陳富強(qiáng)，李卓勛，李長(zhǎng)江

（1、廣東省水利水電科學(xué)研究院 廣州510635；2、廣東省巖土工程技術(shù)研究中心 廣州510635；3、廣東省山洪災(zāi)害突發(fā)事件應(yīng)急技術(shù)研究中心 廣州510635；4、華南理工大學(xué)土木工程系 廣州510641）

0 引言

隨著城市化進(jìn)程的加快，廣州市建設(shè)了一大批地下空間、地鐵、地下綜合管廊工程、深層隧道排水工程、珠三角水資源配置工程等重大工程項(xiàng)目。根據(jù)《廣州市城市總體規(guī)劃（2011～2020）》，到2020 年將開(kāi)發(fā)規(guī)模約為9 000 萬(wàn)m2的市域地下空間。珠江新城地下空間為廣州市目前最具代表性的地下空間開(kāi)發(fā)，因其整體建筑面積很大，約50 萬(wàn)m2，成為已建成并投入使用的最大地下空間。未來(lái)廣州三大面積較大的地下空間有：金融城地下空間，共設(shè)地下5 層，總占地面積213.6 萬(wàn)m2；番禺萬(wàn)博商務(wù)區(qū)地下空間，共設(shè)地下4層，總建筑面積179.87 萬(wàn)m2；廣州南站地下空間，總占地面積20.42 萬(wàn)m2。截止2019 年1 月，國(guó)內(nèi)超過(guò)30個(gè)城市開(kāi)通地鐵，上海、北京、廣州地鐵運(yùn)營(yíng)里程分別達(dá)705 km、636 km 和478 km，廣州8 條新建地鐵線有望2022 年建成。根據(jù)2016 年6 月出臺(tái)的《廣東省城市地下綜合管廊建設(shè)實(shí)施方案》，到2020 年，廣東省建成至少1 000 km 的城市地下綜合管廊，廣州正在建設(shè)的綜合管廊有8 條，總長(zhǎng)97 km，占全省總長(zhǎng)度的的一半以上，包括廣花公路管廊、天河智慧城管廊、南沙明珠灣區(qū)靈山島尖、福山產(chǎn)業(yè)園以及廣州中心城區(qū)地下管廊等，廣州市中心城區(qū)地下綜合管廊工程為全國(guó)距離最長(zhǎng)、規(guī)模最大的管廊，投資超60 億?！稄V州市中心城區(qū)深層隧道排水系統(tǒng)規(guī)劃》提出廣州將在地下40 m 建設(shè)總長(zhǎng)86.42 km 的深隧排水系統(tǒng)，提供調(diào)蓄容積165.2 萬(wàn)m3，并結(jié)合豎井建造5 座排澇泵站。珠江三角洲水資源配置工程從廣東省內(nèi)西江水系取水，向珠江三角洲東部地區(qū)尤其是粵港澳大灣區(qū)供水。珠三角水資源配置工程輸水線路需要穿越珠三角中心城區(qū)，采用了深埋盾構(gòu)的施工方式，建造在地下平均縱深40～60 m，輸水線路總長(zhǎng)度113.2 km。

