探析在基坑工程中預(yù)應(yīng)力懸臂支護(hù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用分析

杜躍萍

摘 要：在當(dāng)前城市工程建設(shè)中，遇到的地質(zhì)條件越來(lái)越復(fù)雜，基坑開(kāi)挖的深度也在不斷增加。在一些深基坑工程中，對(duì)支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用有著極高的要求。本文將結(jié)合實(shí)際案例對(duì)基坑工程中預(yù)應(yīng)力懸臂支護(hù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用進(jìn)行分析，希望可以為此類(lèi)工程實(shí)踐的開(kāi)展提供一定的參考借鑒。

關(guān)鍵詞：基坑工程 預(yù)應(yīng)力 懸臂支護(hù)結(jié)構(gòu)

一、引言

我國(guó)城市化水平日益提高，除了新城區(qū)的建設(shè)之外，針對(duì)老城區(qū)的改造工作也在同步推進(jìn)。目前，老城區(qū)地下空間的利用程度不斷提高，而建設(shè)場(chǎng)地的環(huán)境條件也變得更加復(fù)雜。對(duì)于一些基坑開(kāi)挖深度較大的工程，比較適用懸臂排樁支護(hù)體系，但在具體施工的過(guò)程中，需要重點(diǎn)解決道路、地下管線(xiàn)等方面存在的安全問(wèn)題，即結(jié)合實(shí)際情況對(duì)設(shè)計(jì)和施工進(jìn)行優(yōu)化。

二、工程介紹

（一）工程基本情況

本次工程建設(shè)位于某城市的核心區(qū)域，和環(huán)城路主干道相鄰，工程中基坑開(kāi)挖的周長(zhǎng)為417.0m，根據(jù)兩層地下室的設(shè)計(jì)，基坑深度預(yù)計(jì)為9.5～10.0m。

（二）工程地質(zhì)情況

在工程基坑施工影響的深度范圍內(nèi)，地層主要包含了第四系全新統(tǒng)人工對(duì)基層、沖洪積層以及沖湖積層，其巖性表現(xiàn)為雜填土、素填土、礫砂、黏土、粉土以及粉質(zhì)黏土。

（三）工程水文地質(zhì)情況

工程基坑施工場(chǎng)地的地下水類(lèi)型主要為孔隙型潛水，穩(wěn)定水位埋深為0.8～4.3m，受地下水影響，雜填土、素填土、礫砂、黏土等普遍表現(xiàn)出良好的富水性，且地層滲透系數(shù)較大。

（四）基坑周邊環(huán)境狀況

在基坑施工場(chǎng)地周?chē)嬖谠S多建筑群，包括學(xué)校、職工宿舍、居民小區(qū)等。其中學(xué)校建筑為框架結(jié)構(gòu)，采用的是淺基礎(chǔ)。職工宿舍建筑為磚混結(jié)構(gòu)，同樣采用的是淺基礎(chǔ)。居民小區(qū)為高層建筑，采用樁基礎(chǔ)，擁有兩層地下室。施工場(chǎng)地緊鄰環(huán)城道路以及居民小區(qū)道路。施工場(chǎng)地地下分布著密集的市政管線(xiàn)，涉及供電、供氣、給排水、雨污水管、電信、照明等多個(gè)部門(mén)，因此對(duì)基坑施工過(guò)程中的環(huán)境保護(hù)有著極高的要求。

三、基坑工程支護(hù)設(shè)計(jì)

基于上文中列舉的基坑工程概況，可以明確工程所具有的幾項(xiàng)特征：其一，施工場(chǎng)地較為狹窄，場(chǎng)地周邊的環(huán)境狀況較為復(fù)雜。其二，基坑開(kāi)挖影響范圍內(nèi)的土層物理力學(xué)性質(zhì)較好，包括可塑～硬塑狀態(tài)的黏性土和密度稍高的粉土和礫砂。其三，根據(jù)業(yè)主方對(duì)工期的要求，基坑施工不宜采用內(nèi)支撐。

