（河南省建設(shè)基礎(chǔ)工程有限公司，河南鄭州 450000）

特殊支護體系由擋土、挖土、支護降水等子項工程構(gòu)成，對深基坑側(cè)壁進行加固保護，確保周邊及地下相關(guān)建筑物管網(wǎng)管線的安全性，保證其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定并防止地下水滲透，對深基坑工程安全具有重要作用[1]。國內(nèi)外對支護體系開展了大量研究，重點分析了軟土地區(qū)的深基坑工程，得出圍護結(jié)構(gòu)最大位移與開挖深度的關(guān)系，支護與基坑周邊土體相互影響，可判斷基坑變形與支護應(yīng)用的關(guān)聯(lián)性，并對不同支護形式的基坑變形進行監(jiān)測，對圍護結(jié)構(gòu)變形進行分析，得到支護體系的開挖深度、側(cè)向位移、地表沉降等比值[2]。結(jié)合深基坑工程實例，對淤泥質(zhì)土的固化性能進行深入分析，得到固化土強度規(guī)律，實現(xiàn)對支護結(jié)構(gòu)變形的監(jiān)控，優(yōu)化支護主體的加固參數(shù)，控制支護體系的內(nèi)支撐預(yù)應(yīng)力，計算支護體系的土壓力，得到支護體系土體加固的最優(yōu)施工方案[3]。復(fù)雜地質(zhì)條件下的基坑支護工程風險較大，事故發(fā)生率較高，工程對支護體系開挖技術(shù)的要求越來越高。部分基坑支護形式的應(yīng)用設(shè)計不合理，導致深基坑出現(xiàn)坍塌、結(jié)構(gòu)失穩(wěn)等現(xiàn)象，研究復(fù)雜地質(zhì)條件下的基坑支護應(yīng)用，保證深基坑施工的安全性和穩(wěn)定性，為施工過程提供指導性建議。

1 復(fù)雜地質(zhì)條件下特殊支護體系在深基坑工程中的應(yīng)用

某核電站常規(guī)島/泵房基坑布置在周邊水源充足的軟土地基上，表層覆蓋淤泥軟土層較厚。該基坑工程開挖范圍大、深度深（27 m），該工程地下海工防滲分布復(fù)雜，周邊已施工部分前期工程?；娱_挖應(yīng)保證基坑周邊邊坡自身穩(wěn)定，保證周圍構(gòu)筑物不受破壞、不喪失結(jié)構(gòu)功能。在深基坑開挖施工中，須針對基坑周邊構(gòu)筑物的變形和振動等設(shè)計要求進行控制施工，以確?；又苓呥吰碌淖陨矸€(wěn)定及周邊構(gòu)筑物不受破壞，確保工程施工安全。常規(guī)的基坑支護方案實施難度大、費用高，因此，采用強夯擠淤支護施工技術(shù)。

1.1 采取土釘墻支護形式

深基坑工程周邊地質(zhì)條件復(fù)雜時，選取土釘墻支護形式，充分發(fā)揮邊坡土體的自承能力。在基坑側(cè)壁通過鉆孔放置土釘、注漿，使鋼筋、土體形成一個整體，支護對象主要為含水率較高的軟弱土層和砂層[4]。在地下水位較低且地質(zhì)情況較好的地層中，土釘應(yīng)沿孔道注入純水泥漿或水泥砂漿，使錨固體達到相應(yīng)的強度：

式中：σ——靜止土壓力強度為（Pa）；r——支擋土體重度；K——靜止土壓力系數(shù)；P——錨固體強度（N/m）。

利用上述公式，控制支護體系注入錨孔內(nèi)注漿體的強度，在孔內(nèi)放入鋼筋，對邊坡土體進行加固處理，在此過程中進行信息化、動態(tài)化控制。選擇土釘形式時，采集施工現(xiàn)場的監(jiān)測數(shù)據(jù)，根據(jù)不同地質(zhì)情況和地下水情況，選擇合適的土釘支護方式，形成復(fù)合土體，起到支護作用[5]。