隨著工程建設(shè)的增多，基坑工程越來(lái)越多，規(guī)模越來(lái)越大，挖深越來(lái)越深，超大規(guī)?；尤涸絹?lái)越多，如佛山新城CBD 基坑（占地面積約20 萬(wàn)m2）、南沙金茂灣基坑（占地面積約24 萬(wàn)m2）、珠海橫琴科學(xué)城（一期）基坑（占地面積32.19 萬(wàn)m2）等，周邊環(huán)境越來(lái)越嚴(yán)，對(duì)基坑支護(hù)工程的要求（即安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、保證周邊環(huán)境安全、降低能源消耗和可持續(xù)發(fā)展）越來(lái)越高［1-4］?；庸こ虃鹘y(tǒng)技術(shù)一般采用灌注樁、地下連續(xù)墻和鋼筋混凝土支撐，基坑完成回填后，這些都留在了原地或變成了建筑垃圾，存在工業(yè)化程度低、生產(chǎn)效率低、作業(yè)條件差、施工質(zhì)量不易控制、建造過(guò)程泥漿排放量大、能源和資源消耗大、環(huán)境污染嚴(yán)重等突出問(wèn)題。近年來(lái)，隨著國(guó)家鼓勵(lì)和推行裝配式結(jié)構(gòu)，裝配式結(jié)構(gòu)在基坑工程中的應(yīng)用也越來(lái)越多，比如裝配式預(yù)應(yīng)力魚(yú)腹梁內(nèi)支撐、預(yù)應(yīng)力混凝土板樁等，但相對(duì)上部結(jié)構(gòu)而言，裝配式結(jié)構(gòu)在基坑工程中的應(yīng)用和研究還比較少，設(shè)計(jì)方法、施工操作等方面也還很不成熟，還有廣闊的發(fā)展空間。其實(shí)，裝配式結(jié)構(gòu)在基坑工程的發(fā)展前景應(yīng)比上部結(jié)構(gòu)更好，因?yàn)榛庸こ讨械闹ёo(hù)結(jié)構(gòu)一般都是臨時(shí)結(jié)構(gòu)，可以不用考慮抗震問(wèn)題，研究相對(duì)而言更簡(jiǎn)單些。本文將從裝配式擋土結(jié)構(gòu)、裝配式內(nèi)撐技術(shù)、裝配式錨拉技術(shù)、裝配式棧橋方面介紹工程的應(yīng)用研究進(jìn)展，在此基礎(chǔ)上，結(jié)合我國(guó)建筑工業(yè)化發(fā)展現(xiàn)狀，探討了基坑工程中裝配式結(jié)構(gòu)應(yīng)用發(fā)展中的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題分析，最后對(duì)裝配式結(jié)構(gòu)在基坑工程中的應(yīng)用進(jìn)行了展望。

1 裝配式擋土結(jié)構(gòu)應(yīng)用研究現(xiàn)狀

基坑工程中傳統(tǒng)的擋土結(jié)構(gòu)一般有灌注樁、地下連續(xù)墻、重力式水泥土墻、型鋼水泥土攪拌墻、鋼板樁和預(yù)制樁等。近年來(lái)，在傳統(tǒng)技術(shù)的基礎(chǔ)上，發(fā)展了一些新型擋土結(jié)構(gòu)。

鋼板樁支護(hù)應(yīng)該算是最早的裝配式結(jié)構(gòu)在基坑工程中的應(yīng)用，在國(guó)內(nèi)外的建筑、市政、港口、鐵路等領(lǐng)域都有悠久的使用歷史。一般用拉森鋼板樁和工字鋼鋼板樁，鋼板樁支護(hù)結(jié)構(gòu)有傳統(tǒng)的懸臂式結(jié)構(gòu)和單撐（單錨）及多撐（多錨）式結(jié)構(gòu)，以及近年發(fā)展的組合鋼板樁支護(hù)結(jié)構(gòu)和雙排鋼板樁結(jié)構(gòu)等形式。國(guó)內(nèi)出現(xiàn)了許多種組合鋼板樁型式（見(jiàn)圖1、圖2），HZ/AZ 組合鋼板樁、CAZ 組合鋼板樁、H 型鋼和U 型鋼板樁的HUC 組合鋼板樁、鋼板樁和H 型鋼形成組合鋼板樁，HSW 工法（H shaped steel & Steel sheet pile Wall）和H 型鋼和鋼板形成組合鋼板樁，HPW 工法（H-shaped steel&steel Plate Wall）等。在組合鋼板樁方面，國(guó)內(nèi)大量業(yè)內(nèi)人士開(kāi)展了系列的研究和工程應(yīng)用［5-15］。

這些組合鋼板樁結(jié)構(gòu)可以充分發(fā)揮鋼板樁、H 型鋼的優(yōu)點(diǎn)，結(jié)構(gòu)剛度大，兼有擋土止水功能，施工快捷、簡(jiǎn)單、質(zhì)量易控制，可循環(huán)利用，節(jié)約成本。

雙排鋼板樁圍堰結(jié)構(gòu)是將鋼板樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)呈兩排打入巖土中，頂部依靠（鋼筋混凝土或鋼）拉桿相連，內(nèi)部填充砂土形成一定寬度的墻體，如圖3 所示。

