在深基坑中斜撐支護(hù)體系的應(yīng)用研究

趙帥權(quán)

摘要：深基坑工程施工中，由于受到外界環(huán)境因素的影響，采用合理的支護(hù)體系是非常必要的。斜撐支護(hù)結(jié)構(gòu)施工布置靈活，并且在施工中可以不對基坑周邊的土體產(chǎn)生影響，保證了基坑施工的穩(wěn)定性。本文對深基坑工程施工特點進(jìn)行了簡述，結(jié)合深基坑工程施工的實際特點和需要，對斜撐支護(hù)體系在深基坑工程施工中的應(yīng)用進(jìn)行了研究。

關(guān)鍵詞：巖土工程;深基坑工程;斜撐支護(hù)體系;數(shù)值模擬

在深基坑工程施工中，斜撐支護(hù)體系和盆式開挖施工的結(jié)合，可以提高基坑工程施工的出土效率，降低時間效應(yīng)對基坑工程的影響。斜撐支護(hù)體系可以為深基坑工程施工提供大的作業(yè)施工空間，在深基坑工程施工中具有很高的應(yīng)用價值。

1 深基坑工程特點

深基坑工程具有較高的勘察設(shè)計施工標(biāo)準(zhǔn)，并且受施工現(xiàn)場的地質(zhì)條件，以及基坑施工周邊的環(huán)境影響。基坑開挖的面積以及支護(hù)體系的選擇都是基坑工程順利施工的基礎(chǔ)。深基坑開挖深度越大，存在的危險性越大，因此支護(hù)結(jié)構(gòu)的選擇要保證深基坑工程施工穩(wěn)定和安全。深基坑工程的開挖面積和開挖深度都要比普通的基坑大，尤其在建筑比較密集的區(qū)域，在進(jìn)行深基坑工程施工過程中，要考慮周邊建筑管線等基礎(chǔ)設(shè)施的影響。深基坑工程開挖施工后，對周邊區(qū)域的土體應(yīng)力具有較大的影響，而且周邊的地下水位也會發(fā)生明顯的變化。深基坑工程施工包含很多綜合性的知識技術(shù)，要結(jié)合勘察技術(shù)、監(jiān)測技術(shù)和結(jié)構(gòu)工程等技術(shù)手段，才能實現(xiàn)深基坑工程的順利施工。

2 斜撐支護(hù)結(jié)構(gòu)在深基坑工程中的應(yīng)用研究

2.1 斜支撐支護(hù)應(yīng)用形式

鋼筋混凝土斜支撐支護(hù)結(jié)構(gòu)，具有較強(qiáng)的剛性度，在對基坑變形的控制上具有很好的作業(yè)。但是在基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)施工中，鋼筋混凝土斜支撐的模板在固定上比較困難，而且對模板的角度進(jìn)行調(diào)整上也不靈活。在澆筑施工過程中如果鋼筋混凝土攪拌不均勻，那么鋼筋混凝土斜支撐支護(hù)的剛度很難達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的要求，斜支撐的養(yǎng)護(hù)時間比較長，而且對斜支撐進(jìn)行拆除后很難對其再次利用，在經(jīng)濟(jì)造價的成本上比較高。

鋼管斜支撐支護(hù)結(jié)構(gòu)，采用的材料是609鋼管，在工程施工中對其進(jìn)行安裝和拆除比較方便，而且材料可以重復(fù)使用，經(jīng)濟(jì)成本造價低。鋼管斜支撐對基坑周邊環(huán)境的影響小，但是在對鋼管斜支撐進(jìn)行安裝的過程中，對焊接的要求要高，而且鋼管的材質(zhì)容易受到外界溫度等因素的影響導(dǎo)致變形，如果鋼管斜支撐發(fā)生變形，那么基坑就會發(fā)生附加變形。

裝配型鋼結(jié)構(gòu)斜支撐支護(hù)結(jié)構(gòu)，采用的材料構(gòu)件包括H型鋼和錨固板等構(gòu)件。這樣的支護(hù)結(jié)構(gòu)施加的預(yù)應(yīng)力效果明顯，可以有效的對基坑的變形進(jìn)行控制，而且在安裝和拆卸等方面非常簡單。支護(hù)工程的施工時間段，材料可以被重復(fù)使用，具有較低的工程造價。并且對基坑周邊環(huán)境具有很少的影響，是一種新型的斜支撐支護(hù)結(jié)構(gòu)，因此裝配型鋼結(jié)構(gòu)斜支撐的支護(hù)結(jié)構(gòu)在基坑支護(hù)工程中具有很大的應(yīng)用價值。