基于本次工程項(xiàng)目的建設(shè)內(nèi)容以及建筑的分布情況，擬將基坑開(kāi)挖的出土口設(shè)置在臨近環(huán)城路的一側(cè)，這樣可以有效地降低土方開(kāi)挖對(duì)主體施工的影響，提高主體施工的效率，除了出土口的一側(cè)，其于三側(cè)均采用普通的懸壁支護(hù)排樁，在出土口一側(cè)采用預(yù)應(yīng)力懸臂支護(hù)排樁。

在具體設(shè)計(jì)的過(guò)程中，需要考慮的問(wèn)題主要有以下幾點(diǎn)：其一，預(yù)留土臺(tái)的作用。在支護(hù)擋土結(jié)構(gòu)前預(yù)留土臺(tái)可以在一定程度上限制擋土結(jié)構(gòu)的水平位移，提高基坑開(kāi)挖側(cè)一定深度內(nèi)土體的水平向基床系數(shù)，強(qiáng)化擋土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。其二，預(yù)應(yīng)力的作用。在預(yù)應(yīng)力方面，需要考慮的內(nèi)容有三點(diǎn)：一是擋土結(jié)構(gòu)的配筋優(yōu)化。懸臂擋土結(jié)構(gòu)可以看作是受彎構(gòu)件，在荷載相同的情況下，其需要配置的高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)數(shù)量相對(duì)較少，適當(dāng)?shù)念A(yù)應(yīng)力可以起到限制樁頂位移的效果。而想要將預(yù)應(yīng)力筋的效果充分發(fā)揮出來(lái)，應(yīng)基于配筋的角度不均勻布置鋼筋。預(yù)應(yīng)力筋配置有著特定的計(jì)算公式，需要使用到的數(shù)據(jù)包括混凝土強(qiáng)度等級(jí)、截面半徑、預(yù)應(yīng)力筋重心所在圓周的半徑、預(yù)應(yīng)力筋的截面面積、預(yù)應(yīng)力筋的極限應(yīng)力、抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值等。而受拉側(cè)配置預(yù)應(yīng)力筋所需的預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)面積和配筋角度總體呈正相關(guān)。二是預(yù)應(yīng)力作用的樁頂位移，需要根據(jù)預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)引起的有效偏心彎矩進(jìn)行計(jì)算。三是預(yù)應(yīng)力筋的構(gòu)造要求。本次工程中預(yù)應(yīng)力支護(hù)樁所采用的是無(wú)黏結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)，使用方法是后張法，其中鋼絞線(xiàn)和澆注混凝土形成黏結(jié)作為固定端，張拉端采用夾片式錨具。

基于樁間距離，和支護(hù)樁咬合布置2～3顆單軸水泥土攪拌樁，用于隔斷基坑和地下水的聯(lián)系。

四、施工過(guò)程中需要處理的問(wèn)題

在具體施工的過(guò)程中，由于客觀因素的復(fù)雜性，常常會(huì)出現(xiàn)一些意外問(wèn)題，需要及時(shí)處理，否則必然會(huì)對(duì)施工作業(yè)的順利開(kāi)展產(chǎn)生影響。在本次工程中遇到的問(wèn)題是坑壁局部存在滲水問(wèn)題，在基坑開(kāi)挖作業(yè)的過(guò)程中，基坑北側(cè)圓礫層出現(xiàn)了一個(gè)漏水點(diǎn)，出水量較大，水體渾濁，散發(fā)臭味，經(jīng)查為附近的一條廢棄污水管道。對(duì)此，施工方首先使用沙袋圍堰的方式暫時(shí)緩解漏水問(wèn)題，之后在漏水部位的排樁外側(cè)進(jìn)行了雙液灌漿處理，封堵住漏水點(diǎn)。

五、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在基坑工程作業(yè)中，通過(guò)預(yù)留土臺(tái)的方式進(jìn)行反壓，可以獲得良好的支護(hù)效果，同時(shí)不僅可以減少預(yù)應(yīng)力懸臂支護(hù)作業(yè)的材料使用量、節(jié)省成本投入，還可以滿(mǎn)足工期要求，降低施工難度。結(jié)合本文工程實(shí)踐來(lái)看，相較于過(guò)去采用的普通懸臂排樁支護(hù)結(jié)構(gòu)，預(yù)應(yīng)力懸臂樁支護(hù)結(jié)構(gòu)可以取得更加優(yōu)異的施工效果，且使用的材料數(shù)量也更少，具有極高的推廣應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

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