圖1 組合鋼板樁示意圖Fig.1 Combined Steel Pile Schematic

圖2 工法示意圖Fig.2 Construction Method Diagram

圖3 雙排鋼板樁示意圖Fig.3 Schematic Diagram of Double Row Steel Sheet Pile

近年來(lái)，預(yù)應(yīng)力混凝土方樁和管樁在基坑工程中的應(yīng)用也越來(lái)越多。PHC 管樁的抗彎性能是用作支護(hù)樁的重要指標(biāo)，具體指標(biāo)有PHC 管樁的抗裂彎矩、設(shè)計(jì)彎矩和極限彎矩，江蘇省《預(yù)應(yīng)力混凝土管樁（蘇G03-2012）》圖集中各種型號(hào)PHC 管樁的抗裂彎矩值、設(shè)計(jì)彎矩值和極限彎矩值等指標(biāo)詳見(jiàn)圖集列表。四川省工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)《混合配筋預(yù)應(yīng)力混凝土管樁：DBJT20-60（圖集號(hào)川13J167-TJ）》，圖集中有混合配筋預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的抗彎承載力設(shè)計(jì)值、抗剪承載力設(shè)計(jì)值、抗裂彎矩標(biāo)準(zhǔn)值和極限彎矩標(biāo)準(zhǔn)值等。常規(guī)管樁或方樁只配備了預(yù)應(yīng)力鋼筋，抗彎能力較低，樁身延性較差，易發(fā)生脆性破壞。預(yù)應(yīng)力復(fù)合配筋樁加配非預(yù)應(yīng)力鋼筋，極限彎矩隨著綜合配筋率的提高而增大，且存在較強(qiáng)的相關(guān)性，增加一倍配筋率，極限抗彎承載力提高約30%，延性提高10%～30%。水泥土攪拌樁內(nèi)插入混合配筋預(yù)應(yīng)力預(yù)制樁， 形成擋土止水復(fù)合圍護(hù)結(jié)構(gòu)。在相同抗彎剛度的前提下，預(yù)應(yīng)力預(yù)制樁只消耗鉆孔灌注樁30%～50%的鋼材和25%～30%的混凝土，節(jié)約造價(jià)約25%以上。支護(hù)形式除了常規(guī)的垂直支護(hù)外，還發(fā)展了傾斜樁支護(hù)。傾斜預(yù)制支護(hù)樁支護(hù)技術(shù)，傾斜預(yù)制樁支護(hù)可在6～12 m 深度的基坑中替代傳統(tǒng)內(nèi)支撐技術(shù)，實(shí)現(xiàn)地下綜合管廊的工業(yè)化建造，已在多項(xiàng)工程中成功應(yīng)用。傾斜樁及其組合支護(hù)形式，可以在樁身彎矩減小的同時(shí)有效地控制樁身位移及坑外土體沉降，技術(shù)優(yōu)勢(shì)顯著。預(yù)制樁設(shè)計(jì)一般應(yīng)選用單節(jié)樁，因?yàn)槎喙?jié)樁有節(jié)頭，抗側(cè)力會(huì)大大降低，易對(duì)基坑的安全產(chǎn)生隱患，今后如能解決管樁接頭的抗側(cè)力問(wèn)題，則多節(jié)樁將能在基坑支護(hù)中得到更多的應(yīng)用［16～20］。

預(yù)制鋼筋混凝土板樁具有強(qiáng)度高、剛度大、施工簡(jiǎn)易、質(zhì)量有保證等優(yōu)點(diǎn)，其外形可以根據(jù)需要設(shè)計(jì)制作，槽榫結(jié)構(gòu)可以解決接縫防水，通常情況下，不必考慮拔除問(wèn)題，所以在基坑工程中也有一定范圍的應(yīng)用。但是國(guó)內(nèi)長(zhǎng)期以來(lái)受到錘擊設(shè)備能力以及吊裝、運(yùn)輸?shù)南拗?，預(yù)制板樁的尺寸和長(zhǎng)度不大，導(dǎo)致在基坑中的應(yīng)用有限，所以鋼筋混凝土板樁應(yīng)用和發(fā)展一直較緩慢。近年來(lái)，沉樁設(shè)備發(fā)展和支撐形式多樣化，沉樁方法除錘擊外又新增了液壓沉樁、高壓水沉樁，支撐方式也從簡(jiǎn)單的懸臂式、錨碇式發(fā)展到斜地錨和多層內(nèi)支撐等各種形式，這些促進(jìn)了鋼筋混凝土板樁的應(yīng)用。在標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)方面，上海某公司編制了企業(yè)圖集《先張法U 形預(yù)應(yīng)力混凝土板樁（圖集號(hào)ZPZQG-BZ001 2010）》。