2.2 斜支撐體系應(yīng)用中的受力研究

斜撐支護(hù)結(jié)構(gòu)在深基坑工程中的應(yīng)用，通過科學(xué)的理論分析方法，對斜撐支護(hù)受力情況進(jìn)行分析和計算是必要的。通過整體分析法對斜撐支護(hù)結(jié)構(gòu)受力進(jìn)行分析，把基坑和斜撐支護(hù)結(jié)構(gòu)作為一個整體，并對斜撐支護(hù)的條件以及基坑開挖的過程等情況進(jìn)行充分考慮，通過離散化數(shù)據(jù)模擬方式進(jìn)行計算，但是由于基坑施工現(xiàn)場實際情況比較復(fù)雜，在斜撐支護(hù)計算使用率上比較低。兩階段分析法是斜撐支護(hù)結(jié)構(gòu)受力計算中最為常用的一種方式，以土體自由場位移為基礎(chǔ)條件，對斜撐支護(hù)樁的變形進(jìn)行計算獲取，而且目前在基坑支護(hù)中對土體自由場變形的計算和研究技術(shù)比較成熟，因此這種方法在斜撐支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計中經(jīng)常被用到。兩階段分析法采用的邊界元法主要是采用線性分析方法對支護(hù)樁受力進(jìn)行分析，另外可以采用有限元法對支護(hù)樁受力變形情況進(jìn)行分析和計算，并采用Winkler地基模型或者彈性半空間地基模型作為基坑工程地基模型。兩階段分析法首先對基坑開挖的基坑外土體自由場位移進(jìn)行計算，然后是根據(jù)Winklet地基模型，計算出支護(hù)樁在單樁的情況下的下位移差分方程，并對斜撐體系的土體受力情況進(jìn)行分析，通過Mindlin解析式計算土體的水平位移系統(tǒng)，對支護(hù)樁和基坑內(nèi)的樁基之間的相互作用進(jìn)行分析，并通過遮攔效應(yīng)對遮攔位移進(jìn)行計算，最后可以采用疊加原理對在基坑內(nèi)的斜撐支護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力進(jìn)行計算。

計算土體自由場位移，計算基坑外土體自由場的位移的方法中，經(jīng)驗法是比較簡單的一種分析方法，但是在實際的應(yīng)用中受到多方面因素的限制。有限元分析法可以對基坑支護(hù)工程中的土體變形數(shù)值進(jìn)行準(zhǔn)確的計算，但是有限元計算的方法計算量比較大，而且分析和計算過程比較復(fù)雜。解析法可以對基坑支護(hù)工程外土體的自由場位移的分布情況進(jìn)行有效的計算，并可以得出計算模型，通過計算模型對土體自由場的位移情況進(jìn)行計算分析。通過現(xiàn)場的數(shù)值模擬，對基坑支護(hù)樁的水平位移函數(shù)進(jìn)行計算，然后采用面積法通過積分計算對基坑內(nèi)的土體水平位移進(jìn)行計算，這樣就可以得出計算土體自由場水平位移的公式。然后對斜撐支護(hù)樁的受力變形進(jìn)行分析，在實際的基坑支護(hù)工程中由于樁體的剛性度比較大，支護(hù)樁周圍土體位移受到控制，產(chǎn)生應(yīng)力的遷移情況，發(fā)生相互遮攔作用，這樣可以有效地對樁體受力進(jìn)行優(yōu)化，從而減少樁體的變形，在深基坑支護(hù)中具有有效的應(yīng)用。

3 結(jié)語

在深基坑工程施工中要根據(jù)施工場地的實際條件，對基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)合理的選擇，并對基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的設(shè)計。深基坑工程施工中采用斜撐支護(hù)，不僅可以保證基坑工程的安全性，而且可以提高深基坑工程施工的穩(wěn)定性。

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