土釘形式支護流程如圖1所示。

圖1 土釘墻支護流程

根據(jù)不同區(qū)域的地質(zhì)特征，選取組合支護方案，確定合理的結(jié)構(gòu)形式。根據(jù)復(fù)雜地質(zhì)條件下的工程情況進行綜合分析，確定采用的具體樁型。根據(jù)排樁的成樁工藝和樁型，確定無支撐、多支撐、單支撐結(jié)構(gòu)的布置方式，采用預(yù)制地下連續(xù)墻技術(shù)，工廠預(yù)制現(xiàn)場裝配的流程，使其可承受較大的水平荷載。地下水位較高且土質(zhì)較差的軟土地區(qū)，可使用專用機械設(shè)備，采用對土體擾動較少的排樁支護方案，實現(xiàn)鉆孔灌注樁的支護結(jié)構(gòu)。施工過程中應(yīng)注意防水工作，使護栓作為地下結(jié)構(gòu)的外墻，起到兩墻合一的作用。施工過程中應(yīng)嚴格控制土體的位移沉降，避免采用挖空樁，以此確定深基坑工程支護形式。

1.2 控制支護樁墻變形量

土釘墻支護流程過程中，存在孔道水壓力消散的過程，導致坑底土體、基坑外地表及支護樁墻產(chǎn)生變形，應(yīng)選取土釘墻支護參數(shù)，監(jiān)測深基坑及支護體系變形，將變形影響控制在一定范圍內(nèi)[6-7]。對深基坑進行開挖處理，使兩側(cè)土體形成應(yīng)力差，控制深基坑的橫豎向深度為開挖深度的3～5、2～4倍，約束樁墻頂?shù)乃轿灰?，使樁墻在坑外土壓力的作用下形成倒三角形位移形狀，土體應(yīng)力差：

式中：i——深基坑地質(zhì)層；E——兩側(cè)土體卸載模量；b——總卸載應(yīng)力；L——兩側(cè)土體厚度（m）；h——土體殘余應(yīng)力系數(shù)；S——土體應(yīng)力差。

可根據(jù)圍護樁墻所在地層的移動面積，判斷假定的地表沉降曲線。樁墻的最大側(cè)向位移為坑底，應(yīng)距離基坑邊開挖0.5倍深度，在基坑底選取一個固定點，計算該點沉降量與地表最大沉降量的比值及樁墻距離與開挖深度的比值，支護參數(shù)的變形量：

式中：Q——支護參數(shù)的變形量；Zi——基坑底至第i層土底面的距離（m）；ai——基坑底計算點至第i層土底面平均應(yīng)力附加系數(shù)；Zi-1——i-1層土底面的距離（m）；j——土體回彈影響的沉降經(jīng)驗系數(shù)；c——坑底以上土體的自重；ai-1——i-1層土底面范圍內(nèi)平均應(yīng)力附加系數(shù)。

無地區(qū)經(jīng)驗取值時，j取1，c應(yīng)處于地下水位以下并去除水的浮力。利用式（3）可判斷深基坑工程的地表差異性沉降，測量圍護樁墻水平位移，取墻體水平位移的0.8倍值，判斷地表沉降相應(yīng)土層移動面積的關(guān)系，使地表沉降分布在開挖深度范圍內(nèi)，其范圍應(yīng)距基坑邊2倍距離。0.8倍值超過1/150時，變形量會導致樁墻出現(xiàn)開裂，應(yīng)控制坑底位置沉降量為最大值，預(yù)測深基坑地表沉降，使支護樁墻位移變量降至最低，實現(xiàn)支護樁墻變形量的控制。以完成復(fù)雜地質(zhì)條件下特殊支護體系在深基坑工程中應(yīng)用方法的設(shè)計。

2 試驗論證分析

深基坑工程選取某地下車庫，自西向東略有起伏，基坑形狀為矩形，底口線周長為253.1 m，地面標高介于419.32～420.09 m，設(shè)置9支護段，其支護類型如表1所示。

表1 各支護段支護類型 單位：m

護段支護材料為混凝土，單元類型分別為植入式梁單元和2D板單元，兩種方法分別對支護體系的結(jié)構(gòu)參數(shù)進行計算，得到結(jié)構(gòu)參數(shù)如表2所示。

表2 支護結(jié)構(gòu)材料參數(shù)

對施工過程中9支護段的護坡樁沉降量進行檢測，兩種應(yīng)用方法的對比結(jié)果如表3所示。

表3 試驗對比結(jié)果 單位：mm

由表3可知，本文應(yīng)用方法平均沉降量為3.3 mm，傳統(tǒng)應(yīng)用方法平均沉降量為5.1 mm。相比傳統(tǒng)方法，本文方法沉降量減少了1.8 mm，控制基坑邊線最大沉降量在荷載作用范圍內(nèi)，使特殊支護體系的應(yīng)用效果更滿足安全性要求。

3 結(jié)語

本文提出的支護體系應(yīng)用方法采取了土釘墻支護形式，在復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境中，保證了深基坑工程的安全穩(wěn)定，減少了護樁的沉降量。