預(yù)制地下連續(xù)墻目前正成為國(guó)內(nèi)外地下連續(xù)墻研究和發(fā)展應(yīng)用中的一個(gè)新方向，預(yù)制地下連續(xù)墻是按常規(guī)的施工方法成槽后，在泥漿中先插入預(yù)制墻段、預(yù)制樁等預(yù)制構(gòu)件，然后以自凝泥漿轉(zhuǎn)換成槽用的護(hù)壁泥漿，或直接以自凝泥漿護(hù)壁成槽插入預(yù)制構(gòu)件，以自凝泥漿的凝固體填塞墻后空隙和防止構(gòu)件間接縫滲水，形成地下連續(xù)墻。采用預(yù)制地下連續(xù)墻技術(shù)施工的地下墻墻面光潔、墻體質(zhì)量好、強(qiáng)度高，并可避免在現(xiàn)場(chǎng)制作鋼筋籠和澆混凝土及處理廢漿。綜合考慮運(yùn)輸、吊放設(shè)備能力限制和經(jīng)濟(jì)性等因素，預(yù)制地下連續(xù)墻常設(shè)計(jì)為空心截面（見(jiàn)圖4），根據(jù)計(jì)算內(nèi)力包絡(luò)圖確定設(shè)計(jì)截面、開(kāi)孔面積和截面空心率，并進(jìn)行豎向受力主鋼筋和水平鋼筋的配筋設(shè)計(jì)［21，22］。

圖4 預(yù)制地下連續(xù)墻墻段典型截面Fig.4 Typical Section of Prefabricated Diaphragm Wall Section

鋼管樁作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)，鋼管樁直徑及間距通常為壁厚18 mm 和20 mm，φ900@1 000、φ1 000@1 200、φ1 100@1 300［23-24］。

大直徑鋼圓筒（鋼管樁）技術(shù)在港珠澳大橋西人工島和深中通道西人工島的快速填筑中得到了很好的應(yīng)用。港珠澳大橋西人工島鋼圓筒平面布置如圖5a 所示，鋼圓筒沿人工島岸壁前沿線布置，島內(nèi)設(shè)置分隔圍繞堰，分為西小島和西大島，西小島圓筒個(gè)數(shù)17 個(gè)（含4 個(gè)分隔圍堰），西大島圓筒個(gè)數(shù)為44 個(gè)，總數(shù)為61 個(gè)，鋼圓筒直徑22 m，壁厚16 mm。深中通道西人工島平面形狀為風(fēng)箏形，西人工島分為西小島和西大島，西小島鋼圓筒個(gè)數(shù)為14 個(gè)，西大島鋼圓筒個(gè)數(shù)為43 個(gè)，總共57 個(gè)。鋼圓筒直徑為28 m，壁厚19 mm，鋼圓筒平面布置如圖5b 所示［25-28］。

圖5 鋼圓筒平面布置Fig.5 Layout Plan of Steel Cylinder

總而言之，在裝配式基坑工程支護(hù)技術(shù)中，裝配式擋土結(jié)構(gòu)發(fā)展最快，擋土構(gòu)件的類(lèi)型也最多，最有發(fā)展前景。未來(lái)的研究和發(fā)展方向，可在預(yù)制構(gòu)件接頭止水止淤、節(jié)頭連接、標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)、圖集、永臨結(jié)合工程等方面開(kāi)展工作。

