩.多道支撑作用下基坑支护结构的应用与分析研究[D].扬州大学,2013.
[2]李玉龙.深基坑开挖及支护结构的数值模拟分析[D].安徽建筑大学,2014.
论文作者:崔琦
论文发表刊物:《防护工程》2017年第20期
论文发表时间:2017/12/15
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