2 裝配式支撐技術(shù)應(yīng)用研究現(xiàn)狀

傳統(tǒng)的裝配式內(nèi)支撐是鋼支撐（主要是圓鋼管和H 型鋼等），這種鋼支撐的水平間距一般比較密（一般不宜大于4 m），相對(duì)來(lái)說(shuō)機(jī)械挖土不太方便。近年來(lái)，裝配式預(yù)應(yīng)力魚(yú)腹梁內(nèi)支撐得到了較好的應(yīng)用，因其能夠控制基坑變形及保護(hù)周邊環(huán)境、縮短工期，且能為基坑施工創(chuàng)造較大空間，減少環(huán)境污染及實(shí)現(xiàn)支護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的循環(huán)利用，從而實(shí)現(xiàn)高效、綠色環(huán)保和節(jié)能減排的目的。裝配式預(yù)應(yīng)力魚(yú)腹梁鋼支撐體系由不同功能的標(biāo)準(zhǔn)件和輔助件構(gòu)成，如圖6 所示［29-40］。

圖6 裝配式預(yù)應(yīng)力魚(yú)腹梁內(nèi)支撐平面布置Fig.6 Layout Plan of Internal Support of Prefabricated Prestressed Fish Web Beam

裝配式大跨度預(yù)應(yīng)力鋼支撐技術(shù)特點(diǎn)為：魚(yú)腹式鋼支撐、組合式鋼支撐，由標(biāo)準(zhǔn)鋼構(gòu)件組成，使用螺栓裝配，通過(guò)對(duì)撐、角撐或魚(yú)腹式梁等桿件施加預(yù)應(yīng)力，實(shí)現(xiàn)基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的變形控制，是一種裝配式、易拆卸、可重復(fù)使用的支撐體系。相比傳統(tǒng)鋼支撐的優(yōu)勢(shì)：現(xiàn)場(chǎng)裝配螺栓連接，無(wú)需焊接，大大增加了挖土空間，顯著縮短基坑施工工期，材料全部可回收重復(fù)使用，降低造價(jià)，預(yù)應(yīng)力魚(yú)腹梁、組合對(duì)撐可調(diào)節(jié)預(yù)應(yīng)力，控制基坑變形。體系組成：水平支撐為對(duì)撐、角撐、魚(yú)腹梁、腰梁、連接件等；豎向支承為立柱、立柱樁、托梁。在上海、江蘇、浙江、廣東、江西等地區(qū)逾百項(xiàng)工程中應(yīng)用，基坑最大面積約5 萬(wàn)m2，對(duì)撐最大長(zhǎng)度190 m［41，42］。

裝配式型鋼斜拋撐在基坑支護(hù)工程中也得到了應(yīng)用。裝配式型鋼斜拋撐是由雙拼H 型鋼、綴板、加壓端、端頭板、承臺(tái)、錨固板及管樁等構(gòu)件組成，其中加壓端可以施加相應(yīng)的預(yù)應(yīng)力，自動(dòng)控制基坑工程變形，并保護(hù)周邊施工環(huán)境［43，44］。

張明聚等人［45，46］為了解決常用基坑內(nèi)支撐剛度不足、拆裝不便等問(wèn)題，針對(duì)明挖地鐵車(chē)站基坑工程特點(diǎn)提出裝配式鋼管混凝土內(nèi)支撐體系，包括標(biāo)準(zhǔn)直撐、短接直撐及連接節(jié)點(diǎn)等。根據(jù)該支撐體系受力和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，推導(dǎo)了各組成部分的內(nèi)力計(jì)算公式；依據(jù)鋼管混凝土規(guī)范和壓桿穩(wěn)定歐拉公式，建立了鋼管混凝土支撐、圍檁等部件的承載力計(jì)算方法；通過(guò)混凝土材料的配合比設(shè)計(jì)及工作、物理、力學(xué)性能檢測(cè)試驗(yàn)，配制出了具有輕質(zhì)、微膨脹和自密實(shí)性能的CL50高強(qiáng)混凝土作為鋼管混凝土內(nèi)支撐的填充材料；以北京地鐵某車(chē)站基坑工程設(shè)計(jì)資料為依據(jù)，對(duì)其標(biāo)準(zhǔn)段進(jìn)行了詳細(xì)的支撐體系設(shè)計(jì)，并對(duì)基坑變形、穩(wěn)定性和支撐受力進(jìn)行了驗(yàn)算。研究結(jié)果表明：所提出的內(nèi)支撐體系設(shè)計(jì)計(jì)算方法合理可靠，所設(shè)計(jì)的裝配式鋼管混凝土內(nèi)支撐體系，能滿(mǎn)足該基坑工程內(nèi)支撐體系受力和基坑穩(wěn)定的要求.

在預(yù)制混凝土支撐方面，曹雪山和唐中軍［47］發(fā)明了一種預(yù)制裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土支撐及其架設(shè)方法，通過(guò)混凝土支撐梁塊預(yù)制，在混凝土支撐梁施工過(guò)程中，直接將預(yù)制的混凝土支撐梁塊拼裝，并通過(guò)預(yù)應(yīng)力錨索連接，快速形成混凝土支撐梁，從而節(jié)省混凝土支撐梁的施工時(shí)間，同時(shí)發(fā)揮混凝土支撐剛度大的特點(diǎn)。

在鋼管混凝土支撐方面，張光橋等人［48］發(fā)明了一種可拆卸鋼管混凝土支撐裝置及使用方法，包括：鋼管以及沿圓周方向環(huán)繞卡置于鋼管上端的抱箍，所述鋼管內(nèi)填充有混凝土層Ⅰ，所述混凝土層Ⅰ上端沿水平方向鋪設(shè)有墊層。當(dāng)支撐完畢后，將抱箍拆除，之后將墊層去除，從而實(shí)現(xiàn)了混凝土層Ⅰ與混凝土層Ⅱ的分離，完成了整個(gè)支撐裝置的拆卸。鋼管混凝土支撐裝置體系簡(jiǎn)單，受力明確，可操作性強(qiáng)，由于鋼管與抱箍采用可拆卸的連接結(jié)構(gòu)，因此可以循環(huán)使用，整個(gè)結(jié)構(gòu)安裝拆卸方便，提高了施工效率。

總而言之，從裝配式支撐技術(shù)應(yīng)用情況來(lái)看，發(fā)展較快、應(yīng)用較多的是鋼支撐，因其運(yùn)輸、裝拆方便。隨著焊接、拼接技術(shù)的進(jìn)步，未來(lái)裝配式鋼支撐還將得到更廣泛的應(yīng)用。裝配式混凝土支撐則應(yīng)用較少，多數(shù)還處于“空想”階段，究其原因主要是笨重，運(yùn)輸、裝拆不便，也不環(huán)保，重復(fù)利用率不高。

3 裝配式錨拉技術(shù)應(yīng)用研究現(xiàn)狀

山東某公司與山東大學(xué)聯(lián)合開(kāi)發(fā)的土釘墻回收技術(shù)的研究與成功應(yīng)用，如圖7 所示，在基坑施工結(jié)束后，把面板、土釘、腰梁龍骨拆卸下來(lái)，在后續(xù)工程中重復(fù)使用，這樣不僅節(jié)約了造價(jià)，同時(shí)也節(jié)約了資源，保護(hù)了環(huán)境，造福于后代，更符合“綠水青山就是金山銀山”的時(shí)代理念。裝配式可回收土釘墻一般適用于含少量有機(jī)質(zhì)的雜填土、粉質(zhì)土、砂土、黏性土、礫砂和填土層，且基坑開(kāi)挖深度不超過(guò)12 m 的邊坡［49，50］。

圖7 可回收土釘Fig.7 Recyclable Soil Nail

歐孝奪等人［51］提出了一種施工安全快速經(jīng)濟(jì)的新型基坑支護(hù)型式，即十字形裝配式基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，并對(duì)該新型基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)選型、計(jì)算方法和工程應(yīng)用進(jìn)行探討。依托南寧市五象新區(qū)某項(xiàng)目做了基坑支護(hù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，結(jié)果表明試驗(yàn)值與計(jì)算值相近，證明了設(shè)計(jì)方法的正確性。在該基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)下，基坑的穩(wěn)定性、基坑變形、支護(hù)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度均滿(mǎn)足規(guī)范要求。

宣嘉倫［52］發(fā)明了一種裝配式蝶形錨桿，包括錨桿體、設(shè)置在錨桿體兩端的錨具和錨固件，其特點(diǎn)是錨固件為蝶形板。錨固件可為單個(gè)蝶形板，也可由多個(gè)插裝在錨桿下端的蝶形板組合而成?？捎脤?zhuān)用工具將組裝好的錨桿直接打入土中，不需再灌注膠凝材料，因此安裝物件簡(jiǎn)便、工效高、價(jià)格低廉，現(xiàn)場(chǎng)施工文明程度高，而且還可以拆除回收。

湘潭大學(xué)陳賓等人［53］發(fā)明了一種裝配式錨桿框格梁，該裝配式錨桿框格梁包括預(yù)制橫梁，包括相對(duì)設(shè)置的第一預(yù)制橫梁和第二預(yù)制橫梁，預(yù)制橫梁中具有套筒和鋼筋，第二橫梁中的鋼筋延伸插入第一橫梁中的套筒中；肋柱，包括相對(duì)設(shè)置的第一肋柱和第二肋柱，肋柱中均具有套筒和鋼筋，第二肋柱中的鋼筋延伸插入第一肋柱的套筒；裝配空洞，由橫梁和肋柱限制形成，以及錨桿，裝配在裝配空洞中，其中裝配空洞由粘結(jié)物質(zhì)填充，第二橫梁中的鋼筋延伸穿過(guò)裝配空洞插入第一橫梁中的套筒中，第二肋柱中的鋼筋延伸穿過(guò)裝配空洞插入第一肋柱中的套筒中。本申請(qǐng)的裝配式錨桿框格梁提高了整體性和可靠性，優(yōu)化了裝配工藝，消除了因錨桿施工誤差所帶來(lái)的預(yù)制構(gòu)件安裝問(wèn)題。

總而言之，裝配式錨拉技術(shù)進(jìn)展還比較慢，多數(shù)還停留在紙上談兵，還缺少工程應(yīng)用。隨著各地政府部門(mén)要求錨索不能出紅線（比如佛山順德）等規(guī)定，可回收錨索得到了較廣泛的應(yīng)用，特殊是在周邊未來(lái)有地鐵或其他地下空間開(kāi)發(fā)的場(chǎng)地，可回收錨索應(yīng)用較多。

4 裝配式挖土棧橋應(yīng)用研究現(xiàn)狀

有些基坑工程外圍場(chǎng)地很窄，地下室外墻距離紅線很近（有些只有3 m 的距離），場(chǎng)內(nèi)的出土、運(yùn)料等交通組織較難，一般會(huì)設(shè)置施工棧橋，以解決水平方向和垂直方向的交通。挖土棧橋平臺(tái)一般分為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)挖土棧橋平臺(tái)、鋼結(jié)構(gòu)挖土棧橋平臺(tái)和鋼結(jié)構(gòu)與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)組合式挖土棧橋平臺(tái)，其中鋼結(jié)構(gòu)挖土棧橋平臺(tái)一般由立柱、型鋼梁、箱型板等組成，其平面尺寸應(yīng)能滿(mǎn)足施工機(jī)械作業(yè)要求。鋼結(jié)構(gòu)挖土棧橋平臺(tái)一般設(shè)置在基坑邊或坑內(nèi)棧橋道路邊。鋼結(jié)構(gòu)挖土棧橋平臺(tái)具有可回收的優(yōu)點(diǎn)。鋼結(jié)構(gòu)與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)組合式挖土棧橋平臺(tái)一般可采用鋼立柱、鋼筋混凝土梁和鋼結(jié)構(gòu)面板組合而成，也可采用鋼立柱、型鋼梁和鋼筋混凝土板組合而成。

工程應(yīng)用情況方面，由馬鞍山某公司研發(fā)的AHS裝配式H 型鋼基坑支撐體系——裝配式棧橋板可替代傳統(tǒng)的混凝土基坑支護(hù)。裝配式棧橋板通過(guò)板梁一體化設(shè)計(jì)，具有很好的力學(xué)性能以及防滑、可承受大荷載、使用壽命長(zhǎng)、可重復(fù)使用、裝拆方便等優(yōu)點(diǎn)。南京國(guó)際博覽中心三期工程中采用了全鋼裝配式基坑支護(hù)，直接節(jié)省3 860 t 鋼筋混凝土［54-56］。此外，以往在橋梁工程中應(yīng)用的貝雷架，也逐漸應(yīng)用到施工棧橋中。

5 基坑工程中裝配式結(jié)構(gòu)應(yīng)用發(fā)展中的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題分析

可以預(yù)見(jiàn)，未來(lái)裝配式結(jié)構(gòu)在基坑工程中的應(yīng)用會(huì)越來(lái)越多。通過(guò)疏理目前裝配式結(jié)構(gòu)的工程應(yīng)用研究現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)以下幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題還有待解決。

在裝配式結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法和試驗(yàn)研究方面還要加大理論研究和試驗(yàn)研究，比如雙排鋼板樁結(jié)構(gòu)、雙排混凝土板樁結(jié)構(gòu)以及前排墻后排樁的組合結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法研究。裝配式結(jié)構(gòu)一般都有接頭（豎向節(jié)頭），接頭的受力特性也要開(kāi)展相應(yīng)的理論和試驗(yàn)研究。還有特種裝配式擋土結(jié)構(gòu)的研究，如裝配式圓形或拱形地連墻的設(shè)計(jì)方法研究。新型內(nèi)撐體系的受力與計(jì)算方法研究，如裝配式預(yù)應(yīng)力魚(yú)腹梁內(nèi)支撐的研究。未來(lái)應(yīng)盡快形成基坑工程裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范或規(guī)程，用于指導(dǎo)設(shè)計(jì)、施工和監(jiān)測(cè)等。此外，裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)基坑技術(shù)設(shè)計(jì)最大的不同之處，在于應(yīng)該增加施工工況（如吊裝）的設(shè)計(jì)或驗(yàn)算。

在施工機(jī)械研發(fā)方面，國(guó)內(nèi)發(fā)展較快，如國(guó)產(chǎn)SX50 雙輪銑槽機(jī)，已實(shí)現(xiàn)最大成槽深80 m。寶峨MC128 銑槽機(jī)，已實(shí)現(xiàn)最大成槽深150 m。但是在裝配式結(jié)構(gòu)施工和吊裝方面，還急需研發(fā)大型的打樁機(jī)、吊裝車(chē)。另外，還需研發(fā)上空受限時(shí)（如有高架橋、高壓線等），有限高度下的打樁、接樁技術(shù)。從以往的發(fā)展過(guò)程來(lái)看，機(jī)械設(shè)備的發(fā)展會(huì)直接影響和帶動(dòng)基坑工程裝配式的發(fā)展。

6 結(jié)語(yǔ)及展望

我國(guó)基坑工程和地下工程建設(shè)規(guī)模和難度將繼續(xù)增大，仍需加強(qiáng)在高效節(jié)能、環(huán)境低影響、智能化監(jiān)控等方面新技術(shù)的創(chuàng)新、研發(fā)和應(yīng)用，以滿(mǎn)足各種基坑工程的需求，提升工程質(zhì)量，減小環(huán)境影響，促進(jìn)基坑和地下工程的可持續(xù)發(fā)展。發(fā)展預(yù)制裝配式支護(hù)技術(shù)，通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新，使預(yù)制裝配式支護(hù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)、工廠制造、裝配化施工和信息化管理的目標(biāo)，大量減少泥漿量排放，提高施工效率和質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)新技術(shù)的工業(yè)化［57］。

⑴完善基坑工程中裝配式結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)理論、方法和試驗(yàn)研究。特別是特種裝配式結(jié)構(gòu)支護(hù)的設(shè)計(jì)方法研究，盡快出臺(tái)《基坑工程裝配式結(jié)構(gòu)支護(hù)技術(shù)規(guī)程》，用于指導(dǎo)設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)測(cè)和監(jiān)理。

⑵發(fā)展并推廣基坑工程和地下工程領(lǐng)域預(yù)制裝配式技術(shù)，達(dá)到預(yù)制裝配式技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)、工廠制造、裝配化施工和信息化管理的目標(biāo)，大量減少泥漿量排放，提高施工效率和質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)基坑工程和地下工程的工業(yè)化。

⑶開(kāi)發(fā)新型智能化施工裝備，基坑工程和地下工程的不斷發(fā)展，在很大程度上取決于工程機(jī)械裝備的不斷進(jìn)步。伴隨著“中國(guó)制造2025”國(guó)家戰(zhàn)略的實(shí)施，工程機(jī)械裝備行業(yè)有望提供精度高、質(zhì)量可靠、適應(yīng)性強(qiáng)、施工效率高、智能化和可視化的施工設(shè)備，為各類(lèi)高難度和高復(fù)雜度的深基坑工程和地下工程施工提供技術(shù)保障。